(57)【要約】  電子画像センサー（２４）上に画像を形成するレンズ光学系（２２）と、画像センサーの出力をフィルタリングするデジタルフィルター（２６）とを有するカメラ（２０）の設計方法。この方法は、デジタルフィルターを用いて達成可能な画像の改善を推定する工程を有する。修正光学仕様を決定するために、推定した改善に応答して、カメラの目標光学仕様が処理され、この修正光学仕様に応答して、レンズ光学系が設計される。【選択図】  図１
2009534722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子画像センサー上に画像を形成するレンズ光学系と、前記画像センサーの出力をフィルタリングするデジタルフィルターとを有するカメラの設計方法であって、前記方法が、
前記デジタルフィルターを用いて達成可能な画像の改善を推定する工程と、
カメラ用の目標光学仕様を受け取る工程と、
修正光学仕様を決定するために、前記の推定した改善に応答して、前記目標光学仕様を処理する工程と、
前記修正光学仕様に応答して、前記レンズ光学系を設計する工程と
を有する方法。
【請求項２】
前記目標光学仕様は、画像品質の尺度を含み、これが目標値を有し、前記修正光学仕様は、前記画像品質の尺度の修正値を有し、前記修正値は、前記目標値に対して相対的に緩和されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記画像品質の尺度は、変調伝達関数（ＭＴＦ）を有し、前記ＭＴＦの修正値は、１つまたは複数の設計周波数において、前記目標値よりも小さい、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記画像品質の尺度は、点広がり関数（ＰＳＦ）の幅を示している、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記画像品質の尺度は、１つまたは複数の収差の各度合いを示している、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記改善を推定する工程は、前記画像センサーの出力に対してデジタルフィルターを適用した結果得られる雑音利得を決定する工程と、前記雑音利得の最大許容可能な値に応答して改善を限定する工程とを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記デジタルフィルターの画像改善能力に応答してメリット関数を決定する工程を有し、レンズ光学系を設計する工程は、前記メリット関数を、前記レンズ光学系を設計する際に用いられる光学設計ソフトウェアへの入力として適用する工程を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記レンズ光学系を設計する工程は、光学設計と、前記光学設計ソフトウェアを用いて前記光学設計と関連する光学性能の尺度とを生成する工程を有し、前記光学性能の尺度を用いて前記デジタルフィルターの係数を算出する工程を有する、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記デジタルフィルターの係数に応答して、前記画像の改善の修正推定を生成する工程と、前記修正推定に応答して、前記光学設計を修正する工程とを有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記光学設計と前記デジタルフィルターとが共になって前記目標光学仕様を満足するまで、前記係数を算出する工程と、修正推定を生成する工程と、前記光学設計を修正する工程とを繰り返す、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記レンズ光学系を設計する工程は、前記光学設計および前記デジタルフィルターが共になって目標光学仕様がどれほどよく満足されるかを示す得点を演算する工程と、前記得点に応答して前記光学設計を修正する工程とを有する請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記得点が所定の限度内に入るまで、前記得点を演算する工程と、前記光学設計を修正する工程とを繰り返して行う、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記光学設計と、算出された前記デジタルフィルターの係数とに基づいて、カメラにより形成されるであろうシミュレーション画像を演算する工程と、カメラの設計者が評価を行うために、前記シミュレーション画像を表示する工程とを有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記光学性能の尺度を生成する工程は、前記レンズ光学系の点広がり関数（ＰＳＦ）を推定する工程を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記係数を算出する工程は、前記ＰＳＦに応答して、デコンボリューションフィルター（ＤＣＦ）のカーネルを演算する工程を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＰＳＦは、前記像面に渡って変動し、前記カーネルを演算する工程は、像面中の異なる位置で、前記カーネルの異なる値を決定する工程を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記画像センサーは、交互に異なる色の副画像を生成するように構成されたモザイク色画像センサーであり、前記係数を算出する工程は、異なる前記副画像へ適用するために異なる各係数を算出する工程を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１８】
電子画像センサー上に画像を形成するレンズ光学系と、前記画像センサーの出力をフィルタリングするデジタルフィルターとを有するカメラを設計するためのコンピュータ・ソフトウェア・プロダクトであって、前記プロダクトは、プログラムの指示が記憶されているコンピュータで読み取り可能な媒体を有し、前記指示は、コンピュータによって読み取られると、コンピュータに対して、前記デジタルフィルターを用いて達成可能な画像の改善を推定させ、カメラ用の目標光学仕様を受け取らせ、前記レンズ光学系の設計において用いられる修正光学仕様を決定するために、前記の推定した改善に応答して、前記目標光学仕様を処理させるコンピュータ・ソフトウェア・プロダクト。
【請求項１９】
光学設計ソフトウェアを有し、前記ソフトウェアがコンピュータに対して、前記修正光学仕様に応答して、前記レンズ光学系の設計を生成させる、請求項１８に記載のプロダクト。
【請求項２０】
前記指示は、コンピュータに対して、前記レンズ光学系の設計と関連する光学性能の尺度とを生成させ、前記光学性能の尺度を用いて前記デジタルフィルターの係数を算出させる、請求項１９に記載のプロダクト。
【請求項２１】
前記収差の尺度は、前記レンズ光学系の点広がり関数（ＰＳＦ）を含み、前記指示は、コンピュータに対して、前記ＰＳＦに応答して、デコンボリューションフィルター（ＤＣＦ）のカーネルを演算させる、請求項２０に記載のプロダクト。
【請求項２２】
前記画像センサーは、交互に異なる色の副画像を生成するように構成されたモザイク色画像センサーであり、前記指示は、コンピュータに対して、異なる前記副画像へ適用するために異なる各係数を算出させる、請求項１８〜２１のいずれかに記載のプロダクト。
【請求項２３】
前記目標光学仕様は、画像品質の尺度を含み、これが目標値を有し、前記修正光学仕様は、前記画像品質の尺度の修正値を有し、前記修正値は、前記目標値に対して相対的に緩和されている、請求項１８〜２１のいずれかに記載のプロダクト。
【請求項２４】
前記指示は、コンピュータに対して、前記画像センサーの出力に対してデジタルフィルターを適用した結果得られる雑音利得を決定させ、前記雑音利得の最大許容可能な値に応答して改善を限定させる、請求項１８〜２１のいずれかに記載のプロダクト。
【請求項２５】
前記指示は、コンピュータに対して、前記デジタルフィルターの画像改善能力に応答してメリット関数を決定させ、前記メリット関数は、前記レンズ光学系を設計する際に用いられる光学設計ソフトウェアへの入力として適用される、請求項１８〜２１のいずれかに記載のプロダクト。
【請求項２６】
電子画像センサー上に画像を形成するレンズ光学系と、前記画像センサーの出力をフィルタリングするデジタルフィルターとを有するカメラの設計システムであって、
前記デジタルフィルターを用いて達成可能な画像の改善を推定し、カメラ用の目標光学仕様を受け取り、修正光学仕様を決定するために、前記の推定した改善に応答して、前記レンズ光学系の設計において用いられる前記目標光学仕様を処理するために配されているデジタル処理設計ステーションと、
前記修正光学仕様に応答して、前記レンズ光学系の設計を生成するために配されている光学設計ステーションと
を有するシステム。
【請求項２７】
電子画像センサーと、
前記電子画像センサー上に画像を形成するレンズ光学系と、
前記画像センサーの出力をフィルタリングするデジタルフィルターと
を有する電子撮像カメラであって、
前記レンズ光学系が、修正光学仕様を満足するように設計され、前記修正光学仕様は、前記デジタルフィルターを用いて達成可能な画像の改善を推定し、カメラ用の目標光学仕様を受け取り、かつ、修正光学仕様を決定するために、前記の推定した改善に応答して、前記目標光学仕様を処理することによって決定される、電子撮像カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般として、デジタル撮像に関連し、とりわけ、画像品質を改善させたデジタルカメラの設計方法、およびこれらの方法により作られたカメラの操作に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラで用いられるレンズ光学系は、通常、サイズ、コスト、絞り開口サイズおよびこれ以外のカメラメーカーから課される因子に関する限度に関して、光学的点広がり関数（ＰＳＦ）を最小限に、変調伝達関数（ＭＴＦ）を最大限にするように設計されている。結果として得られる光学系のＰＳＦは、焦点の変動および収差により、理想的な値からまだ変動しうる。当該分野で、デジタル画像処理により、このようなＰＳＦのずれを測定し、補正する数々の方法が公知である。例えば、特許文献１（この開示は、本願中で参照することにより取り入れられている）には、画像処理システム中で、焦点外の画像をデジタル的にフォーカシングするための方法が記載されている。平均工程応答は、デフォーカス画像を副画像に分け、かつ各副画像中のエッジ方向で工程応答を算出することにより得られる。平均工程応答は、ＰＳＦ係数を算出するために用いられ、このＰＳＦ係数は、続いて、画像復旧変換関数を決定するために用いられる。焦点画像は、この関数を、周波数領域中の焦点外画像で乗算することにより得られる。
【０００３】
別の例として、特許文献２（この開示は、本願中に参照することにより盛り込まれている。）は、画像スキャナーを記載しているが、これは、ＰＳＦを内部で測定するために、スキャナー内で目標を用いている。これらの測定は、畳み込みカーネルを演算するために用いられるが、この畳み込みカーネルは、スキャナーレンズ系の不完全さを部分的に補正するためにスキャナーにより獲得された画像に適用される。
【０００４】
特別な目的のぼけを画像に加え、ある光学収差に不変性を作ることも可能である。その後、信号処理を用いて、このぼけを取り除く。この種の技術は、非特許文献１中に記載されている。この開示は、本願中に参照することにより盛り込まれている。この著者らは、この技術を「波面コーディング」として言及している。特別な球面光学部材を用いて、画像中にぼけを作っている。この光学部材は、別体の独立した部材でもよいし、光学系中の１つまたは複数のレンズ中に組み込まれてもよい。この種の波面コーディングに基づく光学設計および画像処理方法は、例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５および特許文献６中に記載されている。これらの開示は、本願中に参照することにより盛り込まれている。
【０００５】
特許文献７（この開示は、本願中に参照することにより盛り込まれている）には、電子撮像カメラが記載されているが、このカメラは、画像検出器アレイと、画像プロセッサとを有し、この画像プロセッサは、通常デコンボリューションフィルターの形式のぼけ除去機能を、アレイによる信号出力に適用し、ぼけを低減した出力画像が生成される。このぼけの低減により、固有のＰＳＦが乏しいカメラ光学系を設計して、用いることができ、一方で、容認可能な出力画像を作るために、検出器アレイにより作られた電子画像を復旧することができる。この光学系は、カメラのぼけ除去能力を考慮した反復プロセスで設計される。このために、最初の光学設計が生成され、この設計のＰＳＦが、収差と光学設計の許容誤差に基づいて算出される。このＰＳＦにより特徴付けられる、代表的なデジタル画像が演算され、画像のＰＳＦを改善させるため、すなわちＰＳＦの広がりを低減させるために、ぼけを除去する関数が決定される。この光学系の設計は、その後修正され、改善されたＰＳＦの広がりを低減する。このプロセスにより、カメラの全体的な性能を最適化しつつ、一方では製造許容誤差を比較的高くし、光学部材の数を減らした低コストの光学系を用いることができると言われている。
【特許文献１】米国特許６，１５４，５７４号
【特許文献２】米国特許６，５６７，５７０号
【特許文献３】米国特許５，７４８，３７１号
【特許文献４】米国特許公開公報２００２／０１１８４５７  Ａ１号
【特許文献５】米国特許公開公報２００３／００５７３５３  Ａ１号
【特許文献６】米国特許公開公報２００３／０１６９９４４  Ａ１号
【特許文献７】国際公開公報ＷＯ２００４／０６３９８９  Ａ２号
【非特許文献１】ＫＵＢＡＬＡ他著の「ＲＥＤＵＣＩＮＧ  ＣＯＭＰＬＥＸＩＴＹ  ＩＮ  ＣＯＭＰＵＴＡＴＩＯＮＡＬ  ＩＭＡＧＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭＳ（演算撮像システムでの複雑さの低減）」（ＯＰＴＩＣＳ  ＥＸＰＲＥＳＳ  １１、２００３年、２１０２〜２１０８頁）
【発明の開示】
【０００６】
本発明の実施形態は、デジタル的なぼけ除去能力を有する、デジタルカメラを設計するために改善された方法およびツールを提供している。これらの実施形態で用いられるカメラは、通常、デコンボリューションフィルター（ＤＣＦ）などの、デジタルフィルターを有し、このフィルターは、デジタル出力画像中でぼけを低減するために用いられる。
【０００７】
カメラを設計する途中で、フィルターが、カメラのレンズ系中の１つの光学部材であるかのように取り扱われる実施形態もある。この方法により、レンズ光学系自体の設計仕様（例えば、ＰＳＦおよび／またはＭＴＦに関連して）が、緩和され、したがって、光学設計者には、実際のレンズ光学系用のレンズパラメータを選択する上で、より自由度が与えられる。
【０００８】
レンズ光学系の最初の設計に続いて、ＤＣＦに課された制約内で、カメラの設計仕様に可能な限り合う出力画像を提供するために、フィルターパラメータが演算される。例えば、画像がデジタル的にシャープにされた際に、しばしば生じる雑音利得を限定するために、ＤＣＦカーネル値が制約を受ける実施形態もある。設計ツールは、光学設計およびフィルターのパラメータに基づいて、出力画像の品質を演算する。任意選択的に、このツールは、選択されたパラメータの効果を設計者が見ることができるように、これらのパラメータに基づいてシミュレーションされた画像を演算および表示してもよい。
【０００９】
最初に演算されたＤＣＦを最初の光学設計と組み合わせると、要求された出力画像の品質に達していない、あるいは、カメラ仕様のその他の要求を満たしていないと決定されうる場合もある。（要求に達していない理由には、例えば、雑音利得の限度、ＰＳＦの変動、またはＤＣＦサイズの限度などがありうる。）このような場合、本発明の実施形態では、カメラ仕様が満たされるまで、光学設計とフィルターの演算のプロセスが繰り返される実施形態もある。
【００１０】
したがって、本発明の１実施形態によれば、電子画像センサー上に画像を形成するレンズ光学系と、画像センサーの出力をフィルタリングするデジタルフィルターとを有するカメラの設計方法であって、
デジタルフィルターを用いて達成可能な画像の改善を推定する工程と、
カメラ用の目標光学仕様を受け取る工程と、
修正光学仕様を決定するために、推定した改善に応答して、目標光学仕様を処理する工程と、
修正光学仕様に応答して、レンズ光学系を設計する工程と
を有する方法が提供される。
【００１１】
目標光学仕様は、画像品質の尺度を含み、これが目標値を有し、修正光学仕様は、画像品質の尺度の修正値を有し、修正値は、目標値に対して相対的に緩和されている実施形態もある。ある実施形態では、画像品質の尺度は、変調伝達関数（ＭＴＦ）を有し、ＭＴＦの修正値は、１つまたは複数の設計周波数において、目標値よりも小さい。これに加えてまたはこれに代えて、画像品質の尺度は、点広がり関数（ＰＳＦ）の幅を示している。さらに、これに加えてまたはこれに代えて、画像品質の尺度は、１つまたは複数の収差の各度合いを示している。
【００１２】
ある開示された実施形態では、改善を推定する工程は、画像センサーの出力に対してデジタルフィルターを適用した結果得られる雑音利得を決定する工程と、雑音利得の最大許容可能な値に応答して改善を限定する工程とを有する。
【００１３】
この方法は、デジタルフィルターの画像改善能力に応答してメリット関数を決定する工程を有してもよく、レンズ光学系を設計する工程は、メリット関数を、レンズ光学系を設計する際に用いられる光学設計ソフトウェアへの入力として適用する工程を有してもよい。
【００１４】
レンズ光学系を設計する工程が、光学設計と、光学設計ソフトウェアを用いて光学設計と関連する光学性能の尺度とを生成する工程を有し、この方法が、光学性能の尺度を用いてデジタルフィルターの係数を算出する工程を有する実施形態もある。この方法は、デジタルフィルターの係数に応答して、画像の改善の修正推定を生成する工程と、修正推定に応答して、光学設計を修正する工程とを含んでもよい。光学設計とデジタルフィルターとが共になって目標光学仕様を満足するまで、係数を算出する工程と、修正推定を生成する工程と、光学設計を修正する工程とが繰り返される。
【００１５】
これに加えてまたはこれに代えて、レンズ光学系を設計する工程は、光学設計およびデジタルフィルターが共になって目標光学仕様がどれほどよく満足されるかを示す得点を演算する工程と、得点に応答して光学設計を修正する工程とを有する。この方法では、得点が所定の限度内に入るまで、得点を演算する工程と、光学設計を修正する工程とを繰り返してもよい。
【００１６】
この方法が、光学設計と、算出されたデジタルフィルターの係数とに基づいて、カメラにより形成されるであろうシミュレーション画像を演算する工程と、カメラの設計者が評価を行うために、シミュレーション画像を表示する工程とを含む実施形態もある。
【００１７】
光学性能の尺度を生成する工程が、レンズ光学系の点広がり関数（ＰＳＦ）を推定する工程を有し、係数を算出する工程は、ＰＳＦに応答して、デコンボリューションフィルター（ＤＣＦ）のカーネルを演算する工程を有する実施形態もある。通常、ＰＳＦは、像面に渡って変動し、カーネルを演算する工程は、像面中の異なる位置で、カーネルの異なる値を決定する工程を有する。
【００１８】
開示されたある実施形態では、画像センサーは、交互に異なる色の副画像を生成するように構成されたモザイク色画像センサーであり、係数を算出する工程は、異なる副画像へ適用するために異なる各係数を算出する工程を有する。
【００１９】
また、本発明の１実施形態によれば、電子画像センサー上に画像を形成するレンズ光学系と、画像センサーの出力をフィルタリングするデジタルフィルターとを有するカメラを設計するためのコンピュータ・ソフトウェア・プロダクトであって、プログラムの指示が記憶されているコンピュータで読み取り可能な媒体を有し、指示が、コンピュータによって読み取られると、コンピュータに対して、デジタルフィルターを用いて達成可能な画像の改善を推定させ、カメラ用の目標光学仕様を受け取らせ、レンズ光学系の設計において用いられる修正光学仕様を決定するために、推定した改善に応答して、目標光学仕様を処理させるコンピュータ・ソフトウェア・プロダクトが提供される。
【００２０】
このプロダクトは、また、光学設計ソフトウェアを有し、このソフトウェアがコンピュータに対して、修正光学仕様に応答して、レンズ光学系の設計を生成させる。
【００２１】
これに加えて、本発明の１実施形態によれば、電子画像センサー上に画像を形成するレンズ光学系と、画像センサーの出力をフィルタリングするデジタルフィルターとを有するカメラの設計システムであって、
デジタルフィルターを用いて達成可能な画像の改善を推定し、カメラ用の目標光学仕様を受け取り、修正光学仕様を決定するために、推定した改善に応答して、レンズ光学系の設計において用いられる目標光学仕様を処理するために配されているデジタル処理設計ステーションと、
修正光学仕様に応答して、レンズ光学系の設計を生成するために配されている光学設計ステーションと
を有するシステムが提供される。
【００２２】
さらに、本発明の１実施形態によれば、
電子画像センサーと、
電子画像センサー上に画像を形成するレンズ光学系と、
画像センサーの出力をフィルタリングするデジタルフィルターと
を有する電子撮像カメラであって、
レンズ光学系が、修正光学仕様を満足するように設計され、修正光学仕様は、デジタルフィルターを用いて達成可能な画像の改善を推定し、カメラ用の目標光学仕様を受け取り、かつ、修正光学仕様を決定するために、推定した改善に応答して、目標光学仕様を処理することによって決定される、電子撮像カメラが提供される。
【００２３】
本発明は、実施形態に関する以下のより詳細な説明を、図面と共に参照すると、より完全に理解されるであろう。
【００２４】
（図面の簡単な説明）
図１は、本発明の１実施形態によるデジタルカメラを概略的に示したブロック図である。
図２は、本発明の１実施形態による、デジタルカメラの設計システムを概略的に絵で示した図である。
図３Ａは、本発明の１実施形態による、デジタルプロセス中で用いられるデジタルカメラの概念となる部材を概略的に絵で示した図である。
図３Ｂは、本発明の１実施形態による、デコンボリューションフィルターを用いた場合およびこれを用いない場合の、デジタルカメラの変調伝達関数（ＭＴＦ）曲線を示した図である。
図４は、本発明の１実施形態による、デジタルカメラ設計方法を概略的に示したフローチャートである。
図５Ａ〜図５Ｃは、本発明の１実施形態による、デジタルカメラ中に用いられるＤＣＦカーネルの等尺でのプロットを概略的に示した図である。
図６は、本発明の１実施形態による、緩和された仕様でのレンズ光学系を用いた画像センサーの出力をシミュレーションした画像である。
図７は、本発明の１実施形態により、適切なＤＳＦを図６の画像に適用した効果をシュミレーションした画像である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
定義
以下は、本特許出願および請求項中に用いられた技術用語の限定的なリストである。これらの用語は、本願中、当該分野の用語に合った明らかな意味で用いられているが、以下の詳細な説明および請求項を理解するために、読者の便宜を図るために以下にリストする。
・検出器アレイのピッチとは、アレイ素子間の中央から中央までの距離をさす。
・円筒対称性とは、１つのまたは複合レンズなどの構造を描写し、この構造は、光軸の周りを任意のおよび全ての回転角で回転した際にも、この構造が不変であるような光軸を有する。
・点広がり関数（ＰＳＦ）とは、空間領域中での光学系のインパルス応答であり、すなわち、システムにより形成される、暗い背景に対して明るい点の被写体の画像である。
・ＰＳＦの広がりとは、ＰＳＦの半値幅（ＦＷＨＭ）である。
・光学的伝達関数（ＯＴＦ）は、ＰＳＦの周波数領域への二次元フーリエ変換である。ＰＳＦをＯＴＦに変換する、またはその逆が容易であるので、本発明では、ＯＴＦの演算は、ＰＳＦの演算と同等であると考える。
・変調伝達関数（ＭＴＦ）は、ＯＴＦの絶対値である。
・光線とは、可視光線、赤外線および紫外線分光領域のいずれの電磁線をも指す。
【００２６】
システム概要
図１は、本発明の１実施形態によるデジタルカメラ２０を概略的に示したブロック図である。このカメラは、レンズ光学系２２を有し、これは画像を、画像センサー２４上にフォーカシングする。光学系２２は、画像センサー２４により出力される画像データに関して操作を行うデコンボリューションフィルター２６を用いて、反復プロセスで設計される。デコンボリューション・エンジンは、通常は少なくとも１つのデコンボリューションフィルター（ＤＣＦ）を有する１つまたは複数のフィルターを、画像データに適用する。設計プロセスおよびフィルタリング方法は、以下に詳細に説明する。ＤＣＦカーネルは、通常、光学系２２により形成された画像中のぼけを補正するように選択される。フィルタリング後、この画像データは、画像信号プロセッサ（ＩＳＰ）２８により処理される。この画像信号プロセッサは、カラーバランス、形式変換などの標準的な機能を実行し、結果となる画像を出力する。
【００２７】
図１中に図示した光学処理およびデジタル処理の仕組みは、以下に説明する技術およびツールを理解するための支援として、例示的な目的のためにのみ示している。実際には、本発明の原理は、当該分野で公知である実質的に任意の光学設計、および、二次元検出器マトリックスおよびリニア検出器アレイを含む、実質的に任意の画像センサーを用いて、広範囲の電子撮像システムと組み合わせて適用することができる。デコンボリューション・エンジン２６とＩＳＰ２８とは、別体の装置として、または、単一の統合回路コンポーネントとして実装することができる。いずれの場合でも、デコンボリューション・エンジンとＩＳＰは、通常、当該分野で公知であるこれ以外の入出力および処理部材と組み合わされる。したがって、本発明の文脈においては、「デジタルカメラ」という用語は、画像センサー、画像センサー上に光線をフォーカシングするためのレンズ光学系、および、センサー出力を処理するための電子回路を有する任意の種類および全種類の電子撮像システムを指すものとして理解されるべきである。
【００２８】
図２は、本発明の１実施形態による、デジタルカメラの設計システム３０を概略的に絵で示した図である。このシステムは、デジタル処理設計ステーション３２と、光学設計ステーション３４とを有する。デジタル処理設計ステーション３２は、入力としてカメラメーカーからカメラ仕様を受け取るが、これは、例えば、カメラの重要なサイズ、センサーの種類、および所望の光学特性（以下、目標光学仕様と称する）を特定している仕様である。この特定された光学特性は、例えば、光学部材の数、材料、許容誤差、焦点距離、倍率、絞り（Ｆナンバー）、被写界深度および解像度の性能を含む。光学解像度性能は、通常、ＭＴＦで定義されるが、これに代えて、ＰＳＦ、波面品質、収差および／または当該分野で公知である光学および像品質に関する他の尺度で特定されてもよい。
【００２９】
処理設計ステーション３２は、予想されるエンジン２６の操作を考慮して、目標光学仕様を分析し、これを修正し、この修正した光学特性を光学設計ステーションに提供する。通常、元のカメラ仕様および修正光学仕様双方とも、円筒対称である光学部材を用いている。特別の位相板またはこれ以外の円筒対称性を壊す光学部材は、一般には望ましくないが、これは、コストが上がるためと、エンジン２６は、これらの部材を使用せずとも、光学系２２の収差を補正することができるためである。さらに、処理設計ステーション３２は、メリット関数を演算し、これを光学設計ステーション３４に提供する。このメリット関数は、光学系２２の収差の目標値を示し、あるいは、光学設計を最適化する途中で収差の重み付けに用いられる採点係数を示す。収差は、光学系２２により作られた光学的な波面の、理想の波面からのずれを表し、例えば、ゼルニケ多項式、または、これ以外の当該分野で公知である使いやすい数学的な波面の式で表されうる。
【００３０】
光学設計ステーション３４は、通常レンズ設計者により操作され、処理設計ステーション３２から提供された修正光学仕様に基づきレンズ設計を生成する。処理設計ステーションは、レンズ設計に関連してエンジン２６中で用いられる最適なＤＣＦ（および、おそらくは他のフィルター）を決定する。このＤＣＦ演算は、当該の特定のレンズ設計と関連して、フィルター係数が、ＤＣＦが用いられる実際の光学系の「真の」ＰＳＦを反映するように行われる。
【００３１】
次に、処理設計ステーションは、ＤＣＦを用いた光学設計を評価する。これは、予想される光学系２２の光学的な品質と、予想されるエンジン２６による改善とを組み合わせた結果を査定し、この結果を目標光学仕様と比較するために行われる。この査定は、数学的な分析の形態を取ることができ、品質得点の結果を生じさせる。この文脈で用いられうる品質採点の仕組みは、以下で説明する。あるいは、他の品質採点の仕組みを用いることもでき、この一例は、例えば、上述の国際公開公報ＷＯ２００４／０６３９８９  Ａ２号に記載されている。これに代えてまたは追加的に、ステーション３２は、現在の光学仕様およびＤＣＦの選択に基づいて設計されたカメラから予想される出力画像を視覚的に示したシミュレーション画像３６を生成し、表示しうる。
【００３２】
ステーション３２による分析結果により、光学設計およびＤＳＦ設計の組み合わせが、目標仕様に合うとわかれば、カメラ設計全体、すなわち光学とＤＣＦを含めたカメラ設計全体が、製造用に出力される。さもなければ、処理設計ステーションは、さらに内部で設計を繰り返し、あるいは、さらに光学仕様を修正して生成し、これが、光学設計ステーション３４に渡され、修正された光学設計生成用に用いられる。このプロセスは、適切な光学設計およびＤＣＦが見つかるまで、繰り返して継続されうる。このプロセスの詳細は、以下に図４を参照して説明する。
【００３３】
通常、ステーション３２・３４は、汎用コンピュータを有し、この上で、上述の機能を実行するための適切なソフトウェアが動いている。このソフトウェアは、例えばネットワークを介して電子的な形態で、コンピュータにダウンロードされてもよいし、あるいは、光学、磁力または電子メモリ媒体などの有形メディア上に装備されていてもよい。あるいは、このステーション３２および／またはステーション３４のいくつかの機能は、専用またはプログラム可能なハードウェアコンポーネントを用いて実装されていてもよい。光学設計ステーション３４の機能は、ＺＥＭＡＸ（登録商標）（カリフォルニア州、サンディエゴ在、ゼマックス・ディベロプメント株式会社（ＺＥＭＡＸ  ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ  ＣＯＲＰ）製）などの市販の光学設計ソフトウェアを用いて実行されてもよい。ステーション３２・３４は、概念的に明示するために、別のコンピュータ・ワークステーションとして示し、説明したが、これに代えて、これらのステーションの機能は、物理的に単一のマシン中で組み合わされ、光学設計およびデジタル処理設計の両方用のソフトウェアプロセスを走らせてもよい。
【００３４】
図３Ａは、本発明の１実施形態による、システム３０中でも用いられる設計プロセス中で適用されるカメラ２０の概念となる部材を概略的に絵で示した図である。システム３０は、上述したように、光学系２２の設計において、エンジン２６を考慮し、このようにして、一種の「バーチャルレンズ」４０としてＤＣＦを関連付ける。すなわち、まるで光学設計者が、収差補正のために設計中に１つ光学部材を追加したかのように、実際のレンズ光学系の設計の制約が、バーチャルレンズの使用により緩和される。エンジン２６中に組み込まれるバーチャルレンズは、実際の光学レンズと併用されて、メーカーのカメラ仕様に合う画像出力をするように選択される。
【００３５】
図３Ｂは、本発明の１実施形態によるシステム３０を用いて設計されたカメラの変調伝達関数（ＭＴＦ）曲線を示した図である。この曲線は、ステーション３４上で光学系２２を設計するために用いられるためにステーション３２で生成された修正光学仕様に対応する未補正の曲線４４を含む。曲線４４による許容された低いＭＴＦは、ＤＣＦ２６の使用により得られうるＭＴＦの予想改善を示す。補正された曲線４６は、ＤＣＦを画像センサー出力に適用することにより得られる、カメラの最終的なＭＴＦを示す。これらの曲線は、被写体がカメラからある距離だけ離れた位置にあり、ＭＴＦが光場の中心にある場合の曲線を示す。実際、ＭＴＦは、複数の異なる被写界深度および画角において特定されうる。
【００３６】
図３Ａおよび図３Ｂに例示した設計概念により、カメラメーカーは、所望の光学性能レベルを達成して、かつ、光学手段のみの場合に必要であったのと比べて、より少なく、より小さくおよび／またはより単純な光学コンポーネントで、同じ結果を得ることができる。これに加えてまたはこれに代えて、収差を低減し、Ｆナンバーを小さくし、広い角度、マクロ操作または被写界深度を大きくするなどの性能改善するように、カメラを設計することもできる。
【００３７】
設計プロセスの詳細
図４は、本発明の１実施形態による、デジタルカメラ設計方法を概略的に示したフローチャートである。この方法は、下記では、明示化のために、カメラ２０およびシステム３０を参照して説明するが、この方法の原理は、全般として、他の設計システムを用い、他のカメラにも適用することができる。
【００３８】
この設計の出発点は、上述したように、カメラ仕様である。処理設計ステーション３２は、カメラの目標光学仕様を、修正光学仕様に翻訳する（仕様翻訳工程５０）。このために、ステーション３２は、カメラに実装されるＤＣＦの推定値を用いる。このＤＣＦがゆえに予想される画像の改善は、次に光学仕様に適用され、ＭＴＦなどの光学設計パラメータがどの程度緩和されうるかを推定する。
【００３９】
しかし、ＤＣＦによる画像改善は、画像センサー２４の出力における雑音を増幅する傾向がある。一般には、雑音利得ＮＧは、ＤＣＦのノルム（√ＤＴＤ、ここで、ＤはＤＣＦカーネルを示し、上付き文字Ｔは、エルミート転置を示す）に比例している。したがって、ＤＣＦを推定する際、すなわち、光学設計パラメータがどの程度まで緩和されうるかという程度を推定する際には、処理設計ステーションは、最大許容雑音利得を、限定条件として用いる。通常、エンジン２６は、雑音フィルターも有する。雑音利得によりＤＣＦ係数に与えられる限度は、したがって、雑音フィルターにより予想される雑音減衰により緩和されうる。すなわち、ＤＣＦカーネルのノルムは、許容される最大雑音利得と予想される雑音因子との積によりほぼ与えられる。（すなわち、雑音フィルタリングがない場合の画像雑音に対する、雑音フィルターの後に続く画像雑音の割合）あるいは、雑音利得全体のより精確な推定は、周波数領域での雑音フィルターを、ＤＣＦにより乗算した積のノルムをとることにより得られうる。
【００４０】
雑音利得と、許容可能なＭＴＦ減衰とを決定するために、最初の概算において、ＯＴＦが、画像センサー２４のナイキスト周波数に正規化された空間周波数ｑの関数として線形であると推測することができる。
【００４１】
【数１】
2009534722.tif 000003
ＰＳＦは、方程式（１）のＯＴＦから解析的に決定されうる。ＯＴＦ中の０により、カメラ中で用いられるＤＣＦの周波数領域の表現は、以下のように推定される。
【００４２】
【数２】
2009534722.tif 000004
ここで、αは、ＰＳＦが小さい場合に、ＤＣＦが急上昇しないようにする、小さい数である。
方程式（２）のＤＣＦによる雑音利得ＮＧは、λとαという２つのパラメータに依存している。
【００４３】
【数３】
2009534722.tif 000005
これらのパラメータは、雑音利得が、例えば３００％という目標範囲を超えないように選択される。元のカメラ仕様が、雑音指数を含む場合、最大許容雑音利得は、予想される画像センサー２４の雑音特性を雑音仕様と比較することにより決定されうる。上述したように、ＤＣＦ中の雑音利得の制約を緩和するために、出力画像中で雑音をデジタル的に滑らかにすることが考慮される。
【００４４】
当該分野で公知である様々な雑音除去方法を、エンジン２６中で用いることができる。例えば、形態学的操作を用いて、画像の端を特定し、続いて、端でない部分をローパスフィルタリングすることができる。エンジン２６中で用いられる雑音除去方法の選択は、本発明の範囲外である。
適切なパラメータ値を選択した後、正規化した周波数範囲［０，１］での平均ＭＴＦは、以下により与えられる。
【００４５】
【数４】
2009534722.tif 000006
上述の方程式（３）および（４）で与えられた方式は、λ＞１の範囲で適用されるが、これらは、最も単純なカメラ設計の場合である。これに代わる推定が、λ＜１の高解像度カメラ用に開発されうる。α＜＜１では、雑音利得は、αないし以下の形態の多項式級数として表現可能である。
【００４６】
【数５】
2009534722.tif 000007
これ以外の表現も、当業者には明らかである。
【００４７】
方程式（４）および（５）は、与えられた雑音利得限度に関して、光学系２２のＭＴＦが、元の目標仕様に対して相対的にどの程度まで減衰可能であるかを推定するのに用いられうる。この減衰因子は、例えば、ナイキスト周波数の半分などのベンチマークとなる周波数における、元のカメラの仕様により要求されるＭＴＦに対して適用される。図３Ｂで示される例では、目標ＭＴＦは、元の仕様値の約１／３に減衰されている。このＭＴＦは、エンジン２６中でＤＣＦの操作をすることにより、カメラ２０からの出力画像中に保存される。
【００４８】
図４に戻ると、処理設計ステーション３２は、光学設計者が使用するためのメリット関数も生成してもよい（工程５０）。このメリット関数は、収差得点の形態を取り、光学系２２を特徴付けうる重要な収差のそれぞれに割り当てられる。このために、収差は、例えば、赤、緑および青の各色に対して個々にゼルニケ多項式で表現されうる。ＺＥＭＡＸなどの光学設計用の標準ソフトウェアパッケージは、生成される実質的にいずれの設計に対してもゼルニケ多項式の係数を演算することができる。メリット関数の値は、表形式で与えられうる。このような値の生成は、上述の国際公開公報ＷＯ２００４／０６３９８９  Ａ２号に詳細に記載されている。
【００４９】
これに加えてまたはこれに代えて、処理設計ステーション３２は、光学設計が像面（すなわち、センサー２４の面）中で達成すべき目標波面特性を生成しうる。波面特性は、便宜上、ゼルニケ係数値などの光学系２２の収差値として表されうる。通常、光学設計においてデコンボリューション・エンジン２６により十分補正しうる収差の値は、高く、補正しにくい収差の値は低い。すなわち、メリット関数で高い得点を有するであろう収差の目標値は低く、逆もいえる。目標収差値は、「バーチャルレンズ」４０により達成されうる波面補正の逆数と見ることができる。この目標収差は、例えば、製造ずれおよびデフォーカスなどの、光学系の感度を様々な所望しないパラメータへ減らす収差も含みうる。
【００５０】
ステーション３４で作業する光学設計者は、光学系２２の最初の設計を生成する際に、工程５０で提供されたメリット関数および／または収差目標値と共に、仕様を用いる（光学設計工程５２）。この光学設計者は、設計得点を決定する際に、メリット関数を用いうる。この設計得点は、光学仕様に関してメリット得点全体を最大限にする最初の設計を生成するために、いかに１つの収差を別の収差に対してトレードオフするかを示す。これに加えてまたはこれに代えて、光学設計者は、光学設計中に追加部材として、目標収差値により与えられる固定の位相特性を有するダミーの光学部材を挿入してもよい。このダミーの光学部材は、エンジン２６を用いて達成が期待される波面補正を表し、したがって、ステーション３４上で光学設計ソフトウェアにより行われる演算を、光学系２２の部材の所望の設計に容易に収束させることができる。
【００５１】
設計プロセスの制御は、ここで処理設計ステーション３２に渡される（設計最適化工程５３）。この処理設計ステーションは、光学設計を分析する（設計分析工程５４）。この工程での分析は、バーチャルレンズ４０の効果を含みうる。工程５４では、ステーション３２は、通常、光学系の光学性能を、波長の関数として、および像面中の位置の関数として演算する。例えば、ステーション３２は、像面中で、あるいは、像面における位相モデルを算出する場合には像面において、最初の光学設計に基づいて精確な光線追跡演算を行うことができる。これは、ゼルニケ多項式係数として表現されうる。像面中の任意の点における全収差、したがってＰＳＦは、全波面収差から得られうるが、これは、ゼルニケ多項式の値を合計することにより算出される。
【００５２】
ステーション３２は、設計品質得点を決定する（採点工程５５）。通常、この得点は、画像解像度に関するＰＳＦの効果と画像中のアーチファクトに関するＰＳＦの効果とを組み合わせたものであり、これらの効果を補償するエンジン２６の能力を反映している。この得点は、エンジン２６によるフィルタリングを使った場合の、現在の光学設計が、元々ステーション３２への入力として工程５０への入力で提供されたカメラ仕様を満足する程度を測定している。
【００５３】
例示的な実施形態では、工程５５で演算された得点は、カメラ仕様と、カメラ仕様中の各パラメータに割り当てられた重み付けのセットとに基づいている。カメラの仕様は、様々な像面位置および波長における、以下の所望のパラメータ値リスト中で表される。
・ＭＴＦ
・幾何学的歪曲
・視野
・色収差
・主光線角
・Ｆナンバー
・相対照度
・アーチファクトレベル
・グレア
・背面焦点距離
・製造上の公差
・被写界深度
・雑音レベル
・光学系の全長
各パラメータに割り当てられる重み付けは、通常、その大きさ、その本来の重要性、および、他のパラメータに対して相対的に所望のパラメータ値を満足させる可能性により決定される。
【００５４】
全得点は、全ての関連するパラメータの重み付けられた寄与を合計することにより演算される。本実施形態においては、与えられたパラメータが、特定された範囲内であれば、得点に対して寄与しない。値が特定された範囲外であれば、得点は、パラメータ値と特定された範囲内の最も近い許容値との間の差の二乗を、適切な重み付けで乗算した分だけ、低くされる。カメラ仕様に完全に準拠した設計は、したがって、０点となり、準拠していない設計は、マイナスの値となる。あるいは、現在の設計がカメラ仕様をいかによく満足しているかを示す数値を演算するために、これ以外のパラメータおよび方法を用いてもよい。
【００５５】
工程５５で演算された得点は、現在の設計が容認可能であることを示すか否かを決定するために査定される（量的査定工程５６）。この設計が仕様に合っていない場合、ステーション３２は、光学設計パラメータを修正する（最適化工程５８）。このために、このステーションは、収差が小さく変化した場合にＰＳＦに与える効果を推定してもよい。この操作は、多次元勾配を与え、これは、線形近似により、光学設計パラメータ中に生じた変化を演算するために用いられる。ＤＣＦパラメータは、これにしたがって調整されうる。この種の勾配を演算し使用する方法は、例えば、上記の国際公開公報ＷＯ２００４／０６３９８９  Ａ２号に記載されている。工程５８の結果は、光学性能分析を再演算するために工程５４へ入力される。このプロセスは、設計品質得点が満足な結果になるまで、工程５５と工程５６で続けられる。
【００５６】
設計が１つに収束すると、設計パラメータが、処理設計ステーション３２からシステム操作者に提示される（設計チェック工程６０）。通常、システム操作者は、この光学設計（必要な場合、工程５８でステーション３２により修正された設計）を、工程５４での設計分析結果とともに点検する。これに加えてまたはこれに代えて、この時点で、この光学設計およびＤＣＦを用いて、シミュレーション出力画像を生成してもよい。このシミュレーション出力画像は、既知の場面またはテストパターンを撮像する際におけるカメラの予想される性能を示す（この種のシミュレーション画像の例を、以下で、図６および図７に示す）。システム操作者は、この設計を点検し、この結果が実際カメラ２０の製造で用いるのに十分であるかを検証する。もし十分でない場合、操作者は、仕様パラメータおよび／または得点重み付けなどの特定のパラメータを変更し、工程５３に戻ってもよい。あるいは、設計に関して重大な問題があるように思われる際には、操作者は、元のカメラ仕様に変更を行って、工程５０のプロセスに戻ってもよい。このような操作者の関与は、工程５３が失敗した際に、工程５６で容認可能な得点にできなかった場合にも要求されうる。
【００５７】
設計が容認可能であるとわかると、処理設計ステーション３２は、カメラ２０で用いられる値の表を作成する（ＤＣＦ作成工程６２）。通常、光学系２２は均一性能を示さないので、ＤＣＦの表は、像面中の位置に応じて異なる。例示的な実施形態では、異なるＤＣＦカーネルが、画像センサー２４中の５０×５０の画素の各領域について演算される。
【００５８】
さらに、センサー２４が、色画像センサーである場合には、センサー２４の異なる色面に対して、異なるカーネルが演算される。例えば、図３Ａに戻ると、一般的なモザイク画像センサーは、赤色、緑色および青色画素４２のベイヤーパターンを用いうる。この場合、画像センサーの出力は、異なる各色に属する画素サンプルを有する、交互に配置された副画像のストリームである。ＤＣＦ２６は、異なるカーネルを交互に適用し、その結果各色の画素は、同じ色の他の近隣の画素の値を用いてフィルタリングされる。この種のフィルタリングを行う適切なカーネル配置は、米国仮特許出願６０／７３５，５１９号（２００５年１１月１０日出願）に記載されている。この出願は、本特許出願の譲渡人に譲渡され、本願中に参照することにより盛り込まれている。
【００５９】
図５Ａ〜図５Ｃは、本発明の１実施形態により演算される、赤色、緑色および青色の画素それぞれについてのＤＣＦカーネル７０・７２・７４の等尺でのプロットを概略的に示した図である。各カーネルは、１５×１５画素に渡って伸びているが、適切な色の画素においてのみ、０ではない値を含んでいる。換言すれば、例えば、赤色のカーネル７０においては、各４画素の四角形において、１つの画素、すなわち赤色の画素の値のみが、０ではない。青色のカーネル７４も同様に構成されるが、緑色のカーネル７２は、各４画素の四角形中に２つの０ではない値がある。これは、ベイヤーマトリックス中では緑色の画素の密度がより大きいことに対応している。各カーネルにおいて、中央の画素で、正の値が大きい。他方、周囲の値は小さく、負の値７６をも有しうる。上述したように、ノルムが許容される雑音利得を超えないように、ＤＣＦ値が選択される。
【００６０】
図４に戻って、設計ステーション３２は、工程６２から得たＤＣＦの表と、工程５３からの光学設計出力を用いて、カメラ２０の性能をシミュレーションする（シュミレーション工程６４）。このシミュレーションは、カメラに搭載されている画像センサー２４の雑音指数などの特性、および、カメラの製造および／またはＩＳＰ２８の操作において適用される製造許容誤差などの、他の因子も用いる。この工程の結果は、例えば画像３６（図２）などの、シミュレーション画像を含みうり、これにより、システム操作者は、予想されるカメラ性能を視覚化することができる。
【００６１】
図６および図７は、本発明の１実施形態による、工程６４で生成されうるカメラ２０の予想される出力をシミュレーションした画像である。図６は、ＤＣＦ２６を使用しない場合に、光学系より撮像され、画像センサー２４により獲得されるであろう標準的なテストパターンを示す。このテストパターンの画像は、ぼけており、カメラ２０のＭＴＦが小さいために（このＭＴＦは、図３Ｂの未補正曲線４４でおおよそ示されている）、特に空間周波数が高いところでぼけている。さらに、画像画素は、色モザイクセンサーを用いているために大幅に縮小され、不規則雑音が、画像センサーの予想される雑音特性に対応して、画像に付け加えられる。
【００６２】
図７は、下記のように雑音を除去することを含めた、ＤＳＦ２６の処理をシュミレーションした後の図６の画像である。この画像のＭＴＦは、おおよそ図３Ｂの曲線４６により与えられている。（高周波テストパターンの画像中で明らかであるエイリアシングは、ＤＣＦ処理に続いて、低い解像度の画像センサーの性能を真にシミュレーションした結果である。）システム操作者は、この画像を見て、カメラ性能が、工程５０で提供された元のカメラ仕様に合っているか否かを視覚的に確認することができる。
【００６３】
システム操作者の視覚的な査定と、設計分析の数値結果とを組み合わせて、設計性能が全体として容認可能か否かを決定する（容認工程６６）。シミュレーション画像中またはこれ以外の設計品質尺度中に、まだ不具合がある場合、上述したように、上記の段階を踏む設計が繰り返される。あるいは、重大な不具合がある場合、カメラ仕様が修正され、このプロセスは工程５０に戻りうる。さもなければ、システム３０は、最終的な光学設計とＤＣＦの表とを、カメラのハードウェア回路実装のこれ以外の点（例えば、エンジン２６のネットリスト）と共に出力し、これにより、設計プロセスは終了する。
【００６４】
任意選択的に、光学系２２のプロトタイプを作った後に、ＤＣＦの表をテストして、この表をテストベンチ較正手順中に修正してもよい。このような手順は、実際の光学系の性能と、図４の設計プロセス中で用いられたシミュレーションの性能とのずれについて、ＤＣＦを補正するために望ましいかもしれない。この目的のために用いられうる較正手順は、上述の仮出願中に記載されている。
【００６５】
上述の実施形態は、ある特定のデジタルフィルター、特に特定のデコンボリューションフィルター（ＤＣＦ）について言及したが、本発明の原理は、当該分野で公知である他の種類のデジタル画像フィルターを用いた電子カメラ中に、同様に適用することもできる。上述の実施形態は、例として示され、本発明が、特に示し上述したものに限定されないことが理解されるであろう。むしろ、本発明の範囲は、上述の記載を読んだ当業者が思いつくであろう、かつ先行技術に開示されていない、本願中の上述の様々な特徴の組み合わせや、一部組み合わせや、これらの変更や修正をも含む。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の１実施形態によるデジタルカメラを概略的に示したブロック図である。
【図２】本発明の１実施形態による、デジタルカメラの設計システムを概略的に絵で示した図である。
【図３】図３Ａ  本発明の１実施形態による、デジタルプロセス中で用いられるデジタルカメラの概念となる部材を概略的に絵で示した図である。  図３Ｂ  本発明の１実施形態による、デコンボリューションフィルターを用いた場合およびこれを用いない場合の、デジタルカメラの変調伝達関数（ＭＴＦ）曲線を示した図である。
【図４】本発明の１実施形態による、デジタルカメラ設計方法を概略的に示したフローチャートである。
【図５】図５Ａ  本発明の１実施形態による、デジタルカメラ中に用いられるＤＣＦカーネルの等尺でのプロットを概略的に示した図である。  図５Ｂ  本発明の１実施形態による、デジタルカメラ中に用いられるＤＣＦカーネルの等尺でのプロットを概略的に示した図である。  図５Ｃ  本発明の１実施形態による、デジタルカメラ中に用いられるＤＣＦカーネルの等尺でのプロットを概略的に示した図である。
【図６】本発明の１実施形態による、緩和された仕様でのレンズ光学系を用いた画像センサーの出力をシミュレーションした画像である。
【図７】本発明の１実施形態により、適切なＤＳＦを図６の画像に適用した効果をシュミレーションした画像である。
【符号の説明】
【００６７】
２２  レンズ光学系
２４  画像センサー
２６  デコンボリューションフィルター
２８  画像信号プロセッサ（ＩＳＰ）
３０  デジタルカメラの設計システム
３２、３４  ステーション
４０  バーチャルレンズ
【図１】
2009534722.tif 000008
【図２】
2009534722.tif 000009
【図３】
2009534722.tif 000010
【図４】
2009534722.tif 000011
【図５】
2009534722.tif 000012
【図６】
2009534722.tif 000013
【図７】
2009534722.tif 000014