(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像装置において、画像品質の低下を抑制しつつより容易に被写界深度拡大画像を取得できるようにする。【解決手段】撮像レンズ２１０を通して互に異なる合焦面ｆａ、ｆｂ上に形成された、互に異なる撮影距離Ｌａ、Ｌｂにピントの合っている同一被写体Ｈを表す各光学像Ｋａ、Ｋｂを同時に撮像することにより、収差補正の処理を省略することができ、画像品質の低下を抑制しつつ、より容易に被写界深度拡大画像を取得できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無収差の結像光学系からなる撮像レンズを通して互に異なる合焦面上に形成された、互に異なる撮影距離にピントの合っている同一被写体を表す各光学像の全体を同時に撮像する撮像装置。
【請求項２】
前記互に異なる合焦面が、同一光路上における互いに異なる位置に位置するものであることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
多数の受光画素が配された受光部と、
一端から入射された光を他端へ導く多数の導光部からなり、前記一端は、各合焦面上に振り分けられて、該合焦面上それぞれに、同じ向きで、かつ、合焦面直交方向視において互に重ならないように配列され、前記他端は、前記一端から入射した光を個別に各受光画素に入射させるように配置されている光学像伝播部とを備えたものであることを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光学像伝播部は、特定の前記合焦面上に配される前記一端と、前記特定の合焦面とは異なる他の前記合焦面上に配される他の前記一端とが、前記合焦面直交方向視において互に隣接配置されるように構成されたものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像装置がカラー画像を撮像するものであり、
前記光学像伝播部は、前記合焦面直交方向視において互に隣接配置される各一端からなる組が、ベイヤー型配列における赤色光受光領域、緑色光受光領域、青色光受光領域それぞれに対応するように配置されたものであることを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記各導光部が、前記一端から入射した光を前記合焦面直交方向へのみ導くものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像レンズを通して形成された光学像を撮像する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、撮像レンズの開口絞りを絞ることなく被写体を撮影して得られた画像に対し画像処理を施して、近距離から遠距離に亘るいずれの被写体についても高いコントラストを有する画像、すなわち撮像レンズの被写界深度を深くしたときに得られるような画像（以後、被写界深度拡大画像ともいう）を得る手法が知られている。
【０００３】
このような手法としては、例えば、意図的に色収差が大きくなるように設計した撮像レンズを搭載した撮像装置で被写体を撮像すると、この撮像装置の撮像面上にピントが合った状態で形成される光学像は、各色毎に撮影距離が異なるものとなることを利用して、被写界深度拡大画像を得るものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
すなわち、例えば、遠距離に位置する赤色の被写体を表す光学像の合焦面、近距離に位置する青色の被写体を表す光学像の合焦面、および上記遠距離と近距離との間の中距離に位置する緑色の被写体を表す光学像の合焦面を互に一致させるように設計した撮像レンズを用いてカラー撮影を行うことにより、近距離に位置する青色の被写体にピントの合った画像と遠距離に位置する赤色の被写体にピントの合った画像と中距離に位置する緑色の被写体にピントの合った画像とを同時に取得することができる。
【０００５】
このようにして取得した、赤色の画像、緑色の画像、および青色の画像中から、被写体中の各領域毎にその領域に対して最もピントの合っている画像を選択し、その選択された画像から被写体の輪郭を抽出し、抽出された各色で表される輪郭に基づいてカラー画像の全体を再構成することにより、被写界深度拡大画像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０１５８３７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この手法は、取得される被写界深度拡大画像の深度を拡大しようとするほど撮像レンズの色収差を増大させなければならない。すなわち撮像レンズの持つ色収差を大きくしなければ被写界深度の深い被写界深度拡大画像を取得することができない。そのため、色収差の大きな撮像レンズを用いた撮像で得られる赤色の画像、緑色の画像、および青色の各画像を再構成して被写界深度拡大画像であるカラー画像を生成するときに、このカラー画像に色むらが生じたり、あるいは色むらの補正に伴うノイズが生じることがあり、被写界深度拡大画像の画像品質を犠牲にして被写界深度を拡大しなければならないという問題がある。
【０００８】
なお、この問題は、意図的に色収差を大きくするように設計した撮像レンズを用いて被写界深度拡大画像を得る場合に限らず、被写界深度を拡大する場合に一般に生じる問題である。すなわち、被写界深度拡大画像を取得する場合には、カラー画像であっても、あるいはモノクロ画像であっても、一般に各収差の悪化と被写界深度の拡大とがトレードオフの関係になるため、画像品質の低下を伴って被写界深度を拡大しなければならないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、画像品質の低下を抑制しつつより容易に被写界深度拡大画像を取得できるようにするための撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の撮像装置は、無収差の結像光学系からなる撮像レンズを通して互に異なる合焦面上に形成された、互に異なる撮影距離にピントの合っている同一被写体を表す各光学像の全体を同時に撮像するものであることを特徴とするものである。
【００１１】
なお、前記合焦面は、撮像レンズの合焦位置を通る面であり、この撮像レンズの光軸に対して直交する面である。
【００１２】
また、同一被写体を表す各光学像の全体を同時に撮像するとは、互に異なる合焦面上に形成された各光学像についてこの同一被写体を表す光学像の全領域を撮像するとともに、互に異なる合焦面上に形成された光学像の全てを同時に撮像することを意味するものである。
【００１３】
なお、前記無収差の結像光学系からなる撮像レンズは、全く収差のない撮像レンズの場合に限るものではなく、収差補正を施すことなく被写界深度拡大画像を生成可能とするものであればよい。例えば、この無収差の結像光学系からなる撮像レンズには、一般に市販されている撮像レンズ、すなわち収差を実用上支障の無いレベルに抑えるように設計されている結像光学系からなる撮像レンズを採用することができる。
【００１４】
前記各合焦面は、同一光路上における互いに異なる位置に位置するものとすることができる。なお、同一光路上における互いに異なる位置の各合焦面は互に平行である。
【００１５】
この撮像装置は、多数の受光画素が配された受光部と、一端から入射された光を他端へ導く多数の導光部からなり、一端は、各合焦面上に振り分けられて、各合焦面上それぞれに、同じ向きで、かつ、合焦面直交方向視において互に重ならないように配列され、他端は、前記一端から入射した光を個別に各受光画素に入射させるように配置されている光学像伝播部とを備えたものとすることができる。
【００１６】
前記光学像伝播部は、特定の合焦面上に配される一端と、特定の合焦面とは異なる他の合焦面上に配される他の一端とが、合焦面直交方向視において互に隣接配置されるように構成されたものとすることが望ましい。
【００１７】
なお、「特定の合焦面上の一端と他の合焦面上の他の一端とが合焦面直交方向視において互に隣接配置される」とは、特定の合焦面上の一端に隣接配置される一端のうちの少なくとも１つが、この特定の一端が配されている特定の合焦面上とは異なる他の合焦面上に配されているものであることを意味するものである。
【００１８】
前記撮像装置は、カラー画像を撮像するものとすることができ、光学像伝播部は、合焦面直交方向視において互に隣接配置される各一端からなる組を、ベイヤー型配列における赤色光受光領域、緑色光受光領域、青色光受光領域それぞれに対応するように配置したものとすることができる。
【００１９】
前記各導光部は、一端から入射した光を合焦面直交方向へのみ導くものとすることが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の撮像装置によれば、無収差の結像光学系からなる撮像レンズを通して互に異なる合焦面上に形成された、互に異なる撮影距離にピントの合っている同一被写体を表す各光学像の全体を同時に撮像するようにしたので、画像品質の低下を抑制しつつより容易に被写界深度拡大画像を取得できるようにすることができる。
【００２１】
すなわち、無収差の結像光学系からなる撮像レンズを通して形成された、互に異なる撮影距離にピントの合っている各光学像を撮像して得られた各画像を用いて被写界深度拡大画像を生成することができるので、被写界深度拡大画像を生成するための処理において、収差補正の処理を省略することができ、この収差補正の処理に伴うノイズの発生を抑制することができる。これにより、被写界深度拡大画像の画像品質の低下を抑制することができる。
【００２２】
また、無収差の結像光学系からなる撮像レンズとして、一般に市販されている撮像レンズを用いることができ、より容易に上記撮像を行なうことができるので、被写界深度拡大画像をより容易に取得することができる。
【００２３】
さらに、互に異なる合焦面を、同一光路上の互いに異なる位置に位置するものとすれば、装置サイズを小型化できるとともに、この撮像レンズに対する撮像装置の位置決めをより容易に行なうことができる。
【００２４】
また、この撮像装置を、多数の受光画素が配された受光部と、一端から入射された光を他端へ導く多数の導光部からなり、この一端は、各合焦面上に振り分けられて、各合焦面上それぞれに、同じ向きで、かつ、合焦面直交方向視において互に重ならないように配列され、その他端は、上記一端から入射した光を個別に各受光画素に入射させるように配置されている光学像伝播部とを備えたものとすれば、より確実に上記効果、すなわち画像品質の低下を抑制しつつより容易に被写界深度拡大画像を取得できるようにする効果を奏することができる。
【００２５】
さらに、光学像伝播部を、特定の合焦面上に配される一端と、この特定の合焦面とは異なる他の合焦面上に配される他の一端とが、合焦面直交方向視において互に隣接配置されるように構成されたものとすれば、より確実に、各画像を用いた被写界深度拡大画像の再構成を実施することができる。
【００２６】
また、この撮像装置をカラー画像を撮像するものとし、光学像伝播部を、合焦面直交方向視において互に隣接配置される各一端からなる組が、ベイヤー型配列における赤色光受光領域、緑色光受光領域、青色光受光領域それぞれに対応するように配置されたものとすれば、より確実に、カラー画像からなる被写界深度拡大画像の再構成を実施することができる。
【００２７】
また、各導光部を、一端から入射した光を合焦面直交方向へのみ導くものとすれば、装置サイズをより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態による撮像装置の概略構成を示す図
【図２】撮像装置の一部を拡大して示す拡大図
【図３】導光部の一端を合焦面直交方向視した様子を示す図
【図４】受光部を合焦面直交方向視した様子を示す図
【図５】遠点にピントが合っている光学像を表す画像
【図６】近点にピントが合っている光学像を表す画像
【図７】画像合成によって生成した焦点深度拡大画像
【図８】変形例１の撮像装置の概略構成を示す図
【図９】互に異なる合焦面上に配された各一端をＹ方向へ互に隣接配置させた様子を示す図
【図１０】変形例２の撮像装置の概略構成を示す図
【図１１】変形例３の撮像装置の概略構成を示す図
【図１２】互に異なる合焦面上に配された一端をＸ方向へ互に隣接配置させた様子を示す図
【図１３】互に異なる合焦面上に配された一端を斜め方向へ互に隣接配置させた様子を示す図
【図１４】互に異なる３種類の合焦面上に配された各一端をＸ方向へ隣接配置させた様子を示す図
【図１５】３種類の各合焦面上に、互に異なる撮影距離にピントの合っている３種類の光学像が結像している状態を示す図
【図１６】本発明の他実施の形態による撮像装置の概略構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態による撮像装置の概略構成を示す図である。
【００３０】
図示の本発明の実施の形態による撮像装置１００は、撮像レンズ２１０を通して互に異なる合焦面ｆａ、ｆｂ上に形成された、互に異なる撮影距離Ｌａ、Ｌｂにピントの合っている同一被写体Ｈを表す光学像Ｋａ、および光学像Ｋｂの全体を同時に撮像するものである。
【００３１】
撮像レンズ２１０は、各収差を抑えるように設計された一般に市販されている結像光学系からなる撮像レンズを採用することができる。このような撮像レンズは実質的に無収差なものとして取り扱うことができる。
【００３２】
互に異なる合焦面ｆａ、ｆｂは、同一光路上、すなわち、ここでは撮像レンズ２１０における１つの光軸Ｚ１上に位置するものである。
【００３３】
この合焦面ｆａ、ｆｂは、いずれも、ピントの合った光学像が結像される結像面であるが、被写体Ｈ中のピントの合っている部位の互に異なる光学像、すなわち、ピントの合っている撮影距離が互に異なる光学像それぞれが結像される面である。
【００３４】
より具体的には、合焦面ｆａには、撮影距離Ｌａに位置する被写体Ｈ中の部位Ｈｅにピントが合っている光学像Ｋａが結像される。一方、合焦面ｆｂには、撮影距離Ｌｂに位置する被写体Ｈ中の部位Ｈｋにピントが合っている光学像Ｋｂが結像される。なお、合焦面ｆａには、撮影距離Ｌｂに位置する被写体Ｈ中の部位Ｈｋを表すがピントの合っていないボケている像も形成されている。一方、合焦面ｆｂには、撮影距離Ｌａに位置する被写体Ｈ中の部位Ｈｅを表すがピントの合っていないボケている像も形成されている。
【００３５】
合焦面ｆａ、ｆｂは、互に平行な平面であり、撮像レンズ２１０を通して光学像Ｋａ、Ｋｂを結像させる光路、および撮像レンズ２１０の光軸Ｚ１に対して直交する。
【００３６】
また、撮像装置１００は、多数の受光画素１１が配された受光部１０を備えている。
【００３７】
さらに、この撮像装置１００は、一端２１から入射した光を他端２２へに導く多数の導光部２０からなる光学像伝播部３０を備えている。導光部２０の一端２１は、各合焦面ｆａ、ｆｂ上それぞれに、同じ向きで、かつ、合焦面直交方向視において（図中矢印+Ｚ方向から見たときに）互に重ならないように配列されている。また、導光部２０の他端２２は、一端２１から入射した光を個別に各受光画素１１へ入射させるように配置されている。
【００３８】
なお、合焦面直交方向は、合焦面に対して直交する方向（図中矢印Ｚ方向）を意味するものであり、合焦面直交方向視は、合焦面に対して直交する方向（図中矢印Ｚ方向）から見た状態（ここでは、+Ｚ方向から見た状態）を意味する。
【００３９】
光学像伝播部３０は、互いに異なる合焦面ｆａ、ｆｂ上に配列される一端２１Ａ、２１Ｂそれぞれが、合焦面直交方向視において互に隣接配置されるように構成されている。
【００４０】
すなわち、図３に示すように、この光学像伝播部３０は、合焦面直交方向視において合焦面ｆａ上に配列される一端２１Ａと、この合焦面ｆａとは異なる他の合焦面ｆｂ上に配列される一端２１Ｂとが互に隣接配置される組２１ＡＢが、規則的に配列されるように構成されている。
【００４１】
なお、図２に示すように、導光部２０のうち、合焦面ｆａ上に配列される一端２１Ａに入射した光を導光するものを導光部２０Ａと言う。また、他端２２のうち、一端２１Ａに入射した光が導かれるものを他端２２Ａという。
【００４２】
また、導光部２０のうち、合焦面ｆｂ上に配列される一端２１Ｂに入射した光を導光するものを導光部２０Ｂと言う。また、他端２２のうち、一端２１Ｂに入射した光が導かれるものを他端２２Ｂという。
【００４３】
受光画素１１のうち、他端２２Ａから射出された光を受光するもの、すなわち、他端２２Ａに対して光学的に個別に接続されているものを受光画素１１Ａという。また、受光画素１１のうち、他端２２Ｂから射出された光を受光するもの、すなわち、他端２２Ｂに対して光学的に個別に接続されているものを受光画素１１ｂという。
【００４４】
ここで、導光部２０は、各一端２１へ射した光を合焦面直交方向へのみ導くものとし、一端２１と他端２２と受光画素１１とが、合焦面直交方向視（図中矢印+Ｚ方向）において、互いに重なるように配置されたものとすることが望ましい。
【００４５】
このように配置した場合には、図４に示すように、受光部１０は、合焦面直交方向視において、他端２２Ａに導かれた光学像Ｋａを表す光を受光する受光画素１１Ａと、他端２２Ｂに導かれた光学像Ｋｂを表す光を受光する受光画素１１Ｂとが互に隣接配置される組１１ＡＢが、規則的に配列されるように構成されたものとなる。
【００４６】
なお、この撮像装置１００は撮像レンズ２１０を備えたものとしてもよい。
【００４７】
以下、上記のように構成された撮像装置１００の作用について説明する。
【００４８】
撮影距離の遠い遠点に位置するする被写体Ｈｅ（以後、遠点被写体Ｈｅともいう）にピントの合っている光学像Ｋａは、撮像レンズ２１０を通して合焦面ｆａ上、すなわち導光部２０の一端２１Ａ上に結像される。
【００４９】
撮影距離の近い近点に位置する被写体Ｈｋ（以後、近点被写体Ｈｋという）にピントの合っている光学像Ｋｂは、撮像レンズ２１０を通して合焦面ｆｂ上、すなわち導光部２０の一端２１Ｂ上に結像される。
【００５０】
一端２１Ａ上に結像された光学像Ｋａは、導光部２０Ａを通って他端２２Ａに導かれる。他端２２Ａに導かれた光学像Ｋａを表す光はこの他端２２Ａから射出され受光画素１１Ａに入射してこの光学像Ｋａが受光部１０により撮像される。
【００５１】
また、一端２１Ｂ上に結像された光学像Ｋｂは、導光部２０Ｂを通って他端２２Ｂに導かれる。他端２２Ｂに導かれた光学像Ｋｂを表す光はこの他端２２Ｂから射出され受光画素１１Ｂに入射してこの光学像Ｋｂが受光部１０により撮像される。
【００５２】
なお、光学像Ｋａと光学像Ｋｂとは受光部１０により同時に撮像される。
【００５３】
ここで、図１および図５に示すように、合焦面ｆａに対応する一端２１Ａ上に結像された、遠点にピントが合っている光学像Ｋａは、ピントが合っているコントラストの高い遠点被写体Ｈｅを表す光学像Ｋｅｖと、ピントが合っていないためにコントラストが低下している近点被写体Ｈｋを表す光学像Ｋｋｗとを含むものとなる。
【００５４】
そして、一端２１Ａ上に結像され各導光部２０Ａを通して受光部１０中の受光画素１１Ａで撮像された光学像Ｋａを表す画像Ｇａは、コントラストの高い遠点被写体Ｈｅを表す画像Ｖｅと、ピントが合っていないためにコントラストが低下している近点被写体Ｈｋを表す画像Ｗｋとを含むものとなる。
【００５５】
一方、図１および図６に示すように、合焦面ｆｂに対応する一端２１Ｂ上に結像された近点にピントが合っている光学像Ｋｂは、ピントが合っているコントラストの高い近点被写体Ｈｋを表す光学像Ｋｋｖと、ピントが合っていないためにコントラストが低下している遠点被写体Ｈｅを表す光学像Ｋｅｗとを含むものとなる。
【００５６】
そして、一端２１Ｂ上に結像され各導光部２０Ｂを通して受光部１０中の受光画素１１Ｂで撮像された光学像Ｋｂを表す画像Ｇｂは、コントラストの高い近点被写体Ｈｋを表す画像Ｖｋと、ピントが合っていないためにコントラストが低下している遠点被写体Ｈｅを表す画像Ｗｅとを含むものとなる。
【００５７】
このようにして得られた、画像Ｇａ、画像Ｇｂそれぞれを表す画像データＤａ、Ｄｂは、画像処理部２２０に入力され、画像処理部２２０により、画像Ｇａ中のコントラストの高い遠点被写体Ｈｅの画像Ｖｅを表す画像データと、画像Ｇｂ中のコントラストの高い近点被写体Ｈｋの画像Ｖｋを表す画像データとを主に用いて画像を再構成する画像処理が施される。
【００５８】
図７に示すように、この画像処理により、コントラストの高い遠点被写体Ｈｅを表す画像Ｖｅ、およびコントラストの高い近点被写体Ｈｋを表す画像Ｖｋを主体に合成して生成した画像、すなわち焦点深度が拡大された焦点深度拡大画像Ｇａｂを生成することができる。
【００５９】
このようにして生成された焦点深度拡大画像Ｇａｂを表す画像データＤａｂは、表示部２３０に転送され、この表示部２３０によりその焦点深度拡大画像Ｇａｂが表示される。
【００６０】
なお、このような画像処理については「米国特許出願公開第2008/0158377号明細書」、あるいは「SPIE,Vol.7443(2009).,pp.744323-744323-9, Title: Three-dimensional visualization of a cell by using shape from focus method」等に記載されている手法を適用することができる。
【００６１】
本発明の撮像装置によれば、収差を小さく抑えるように設計された一般市場にて入手可能な通常の結像光学系からなる撮像レンズを用いて被写体を撮像することができるので、特別な撮像レンズを用いることなく、また、撮像レンズを通して生じる収差の影響による画質の劣化を考慮することなく被写界深度拡大画像を取得することができる。
【００６２】
以下、本発明の実施の形態の撮像装置の変形例について説明する
以下に示す各変形例の撮像装置の構成は上記実施の形態と略同様であり、同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明については省略する。
【００６３】
図８は変形例１の撮像装置の概略構成を示す図、図９は互に異なる合焦面上に配された各一端をＹ方向に互に隣接配置させた様子を示す図である。
【００６４】
図８、図９に示すように、変形例１の撮像装置１０１は、カラー画像を撮像するものであり、合焦面直交方向視において、上記互に隣接配置される一端２１Ａ、２１Ｂからなる各組２１ＡＢが、ベイヤー型配列における赤色受光領域、緑色受光領域、青色受光領域それぞれに対応する１単位となるように光学像伝播部１３１と受光部１１１とが配置されたものである。
【００６５】
すなわち、赤色受光領域に対応する組２１ＡＢｒを構成する受光部１１１の一端２１Ａｒ、２１Ｂｒそれぞれを通して他端２２Ａｒ、２２Ｂｒに導かれる光は、赤色光を透過させる帯域フィルタ２０Ｆｒそれぞれを通して受光画素１１Ａｒ、１１Ｂｒそれぞれで受光される。
【００６６】
なお、導光部２０Ａｒは、一端２１Ａｒの側から他端２２Ａｒの側へ向けて順に、薄いマイクロレンズ２０Ｌｎ、赤色光透過帯域フィルタ２０Ｆｒ、厚い導光路２０Ｐｍが配されたものである。
【００６７】
また、導光部２０Ｂｒは、一端２１Ｂｒの側から他端２２Ｂｒの側へ向けて順に、薄いマイクロレンズ２０Ｌｎ、赤色光透過帯域フィルタ２０Ｆｒ、薄い導光路２０Ｐｎが配されたものである。
【００６８】
また、緑色受光領域に対応する組２１ＡＢｇを構成する受光部１１１の一端２１Ａｇ、２１Ｂｇそれぞれを通して他端２２Ａｇ、２２Ｂｇに導かれる光は、緑色光を透過させる帯域フィルタ２０Ｆｇそれぞれを通して受光画素１１Ａｇ、１１Ｂｇそれぞれで受光される。
【００６９】
導光部２０Ａｇは、一端２１Ａｇの側から他端２２Ａｇの側へ向けて順に、薄いマイクロレンズ２０Ｌｎ、緑色光透過帯域フィルタ２０Ｆｇ、厚い導光路２０Ｐｍが配されたものである。
【００７０】
導光部２０Ｂｇは、一端２１Ｂｇの側から他端２２Ｂｇの側へ向けて順に、薄いマイクロレンズ２０Ｌｎ、緑色光透過帯域フィルタ２０Ｆｇ、薄い導光路２０Ｐｎが配されたものである。
【００７１】
さらに、青色受光領域に対応する組２１ＡＢｂを構成する受光部１１１の一端２１Ａｂと他端２１Ｂｂそれぞれを通して他端２２Ａｂ、２２Ｂｂに導かれる光は、青色光を透過させる帯域フィルタ２０Ｆｂそれぞれを通して受光画素１１Ａｂ、１１Ｂｂそれぞれで受光される。
【００７２】
導光部２０Ａｂは、一端２１Ａｂの側から他端２２Ａｂの側へ向けて順に、薄いマイクロレンズ２０Ｌｎ、青色光透過帯域フィルタ２０Ｆｂ、厚い導光路２０Ｐｍが配されたものである。
【００７３】
導光部２０Ｂｂは、一端２１Ｂｂの側から他端２２Ｂｂの側へ向けて順に、薄いマイクロレンズ２０Ｌｎ、青色光透過帯域フィルタ２０Ｆｂ、薄い導光路２０Ｐｎが配されたものである。
【００７４】
変形例１の撮像装置１０１のその他の構成および作用は、上記撮像装置１００と同様である。
【００７５】
次に変形例２の撮像装置１０２について説明する。
【００７６】
図１０は変形例２の撮像装置の概略構成を示す図である。
【００７７】
図１０に示すように、変形例２の撮像装置１０２も、カラー画像を撮像するものであり、合焦面直交方向視において、上記互に隣接配置される一端２１Ａ、２１Ｂからなる各組２１ＡＢが、ベイヤー型配列における赤色受光領域、緑色受光領域、青色受光領域それぞれに対応する１単位となるように光学像伝播部１３２と受光部１１２とが配置されたものである。
【００７８】
すなわち、赤色受光領域に対応する組２１ＡＢｒを構成する受光部１１２の一端２１Ａｒ、２１Ｂｒそれぞれを通して他端２２Ａｒ、２２Ｂｒに導かれる光は、赤色光を透過させる帯域フィルタ２０Ｆｒそれぞれを通して受光画素１１Ａｒ、１１Ｂｒそれぞれで受光される。
【００７９】
ここで、導光部２０Ａｒは、一端２１Ａｒの側から他端２２Ａｒの側へ向けて順に、厚いマイクロレンズ２０Ｌｍ、赤色光透過帯域フィルタ２０Ｆｒ、薄い導光路２０Ｐｎが配されたものである。
【００８０】
また、導光部２０Ｂｒは、一端２１Ｂｒの側から他端２２Ｂｒの側へ向けて順に、薄いマイクロレンズ２０Ｌｎ、赤色光透過帯域フィルタ２０Ｆｒ、薄い導光路２０Ｐｎが配されたものである。
【００８１】
なお、導光部２０Ａｇ、２０Ｂｇ、導光部２０Ａｂ、２０Ｂｂそれぞれの構成は、上記導光部２０Ａｒ、２０Ｂｒの場合、あるいは変形例１の場合に準じて構成されたものであるので、説明は省略する。
【００８２】
変形例２の撮像装置１０２のその他の構成および作用は、上記撮像装置１００と同様である。
【００８３】
次に変形例３の撮像装置１０３について説明する。
【００８４】
図１１は変形例３の撮像装置の概略構成を示す図である。
【００８５】
図１１に示すように、変形例３の撮像装置１０３も、カラー画像を撮像するものであり、合焦面直交方向視において、上記互に隣接配置される一端２１Ａ、２１Ｂからなる各組２１ＡＢが、ベイヤー型配列における赤色受光領域、緑色受光領域、青色受光領域それぞれに対応する１単位となるように光学像伝播部１３３と受光部１１３とが配置されたものである。
【００８６】
すなわち、赤色受光領域に対応する組２１ＡＢｒを構成する一端２１Ａｒ、２１Ｂｒそれぞれを通して他端２２Ａｒ、２２Ｂｒに導かれる光は、赤色光を透過させる帯域フィルタ２０Ｆｒそれぞれを通して受光画素１１Ａｒ、１１Ｂｒそれぞれで受光される。
【００８７】
ここで、導光部２０Ａｒは、一端２１Ａｒの側から他端２２Ａｒの側へ向けて順に、薄いマイクロレンズ２０Ｌｎ、スペーサ２０Ｓ、赤色光透過帯域フィルタ２０Ｆｒ、薄い導光路２０Ｐｎが配されたものである。
【００８８】
また、導光部２０Ｂｒは、一端２１Ｂｒの側から他端２２Ｂｒの側へ向けて順に、薄いマイクロレンズ２０Ｌｎ、赤色光透過帯域フィルタ２０Ｆｒ、薄い導光路２０Ｐｎが配されたものであり、スペーサは配置されていない。
【００８９】
なお、スペーサ２０Ｓは、内部に透明部材が充填されたものであってもよいし、内部が空洞であってもよい。
【００９０】
なお、導光部２０Ａｇ、２０Ｂｇ、導光部２０Ａｂ、２０Ｂｂそれぞれの構成は、上記導光部２０Ａｒ、２０Ｂｒの場合、あるいは変形例１、２の場合に準じて構成されたものであるので、説明は省略する。
【００９１】
変形例３の撮像装置１０２のその他の構成および作用は、上記撮像装置１００と同様である。
【００９２】
図１２は互に異なる合焦面上に配された各一端をＸ方向に互に隣接配置させた様子を示す図、図１３は互に異なる合焦面上に配された各一端を斜め方向に互に隣接配置させた様子を示す図である。
【００９３】
上記互に隣接配置される一端２１Ａ、２１Ｂからなるベイヤー型に配列される各組２１ＡＢに関し、一端２１Ａ、２１Ｂの並び方は、図９に示すようにＹ方向に互に隣接させる場合に限らず、図１２に示すように、合焦面直交方向視において、Ｘ方向に互に隣接させることもできる。
【００９４】
さらに、図１３に示すように、ベイヤー型の配列ではないが、互に隣接配置される一端２１Ａ、２１Ｂからなる各組２１ＡＢｒ、２１ＡＢｇ、２１ＡＢｂ、に関し、Ｘ方向およびＹ方向に対して交差する方向に互に隣接させるようにしてもよい。
【００９５】
なお、上記撮像装置において撮像対象とする光学像は、互に異なる撮影距離にピントの合っている２種類の光学像としたが、このような場合に限らず、本発明の撮像装置において撮像対象とする光学像は、互に異なる撮影距離にピントの合っている３種類以上の光学像としてもよい。
【００９６】
図１４は互に異なる３種類の合焦面上に配された各一端をＸ方向に隣接配置させた様子を示す図、図１５は３種類の各合焦面上に互に異なる撮影距離にピントの合っている３種類の光学像が結像している状態を示す図である。
【００９７】
図１４、１５に示すように、例えば、撮像レンズ２１０を通して互に異なる３種類の合焦面ｆａ、ｆｂ、ｆｃ上に結像された、互に異なる撮影距離にピントの合っている３種類の光学像Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃの全体を同時にカラー画像として撮像する場合には、特定の合焦面ｆｂ上に配される一端２１Ｂ（例えば、一端２１Ｂｂ）と、特定の合焦面ｆｂとは異なる他の合焦面ｆａ、ｆｃ上に配される他の一端２１Ａ、２１Ｃ（例えば、一端２１Ａｒ、一端２１Ｃｒ）とが、合焦面直交方向視において隣接配置されるように構成されたものとする。
【００９８】
さらに、例えば、３種類の合焦面ｆａ、ｆｂ、ｆｃ上に隣接配置される各一端からなる組をベイヤー型に配列することができる。
【００９９】
すなわち、図１５に示すように、合焦面直交方向視において、３種類の合焦面ｆａ、ｆｂ、ｆｃ上に隣接配置される一端２１Ａｒ、２１Ｂｒ、２１Ｃｒからなる組２１ＡＢＣｒをベイヤー型配列における１単位の赤色受光領域に対応させ、３種類の合焦面ｆａ、ｆｂ、ｆｃ上に隣接配置される一端２１Ａｇ、２１Ｂｇ、２１Ｃｇからなる組２１ＡＢＣｇをベイヤー型配列における１単位の緑色受光領域に対応させ、３種類の合焦面ｆａ、ｆｂ、ｆｃ上に互に隣接配置される一端２１Ａｂ、２１Ｂｂ、２１Ｃｂからなる組２１ＡＢＣｂを、ベイヤー型配列における１単位の青色受光領域に対応させるようにすることができる。
【０１００】
図１６は、本発明の他の実施の形態による撮像装置を示すものである。
【０１０１】
本発明の他の実施の形態の撮像装置の構成は、上記実施の形態の撮像装置や各変形例の撮像装置と略同様であり、これらのの撮像装置と同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明については省略する。
【０１０２】
図１６に示す他の実施の形態による撮像装置１１０は、撮像レンズ２１０を通して互に異なる３種類の合焦面ｆａ、ｆｂ、ｆｃ上に形成された、互に異なる撮影距離にピントの合っている３種類の光学像Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃの全体を同時に撮像するものである。
【０１０３】
ここで、撮像レンズ２１０を通して、合焦面ｆａ上に光学像Ｋａを形成する光路における互に異なる位置に、第１のハーフミラー２２１と第２のハーフミラー２２２とが配置されている。
【０１０４】
そして、第１のハーフミラー２２１によって分岐された光路における合焦面ｆｂ上に光学像Ｋｂが形成され、第２のハーフミラー２２２によって分岐された光路における合焦面ｆｃ上に光学像Ｋｃが形成されている。
【０１０５】
合焦面ｆａ、ｆｂ、ｆｃは、いずれも、ピントの合った光学像が結像される結像面であるが、被写体Ｈ中のピントの合っている部位の互に異なる光学像、すなわち、ピントの合っている撮影距離が互に異なる光学像それぞれが結像される面である。
【０１０６】
撮像装置１１０は、多数の受光画素が配された第１の撮像部５１、多数の受光画素が配された第２の撮像部５２、および多数の受光画素が配された第３の撮像部５３を備えている。
【０１０７】
第１の撮像部５１の受光面は、合焦面ｆａ上に配されて光学像Ｋａを撮像する。
【０１０８】
第２の撮像部５２の受光面は、合焦面ｆｂ上に配されて光学像Ｋｂを撮像する。
【０１０９】
第３の撮像部５３の受光面は、合焦面ｆｃ上に配されて光学像Ｋｃを撮像する。
【０１１０】
上記撮像装置１１０のその他の構成および作用は、上記撮像装置１００や、変形例１から３の撮像装置と同様である。
【０１１１】
以上、本発明による撮像装置について説明したが、本発明は上記実施の形態や変形例に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない限りにおいて、種々変更することが可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０    受光部
１１    受光画素
２０    導光部
２１    一端
２２    他端
３０    光学像伝播部
２１０    撮像レンズ
ｆａ、ｆｂ    合焦面
Ｈ    被写体
Ｋａ、Ｋｂ    光学像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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