【手続補正書】
【提出日】令和2年4月17日(2020.4.17)
【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】
光源から被写体に向かう光の波面を成形する空間光変調手段と、
前記被写体の撮像を行って画像データを生成する撮像手段と、
前記光源から前記光が出射してから前記撮像手段に撮像を行わせるまでの遅延時間を設定する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記画像データにおける前記被写体に対応するターゲット領域の輝度値に基づいて設定された目的関数の値が最大値又は最小値に近づくように、前記空間光変調手段の最適化制御を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記画像データに対して画像処理を行うことで前記ターゲット領域を抽出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記画像処理は、２値化処理、エッジ処理、及びフィルタ処理の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記目的関数は、前記ターゲット領域における少なくとも一部の輝度値の平均値又は和であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記目的関数は、前記画像データにおける前記ターゲット領域及び該ターゲット領域以外の領域のそれぞれの輝度値から算出されるコントラスト値であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、基底パターンに基づく前記光の位相変調又は振幅変調を行うように前記空間光変調手段を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記最適化制御は、第１の基底パターンを用いる第１の制御と、前記ターゲット領域及び前記目的関数を再設定して前記第１の基底パターンよりも空間周波数が高い第２の基底パターンを用いる第２の制御とを含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御手段は、複数の前記ターゲット領域を設定し、互いの距離が基準距離よりも長い二つのターゲット領域については互いに異なる前記目的関数を設定し、互いの距離が前記基準距離より短い二つのターゲット領域については共通の前記目的関数を設定することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御手段は、大気の屈折率の構造定数に基づいて前記基準距離を設定することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記被写体に対する前記光の照射角度を変えながら前記撮像手段に撮像を行わせることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記目的関数の値が所定値を下回ることに応じて前記最適化制御を繰り返すことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
光源から被写体に向かう光の波面を成形する第１ステップと、
遅延時間を設定し、前記光源から前記光が出射してから該遅延時間が経過したタイミングで前記被写体の撮像を行って画像データを生成する第２ステップと、
前記画像データにおける前記被写体に対応するターゲット領域の輝度値を用いて設定された目的関数の値が最大値又は最小値に近づくように、前記第１ステップの最適化を行う第３ステップとを有することを特徴とする撮像方法。
【請求項１３】
光源から被写体に向かう光の波面を成形する空間光変調手段と、
前記被写体の撮像を行って画像データを生成する撮像手段と、
前記光源から前記光が出射してから前記撮像手段に撮像を行わせるまでの遅延時間を設定する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記空間光変調手段により複数の基底パターンを用いて波面が成形された前記光のうち前記被写体を介した光の波面に基づいて透過行列を生成し、
前記光の波面が、前記画像データにおける前記被写体に対応するターゲット領域と前記透過行列とに基づいて得られた変調波面となるように前記空間光変調手段を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記ターゲット領域に対応するベクトルと前記透過行列の転置共役との積に基づいて前記変調波面を算出することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記透過行列の固有値の分布に基づいて大気の散乱又は揺らぎに起因するノイズ成分の波面に関する統計的性質を推定し、該統計的性質に基づいて前記基底パターンの種類、数、及び空間周波数範囲を設定することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
光源から被写体に向かう光の波面を成形する第１ステップと、
遅延時間を設定し、前記光源から前記光が出射してから該遅延時間が経過したタイミングで前記被写体の撮像を行って画像データを生成する第２ステップと、
前記第１ステップにより複数の基底パターンを用いて波面が成形された前記光のうち前記被写体を介した光の波面に基づいて透過行列を生成する第３ステップと、
前記光の波面が、前記画像データにおける前記被写体に対応するターゲット領域と前記透過行列とに基づいて得られた変調波面となるように前記第１ステップの変更を行う第４ステップと
を有することを特徴とする撮像方法。
【請求項１７】
請求項１２又は１６に記載の撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴とする撮像プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一側面としての撮像装置は、光源から被写体に向かう光の波面を成形する空間光変調手段と、該被写体の撮像を行って画像データを生成する撮像手段と、光源から光が出射してから撮像手段に撮像を行わせるまでの遅延時間を設定する制御手段とを有する。制御手段は、画像データにおける写体に対応するターゲット領域の輝度値に基づいて設定された目的関数の値が最大値又は最小値にするように空間光変調手段の最適化制御を行うことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明の他の一側面としての撮像方法は、光源から被写体に向かう光の波面を成形する第１ステップと遅延時間を設定し、光源から光が出射してから該遅延時間が経過したタイミングで該被写体の撮像を行って画像データを生成する第２ステップと、該画像データにおける該被写体に対応するターゲット領域の輝度値を用いて設定された目的関数の値が最大値又は最小値に近づくように、第１ステップの最適化を行う第３ステップとを有することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明の他の一側面としての撮像装置は、光源から被写体に向かう光の波面を成形する空間光変調手段と、該被写体の撮像を行って画像データを生成する撮像手段と、光源から光が出射してから撮像手段に撮像を行わせるまでの遅延時間を設定する制御手段とを有する。制御手段は、空間光変調手段により複数の基底パターンを用いて波面が成形された光のうち被写体を介した光の波面に基づいて透過行列を生成し、該光の波面が、画像データにおける被写体に対応するターゲット領域と透過行列とに基づいて得られた変調波面となるように空間光変調手段を制御することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明の他の一側面としての撮像方法は、光源から被写体に向かう光の波面を成形する第１ステップと、遅延時間を設定し、光源から光が出射してから該遅延時間が経過したタイミングで該被写体の撮像を行って画像データを生成する第２ステップと、第１ステップにより複数の基底パターンを用いて波面が成形された光のうち該被写体を介した光の波面に基づいて透過行列を生成する第３ステップと、該光の波面が、該画像データにおける該被写体に対応するターゲット領域と透過行列とに基づいて得られた変調波面となるように第１ステップの変更を行う第４ステップとを有することを特徴とする。