(57)【要約】【課題】集積回路の大規模化に関連する技術的かつ経済的な困難性を有することなく、高速、高感度かつ高解像度で画像の入力を行う。【解決手段】主光学系１には、１枚の画像に対応する光ビームが入射される。マルチ光学系３は、主光学系１及びリレー光学系２を通過した光ビームを４本の光ビームに分離する。マルチ画像単離撮像部５−８はそれぞれ、対応する光ビームをそれぞれ受光するとともに、受光した光ビームに対応する分割画像群をそれぞれ形成する。その後、１枚の画像９が作成される。画像９は１６個の分割画像から構成され、各分割画像群は、互いに隣接しない５個の分割画像を有する。マルチ画像単離撮像部５−８は、分割画像にそれぞれ対応する撮像素子を有する。【選択図】　　　　図１
2004007413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１枚の画像に対応する光ビームが入射される主光学系と、
その主光学系を通過した光ビームを複数の光ビームに分離する光ビーム分離手段と、
前記複数の光ビームをそれぞれ受光するとともに、受光した光ビームに対応する分割画像群をそれぞれ形成する受光及び分割画像群形成手段と、
前記分割画像群を組み合わせて前記１枚の画像を作成する画像作成手段とを具え、
前記１枚の画像を、前記複数の光ビームの本数を超える個数の分割画像から構成し、前記分割画像群が、１個の分割画像又は互いに隣接しない複数の分割画像を有し、
前記受光及び分割画像形成手段が、前記分割画像にそれぞれ対応する撮像素子を有することを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
前記光ビーム分離手段がビームスプリッタ、ミラー又は光ファイバアレイを有することを特徴とする請求項１記載の画像入力装置。
【請求項３】
前記撮像素子が、外部と接続可能な端子及びその端子に接続されるとともに外部から電気的に分離可能な分離及び結合部を有する集積回路を具えることを特徴とする請求項１又は２記載の画像入力装置。
【請求項４】
１枚の画像に対応する光ビームを主光学系に入射するステップと、
その主光学系を通過した光ビームを複数の光ビームに分離するステップと、
前記複数の光ビームをそれぞれ受光するとともに、受光した光ビームに対応する分割画像群を撮像素子に対応してそれぞれ形成するステップと、
前記分割画像群を組み合わせて前記１枚の画像を作成するステップとを具え、
前記１枚の画像を、前記複数の光ビームの本数を超える個数の分割画像から構成し、前記分割画像群が、１個の分割画像又は互いに隣接しない複数の分割画像を有することを特徴とする画像入力方法。
【請求項５】
前記複数の光ビームへの分離をビームスプリッタ、ミラー又は光ファイバアレイを用いて行うことを特徴とする請求項４記載の画像入力方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、画像処理の分野で利用される画像入力装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、画像処理の分野において、撮像素子に関連する技術の進歩が急速であるが、その背景には、撮像素子が使用される画像入力装置では、十分な高感度及び高解像度で高速に撮像する要求が必ずしも満足されているとはいえないことにある。一般に、画像入力装置の入力速度、感度及び解像度の限界は、現行の放送や通信規格の画像が技術的又は経済的に容易に達成可能な限界に相当する。
【０００３】
従来、撮像素子に対する高感度かつ高解像度の画像の入力は、画素数の増加及び／又は受光部の拡大によって行われている。しかしながら、この場合、以下説明する課題（ａ）−（ｃ）がある。
（ａ）画素数の増加及び／又は受光部の拡大は、撮像素子の面積の増大を伴い、その結果、動作速度が低下する。
（ｂ）画素数の増加及び／又は受光部の拡大に伴って集積回路が大規模化するが、集積回路の大規模化に伴って集積回路の不良箇所や欠陥が指数的に増加することが知られている。その結果、単体の撮像素子を構成するために集積回路を著しく大規模化するには、技術的かつ経済的な困難性を伴う。
（ｃ）集積回路の大規模化に伴って、集積回路の設計の複雑さも指数的に増大する。
【０００４】
したがって、現在の技術では、目的とされる画像を十分な高解像度及び高画質で撮像装置に入力するのは、単一の撮像素子では非常に困難であり、技術的又は経済的な限界に拘束されない画像入力技術が要求される。
【０００５】
一方、画像の高速入力、高感度の画像入力及び高解像度の画像入力という要件を満足するように、光学系と複数の撮像素子とを組み合わせることによって単体の撮像素子ではほとんど不可能な高速、高感度及び高解像度の画像入力の要件を達成するために、モザイクＣＣＤや、四角錐ミラーを用いる光学系の分割方式が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
モザイクＣＣＤを用いた光学系の分割方式は、東京大学の提案で主に天文分野で利用されており、この場合、ＣＣＤを取り付け可能な間隔で配列し、一度に撮影できない領域は、ＣＣＤを移動させて全体を撮像している。しかしながら、モザイクＣＣＤを用いた光学系の分割方式では、機械的な動きを伴うために、ＣＣＤ同士の結合面の精密な結合や動画の入力が困難である。
【０００７】
四角錐ミラーを用いた光学系の分割方式は、天文の分野においてハッブル宇宙望遠鏡で使用され、印刷分野において日本電信電話株式会社によって使用されている（例えば、非特許文献２参照）。しかしながら、光ビームを分ける四角錐ミラーの辺の角度を精密に加工するのが困難であるので、光線を精密に分割するのが困難となり、特に、一次結像をしない場合には、焦点上の被写体は結像できるが、他の位置にある被写体は、分かれて多重に写り又は一部欠けて写る。すなわち、四角錐ミラーを用いた光学系の分割方式は、画像を４分割することが特徴であり、４分割の２次元静止画像の入力に適している。
【０００８】
上記光学系の分割方式を整理すると、次の通りである。
（ｉ）モザイクＣＣＤを用いた光学系の分割方式は、機械的動作を伴い、動画像の入力には適さない。
（ｉｉ）四角錐ミラーを用いた光学系の分割方式は、画像を４分割することを特徴とし、一次結像しない場合には４分割の２次元静止画像の入力に適している。
なお、いずれの場合も、光学的な画像の精密な分割が困難であり、また、撮像素子は、原則的には光学系からの１本の光ビームを１個の撮像素子で撮像するように作られているので、これら従来のものを組み合わせたとしても、光学系と複数の撮像素子とを良好に組み合わせたといえるものではない。
【０００９】
また、光ファイバアレイを用いることによって光学的な画像の精密な分割を行うことや（例えば、特許文献１，２参照）、ビームスプリッタを用いることによって光学的な画像を分割すること（例えば、非特許文献３参照）も提案されている。
【００１０】
さらに、グラフ理論の分野では、世界地図の国別色分け問題として有名な「平面あるいは球面の表面に描かれたどんな地図でも、４色あれば隣接する国が同じ色にならないように色分けできる」という、グラフの４色塗り分け可能性についての仮定が示されるとともに（例えば、非特許文献４参照）、実際に４色で塗り分けられることも示されている（例えば、非特許文献５参照）。
【００１１】
【特許文献１】
米国特許番号第４３２３９２５号明細書　（Ｆｉｇ．１）
【特許文献２】
米国特許番号第５１３４６８０号明細書　（Ｆｉｇ．５，Ｆｉｇ．６）
【非特許文献１】
Ｊｉｌｌ　Ｋｎａｐｐ、他５名、“Ｔｈｅ　Ｓｌｏａｎ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｋｙ　Ｓｕｒｖｅｙ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　Ｂｏｏｋ”、　［ｏｎｌｉｎｅ］、１９９９年８月１１日、Ｔｈｅ　Ａｓｔｒｏｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ、［２００２年１１月２９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ　：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｓｔｒｏ．ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ．ｅｄｕ／ＰＢＯＯＫ／ｗｅｌｃｏｍｅ．ｈｔｍ＞　（Ｆｉｇｕｒｅ８．２、Ｆｉｇｕｒｅ８．４）
【非特許文献２】
“Ｗｉｄｅ　Ｆｉｅｌｄ　ａｎｄ　Ｐｌａｎｅｔａｒｙ　Ｃａｍｅｒａ　２　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｈａｎｄｂｏｏｋ　ｆｏｒ　Ｃｙｃｌｅ　１２”，　Ｖｅｒｓｉｏｎ　７．０，　ＳＰＡＣＥ　ＴＥＬＥＳＣＯＰＥ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ，　Ｏｃｔｏｂｅｒ，　２００２　（Ｆｉｇｕｒｅ　２．１、Ｆｉｇｕｒｅ　２．２）
【非特許文献３】
荻野　博幸、他４名、「超高精細マルチ画像顕微鏡装置の開発」、テレビジョン学会技術報告　第２０巻、第５９号、ｐ．７〜１２　１９９６年１１月１５日（Ｆｉｇ．２）
【非特許文献４】
Ｆｒａｎｋ　Ｈａｒａｒｙ，“ＧＲＡＰＨ　ＴＨＥＯＲＹ”，　ＡＤＤＩＳＯＮ−ＷＥＳＬＥＹ，　ｐｐ．　１３１−１３５，　（ＴＨＥ　ＦＯＵＲＣＯＬＯＲ　ＣＯＮＪＥＣＴＵＲＥ），　１９６９
【非特許文献５】
Ｋｅｎｎｅｔｈ　Ａｐｐｌｅ　ｅｔ　ａｌ．，“Ｔｈｅ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｆｏｕｒ−Ｃｏｌｏｒ−Ｍａｐ　Ｐｒｏｂｌｅｍ”，　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ａｍｅｒｉｃａｎ，　ｖｏｌ．２３７，　Ｎｏ．４，　ｐｐ．１０８−１２１，　Ｏｃｔｏｂｅｒ，　１９７７
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
既に説明したように、高感度かつ高解像度で画像を高速で入力する条件を満足する撮像装置を単体の撮像素子で実現するのは困難であり、このことは、アルゴリズム論から理論的に説明できる。かかる条件を満足する撮像装置を、集積回路の大規模化に関連する技術的かつ経済的な困難性を有することなく実現するためには、光学系と複数の撮像素子とを良好に組み合わせた技術の実用化が要求されている。かかる要求は、精密な画像をリアルタイムで処理する必要がある遠隔医療の分野において特に顕著となっており、現在の段階では、遠隔医療の分野に適用しうる程度の高速、高感度及び高解像度の画像入力装置を構成するのが非常に困難である。
【００１３】
本発明の目的は、集積回路の大規模化に関連する技術的かつ経済的な困難性を有することなく、高速、高感度かつ高解像度で画像を入力することができる画像入力装置及びその方法を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、光学的な画像の精密な分割を行うことができる画像入力装置及びその方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像入力装置は、
１枚の画像に対応する光ビームが入射される主光学系と、
その主光学系を通過した光ビームを複数の光ビームに分離する光ビーム分離手段と、
前記複数の光ビームをそれぞれ受光するとともに、受光した光ビームに対応する分割画像群をそれぞれ形成する受光及び分割画像群形成手段と、
前記分割画像群を組み合わせて前記１枚の画像を作成する画像作成手段とを具え、
前記１枚の画像を、前記複数の光ビームの本数を超える個数の分割画像から構成し、前記分割画像群が、１個の分割画像又は互いに隣接しない複数の分割画像を有し、
前記受光及び分割画像形成手段が、前記分割画像にそれぞれ対応する撮像素子を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、主光学系を通過した光ビームを複数の光ビームに分離した後、これら複数の光ビームをそれぞれ受光するとともに、受光した光ビームに対応する分割画像群をそれぞれ形成する。その後、分割画像群を組み合わせて１枚の画像をマルチ画像として作成する。
【００１７】
この際、主光学系に入射する光ビームによって構成される１枚の画像は、複数の光ビームの本数を超える個数の分割画像から構成され、分割画像群は、１個の分割画像又は互いに隣接しない複数の分割画像を有する。さらに、受光及び分割画像形成手段は、分割画像にそれぞれ対応する撮像素子を有する。
【００１８】
したがって、互いに隣接しない複数の分割画像に対してそれぞれ１個の撮像素子が使用されるため、分離された複数の光ビームの各々に対して、複数の撮像素子を使用することができる。その結果、実質的には、上記（ａ）−（ｃ）の課題を有することなく画素数の増加及び／又は受光部の拡大と同一の効果が得られることとなり、光学系と複数の撮像素子とが良好に組み合され、集積回路の大規模化に関連する技術的かつ経済的な困難性を有することなく、高速、高感度かつ高解像度で画像を入力することができるようになる。これによって、遠隔医療の分野に適用しうる程度の高速、高感度及び高解像度の画像入力装置を容易に構成することができる。なお、ここでいう「１枚の画像」とは、主光学系を通過して形成される画像を意味する。
【００１９】
分割画像群は、グラフ理論のグラフの色塗り分け可能性問題が適用されたものである。すなわち、互いに隣接する画像を互いに異なる最少の色で塗り分け、これらの隣接関係を保持し、これら塗り分けられた画像のうち、１群となった同一色の画像を分割して反転した画像は、光学的又は電子的に揃えて単離し及び撮像することによって、任意の解像度の画像を、少なくとも１個の撮像素子から構成される少なくとも二つの撮像素子群によって過不足なく撮像し、分割画像群を、分割画像の隣接関係の情報に基づいて合わせる。
【００２０】
なお、複数の光ビームの本数を超える個数の分割画像から構成される１枚の画像を設定するに当たり、要求される高感度かつ高解像度の画像を高速に撮像することを考慮し、また、技術的及び／又は経済的に達成し得る分割画像を単位として設定する。
【００２１】
従来困難であった光学的な画像の精密な分割を行うためには、前記光ビーム分離手段がビームスプリッタ、ミラー（例えば、モザイク状のミラー）又は光ファイバアレイを有するのが好適である。なお、ビームスプリッタを用いることによって光学的な画像の精密な分割が可能であることについては、上記非特許文献３で実証されている。
【００２２】
前記撮像素子が、外部と接続可能な端子及びその端子に接続されるとともに外部から電気的に分離可能な分離及び結合部を有する集積回路を具える。これによって、不良箇所や欠陥を有する集積回路を分割画像の単位で交換することができるので、集積回路の大規模化に関連する技術的かつ経済的な困難性を大幅に軽減することができる。
【００２３】
なお、分離及び結合部は、印加する電気信号の変化によって及び／又は機械的に切断されることによって集積回路を他の集積回路から電気的に分離する。分離及び結合部を、例えば、そこを流れる電流によって切断される部材で形成する。
【００２４】
本発明による画像入力方法は、
１枚の画像に対応する光ビームを光学系に入射するステップと、
その光学系を通過した光ビームを複数の光ビームに分離するステップと、
前記複数の光ビームをそれぞれ受光するとともに、受光した光ビームに対応する分割画像群を撮像素子に対応してそれぞれ形成するステップと、
前記分割画像群を組み合わせて前記１枚の画像を作成するステップとを具え、前記１枚の画像を、前記複数の光ビームの本数を超える個数の分割画像から構成し、前記分割画像群が、１個の分割画像又は互いに隣接しない複数の分割画像を有することを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、集積回路の大規模化に関連する技術的かつ経済的な困難性を有することなく、高速、高感度かつ高解像度で画像を入力することができるようになる。
【００２６】
前記複数の光ビームへの分離をビームスプリッタ、ミラー（例えば、モザイク状のミラー）又は光ファイバアレイを用いて行うことによって、従来困難であった光学的な画像の精密な分割を行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明による画像入力装置及びその方法の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明するが、対応するパーツには対応する参照番号を付すものとする。
図１は、本発明による画像入力装置の実施の形態を示す図である。本実施の形態では、１枚の画像に対応する光ビームが主光学系１に入射され、主光学系１によって集光され及び結像された光学的な画像は、リレー光学系２を通じて、光ビーム分離手段としてのマルチ光学系３に導かれる。
【００２８】
本実施の形態では、マルチ光学系３を、テレセントリック系のような平行光線系のマルチ分割プリズムミラー４及びマルチ分割ビームスプリッタ４’を有するビームスプリッタを使用しており、これによって、光量の減衰を比較的少なくすることができる。
【００２９】
マルチ光学系３は、入射された光ビームを４本の光ビームに分離し、これら４本の光ビームはそれぞれ、受光及び分割画像群形成手段としてのマルチ画像単離撮像部５−８に入射される。マルチ画像単離撮像部５−８はそれぞれ、図１において斜線を付した分割画像を有する分割画像群を形成する。マルチ画像単離撮像部５−８に入射される光ビームは、主光学系１に入射される光ビームに比べて１／４以下の光量の減衰が生じるが、かかる減衰については、後に説明する周辺機能部によって補償されるために全体の動作に対する影響はほとんどない。
【００３０】
本実施の形態では、１枚の画像を、各々が正方形すなわち同一形状を有する１６個の分割画像から構成し、各分割画像群は、互いに隣接しない４個の分割画像を有する。その後、後に説明する画像作成手段としてのデータ出力部によって分割画像群が組み合わされて、１枚の画像９がマルチ画像として作成される。なお、特定の波長やカラー画像を撮像する場合には、図１に示す画像入力装置を、対応する個数だけ設ければよい。
【００３１】
図２は、図１のマルチ画像単離撮像部６を詳細に示す図である。このマルチ画像単離撮像部は、分割画像にそれぞれ対応する４個の撮像素子１１が２行２列で配列された撮像素子配列１２と、画像選択制御部１３と、システム計算部１４と、データ出力部１５とを具える。撮像素子１１は、画像単位撮像部１６及び周辺機能部１７を有する。
【００３２】
画像単位撮像部１６は、主に受光部からなり、一定時間で一斉に露光し又は一部を露光することによって光を電気信号に変換して、分割画像を順次又は個別に読み出す。また、画像単位撮像部１６は、目的の分割画像群が撮像されるように配列される。
【００３３】
撮像素子配列１２が特定の波長やカラー画像を撮像するために、個々にフィルタを付け又は色の３原色（ＲＧＢ）を１組の画素の単位としてそれぞれにフィルタを付けることによって可能になる。
【００３４】
周辺機能部１７は、受光部の駆動、受光部を駆動して取り出した電荷の一時的な蓄積、取り出した画像信号の増幅、画像信号のデジタル化、アナログ又はデジタル出力やそのデジタル画像データやプログラムの記憶、並びにこれらの制御、処理、入出力及び通信の機能のうちの少なくとも一つの機能を有する。
【００３５】
画像選択制御部１３は、撮像素子配列１２を制御し、１個又は複数の撮像素子１１を選択して読出し動作を行う。データ出力部１５は、読み出された画像信号をそのまま又はデジタル化して出力する。システム計算部１４は、全ての制御、処理、入出力及び通信を行う。
【００３６】
画像を処理するに当たり、周辺機能部１７に含まれる信号計算部（これについては後に説明する。）は、単独で又はシステム計算部１４と共に画像の圧縮やデータ形式の変換を並列、順次又は個別に行う。この際、圧縮形式によっては、圧縮の単位に合わせて撮像し、信号計算部やシステム計算部１４でデータの受渡しを行って、画像単位と圧縮の単位に関して矛盾が起こらないように処理を行う。
【００３７】
図３は、図２の撮像素子１１を詳細に示す図である。図３において、周辺機能部１７は、蓄積部２１と、増幅部２２と、デジタル化部２３と、信号計算部２４と、記憶部２５とを有し、これらに関連する動作については、既に説明した通りである。
【００３８】
撮像された画像は、光の強さに応じて直線的に変化してダイナミックレンジが大きくなるために、従来、アナログ的な増幅や伝送系を考慮して、例えば、ホワイトクリップ、ホワイトバランス、ガンマ補正等によって映像信号のダイナミックレンジを圧縮して伝送している。
【００３９】
それに対して、本実施の形態によれば、画像単位撮像部１６から出力された信号を周辺機能部１７によって直ちにデジタル変換することによって、映像データは、高いダイナミックレンジを保持しながら損失なく正確に伝送され、全体として１枚の画像として補正して、高解像度画像が入力される。
【００４０】
図４は、図１の他のマルチ画像単離撮像部１１を詳細に示す図である。本例では、撮像素子１１は、画像単位撮像部１６、周辺機能部１７及び複数の内部端子部３１を有する集積回路３２を具え、内部端子部３１はそれぞれ、外部と接続可能な端子３３並びに端子３３に接続されるとともに外部から電気的に分離可能な分離及び結合部３４を有する。
【００４１】
端子３３及び／又は外部端子３５を通じて不良箇所又は欠陥が検出されると、分離及び結合部３４を、ヒューズによって電気的又はレーザ加工等によって機械的に切断した後、基板融着や、ボンディングや、半田を用いて交換用集積回路３６を接続する。なお、交換用集積回路３６も、画像単位撮像部１６、周辺機能部１７及び複数の内部端子部３１を有する。
【００４２】
これによって、不良箇所や欠陥を有する集積回路３２を分割画像の単位で交換することができるので、集積回路３２を大規模化する必要がなくなり、その結果、技術的かつ経済的な困難性を大幅に軽減することができる。
【００４３】
交換用集積回路３６をマルチ画像単離撮像部６に取り付けるに当たり、交換用集積回路３６は、端子３３を半田、基板融着又はボンディングによる結合方法等を用いることによって、受光部の面を同一方向に保持されるようにする。また、交換用集積回路３６は、結像に影響を与えない程度の厚さを有し、交換用集積回路３６を取り付けたことによる全体的な厚さの変化の影響は、マルチ光学系３（図１）とマルチ画像単離撮像部５−８との間にそれぞれ配置された光学系における光ビームの焦点を変更し、被写界深度を深くし又はマルチ光学系３からの光ビームをマルチ画像単離撮像部５−８に直接導くことによって、大幅に軽減する。
【００４４】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、主光学系１とマルチ光学系３との間にリレー光学系２を配置した場合について説明したが、リレー光学系２を省略し又は他の任意の構成のリレー光学系（例えば、図５におけるリレー光学系２’）を用いることもできる。
【００４５】
また、マルチ光学系３を用いて光ビームを分離するに当たり、ビームスプリッタの代わりに光ファイバアレイや複数の光導波路を格子状に形成した画像伝達ブロック方式を採用することもでき、この場合、図６Ａに示すように、画像入力装置は、主光学系１と、リレー光学系２と、光ファイバアレイ４１を有するマルチ光学系３’と、マルチレンズアレー４２と、マルチ画像単離撮像部４３−１〜　４３−４を有するマルチ画像単離撮像部アレー４３とを具える。この場合、マルチ画像単離撮像部４３−１の１行１列目、１行３列目、３行１列目及び３行３列目の撮像素子には、対応する光ファイバ及びレンズを通じて光ビームが入射され（図６Ｂ参照）、マルチ画像単離撮像部４３−２〜４３−４についても、同様にして対応する光ファイバ及びレンズを通じて光ビームが入射される。なお、図５において、マルチ光学系３を、平行光線系とマルチ分割プリズムミラー４（全反射可能なモザイク状ミラー）によって光ビームを分離することもできる。
【００４６】
上記実施の形態において、入射された光ビームを４本の光ビームに分離する場合について説明したが、本発明を、４本以外の複数の光ビームに分離する場合に適用することができる。
【００４７】
２本の光ビームに分離する場合について説明すると、図７において、マルチ光学系３”は、入射された光を２本の光ビームに分離し、これら２本の光ビームは、マルチ画像単離撮像部５１，５２に入射される。マルチ画像単離撮像部５１，５２はそれぞれ、図７において斜線を付した分割画像を有する分割画像群を形成し、その後、図示しない回路によって分割画像群が組み合わされて、１枚の画像５３がマルチ画像として作成される。
【００４８】
さらに、１枚の画像を１６個の分割画像から構成し、互いに隣接しない４個の分割画像を有する分割画像群をそれぞれ形成した場合について説明したが、分割画像群は、グラフ理論のグラフの色塗り分け可能性問題が適用されたものであれば任意の構成を有するものであればよい。すなわち、光ビームを複数の光ビームに分離し、１枚の画像を、マルチ光学系によって分離された光ビームの本数を超える個数の同一又は複数の形状の分割画像から構成し、分割画像群が１個の分割画像又は互いに隣接しない複数の分割画像を有するようにすればよい。
【００４９】
本発明で適応し得る最少の分割画像の個数について説明すると、光ビームを２本に分離する場合には、図８Ａに示すように、画像を少なくとも３個の分割画像ａ１，ａ２，ａ３に分割し、マルチ画像単離撮像部５１，５２（図７）がそれぞれ、分割画像ａ１，ａ３を有する画像群及び分割画像ａ２を有する画像群を形成すればよい。
【００５０】
一方、光ビームを４本に分離する場合には、図８Ｂに示すように、画像を少なくとも６個の分割画像ｂ１−ｂ６に分割し、マルチ画像単離撮像部５−８がそれぞれ、分割画像ｂ１，ｂ３を有する画像群、分割画像ｂ２を有する画像群、分割画像ｂ４，ｂ６を有する画像群及び分割画像ｂ５を有する画像群を形成すればよい。
【００５１】
また、光ビームを３本に分離する場合において、図７に示す主光学系１、リレー光学系２及びマルチ光学系３”を用いて、５個の長方形の分割画像ｃ１−ｃ５及び１個の正方形の分割画像に分割することもできる（図８Ｃ参照）。この際、３個のマルチ画像単離撮像部の各々を、分割画像ｃ１及びｃ４にそれぞれ対応する二つの長方形の撮像素子を有するもの、分割画像ｃ２及びｃ４にそれぞれ対応する二つの長方形の撮像素子を有するもの並びに正方形の分割画像ｃ５に対応する一つの正方形の撮像素子を有するものとし、分割画像ｃ１，ｃ３を有する画像群、分割画像ｃ２，ｃ４を有する画像群及び分割画像ｃ５を有する画像群を形成すればよい。
【００５２】
マルチ画像単離撮像部の性能は、露光及びその際に電荷を取り出す時間によって決定される。撮像時間は、形状に関係なく一定であり、残りの画像を取り出す時間が重要な要素となる。分割画像が正方形である場合、撮像素子の行数及び列数が同一となり、行方向と列方向のいずれか一方の方向で読出しを行う。分割画像が長方形である場合、行と列のうちの短い方の方向に読み出すことによって、並列度を増大し、正方形の分割画像を読み出す時間と同一の時間で読出しを行うことができる。
【００５３】
マルチ光学系で光学的な画像を分割して、光ビームを各マルチ画像単離撮像部に導き、所定の分割画像群を保持した状態で光学的な画像を結像するに際し、画像の分割に伴う影響を軽減するため、分割画像の欠損が走査線の間隔（幅）より小さくなるように、画像を拡大した後に分割する光オーバー・デバイド法を使用し、又は、光ファイバの束や複数の光導波路を格子状に形成した画像伝達ブロックで画像を分割して、光ビームを各マルチ画像単離撮像部に導くために、光学的な画像の分解能を高めた状態で画像を分割する光オーバー・サンプリング法を使用することもできる。
【００５４】
一方、撮像素子の解像度又は面積を、画像単位の結像した光学的な画像より大きくして余白を設け、結合部分の精度を高めることもできる。また、受光素子の構造を、例えば、マイクロレンズを搭載したものや焦点が無限遠のものにし、正確かつ精密に光ビームを分割してかかる受光素子に導くために、無限遠の光学系、分割特性に優れたテレセントリックな光学系又は口径蝕（ビグネッテイング）が良好で色収差が比較的少ない光学系を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像入力装置の実施の形態を示す図である。
【図２】図１のマルチ画像単離撮像部を詳細に示す図である。
【図３】図２の撮像素子を詳細に示す図である。
【図４】図１の他のマルチ画像単離撮像部を詳細に示す図である。
【図５】本発明による画像入力装置の他の実施の形態を示す図である。
【図６】本発明による画像入力装置の他の実施の形態を示す図である。
【図７】本発明による画像入力装置の他の実施の形態を示す図である。
【図８】分割画像群のパターンを示す図である。
【符号の説明】
１　主光学系
２，２’　リレー光学系
３，３’，３”　マルチ光学系
４　マルチ分割プリズムミラー
４’　マルチ分割ビームスプリッタ
５，６，７，８，４３−１，４３−２．４３−３，４３−４，５１，５２　マルチ画像単離撮像部
９，５３　画像
１１　撮像素子
１２　撮像素子配列
１３　画像選択制御部
１４　システム計算部
１５　データ出力部
１６　画像単位撮像部
１７　周辺機能部
２１　蓄積部
２２　増幅部
２３　デジタル化部
２４　信号計算部
２５　記憶部
３１　内部端子部
３２　集積回路
３３　端子
３４　分離及び結合部
３５　外部端子
３６　交換用集積回路
４１　光ファイバアレイ
４２　マルチレンズアレイ
４３　マルチ画像単離撮像部アレー
ａ１，ａ２，ａ３，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６，ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５　分割画像
【図１】
2004007413.tif 000003
【図２】
2004007413.tif 000004
【図３】
2004007413.tif 000005
【図４】
2004007413.tif 000006
【図５】
2004007413.tif 000007
【図６】
2004007413.tif 000008
【図７】
2004007413.tif 000009
【図８】
2004007413.tif 000010