(57)【要約】【課題】前記マイクロレンズアレイによって前記受光素子上の所定領域に結像される複数の低解像度な物体縮小像から単一の再構成画像を再構成する画像入力装置において，被写体と前記マイクロレンズアレイとの距離が大きい（例えば，無限遠）である場合にも，高解像な単一の再構成画像を取得可能であり，更には，再構成される再構成画像のカラー化を実現し得る画像入力装置を提供すること。【解決手段】マイクロレンズ１ａと，該マイクロレンズ１ａに対応する物体縮小像が結像される所定領域内の受光セル３ａとの間の相対位置が，前記マイクロレンズ１ａ毎に異なるよう配置されてなることを特徴とする画像入力装置として構成する。更には，前記受光セル３ａを複数の領域に区分すると共に，該区分された領域毎にカラーフィルタ（例えば，原色フィルタ，或いは補色カラーフィルタ）を配置する。【選択図】図４
2004146619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと，該マイクロレンズアレイに対向する受光素子とを具備し，夫々の前記マイクロレンズにより前記受光素子上の所定領域に対し被写体の物体縮小像を結像させ，それら複数の物体縮小像の画像情報を再配置することで単一の物体像を取得する画像入力装置において，
前記マイクロレンズと，該マイクロレンズに対応する物体縮小像が結像される前記受光素子上の所定領域との間の相対位置が，前記マイクロレンズ毎に異なるよう配置されてなることを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
前記相対位置が，前記マイクロレンズの配列における垂直方向及び水平方向に対して所定量づつ順次増加するよう構成されてなる請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項３】
前記所定量が，ｓ／Ｎである請求項２に記載の画像入力装置。
但し，ｓは前記受光素子のピッチ，Ｎは前記マイクロレンズのユニット数である。
【請求項４】
前記相対位置が，前記マイクロレンズと被写体との距離に基づく第１の規則に応じて調整可能に構成されてなる請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項５】
前記第１の規則が，前記マイクロレンズの配列における垂直方向及び水平方向に対して（ｓ／Ｎ−Ｄ／ｍ）づつ順次増加させるものである請求項４に記載の画像入力装置。
但し，ｓは前記受光素子のピッチ，Ｎは前記マイクロレンズのユニット数，Ｄは前記マイクロレンズのピッチ，ｍは前記マイクロレンズの被写体に対する倍率である。尚，ｍは前記マイクロレンズと受光素子との間の距離ａと前記マイクロレンズと被写体との距離ｂの比（ｂ／ａ＝ｍ）である。
【請求項６】
前記マイクロレンズ毎に前記受光素子上の所定領域に結像される複数の前記物体縮小像の画素情報を再配置することで単一の物体像を取得するに当たり，
前記物体縮小像の画素情報を再配置する前記物体像上の再配置位置が，前記相対位置に基づいて決定されてなる請求項１〜５のいずれかに記載の画像入力装置。
【請求項７】
前記マイクロレンズ毎に前記受光素子上の所定領域に結像される複数の前記物体縮小像の画素情報を再配置することで単一の物体像を取得するに当たり，
前記物体縮小像の画素情報を再配置する物体像上の前記再配置位置が，前記マイクロレンズと被写体との距離に基づく第２の規則に応じて決定されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の画像入力装置。
【請求項８】
前記第２の規則が，前記マイクロレンズの配列における垂直方向及び水平方向に対して（ｓ／Ｎ＋Ｄ／ｍ）づつ順次増加させるものである請求項７に記載の画像入力装置。
但し，ｓは前記受光素子のピッチ，Ｎは前記マイクロレンズのユニット数，Ｄは前記マイクロレンズのピッチ，ｍは前記マイクロレンズの被写体に対する倍率である。尚，ｍは前記マイクロレンズと受光素子との間の距離ａと前記マイクロレンズと被写体との距離ｂの比（ｂ／ａ＝ｍ）である。
【請求項９】
前記受光素子が複数の受光セルを含んでなり，
前記受光セルが複数の領域に区分されると共に，該区分された領域毎にカラーフィルタが配置されてなる請求項１〜８のいずれかに記載の画像入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，複数のマイクロレンズにより取得した複数の低解像な物体縮小像から高解像な単一の物体像を再構成することが可能な画像入力装置に係り，詳しくは撮像距離の大きい（例えば無限遠）場合にも高解像な物体像を取得可能であって，更には，その物体像をカラー画像として取得可能な画像入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報伝達メディアの発達に伴う高度情報化社会の到来により，様々な画像情報を，効率的且つ高品質に取得する画像入力装置として，デジタルカメラ，ビデオカメラ等，被写体である物体に対向する単一の光学系によって物体像を取得する構成の画像入力装置が広く用いられている。
しかし，近年，画像入力装置の更なる小型，薄型化が要求されており，そのような要求に応え得る画像入力装置として，昆虫等に見られる複眼構造を模倣した画像入力装置が開発されている（例えば，特許文献１参照。）。
上述の画像入力装置は，複数のマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイと，該マイクロレンズアレイに対向する平面状の受光素子とを具備して概略構成されており，前記マイクロレンズアレイによって，前記受光素子上の所定領域に複数の低解像な物体縮小像を結像させ，該物体縮小像を信号処理（再構成）することで単一の物体像を再構成するものである。
このような構成により，上述の画像入力装置では，単一の光学系を用いた画像入力装置に較べて小型，薄型の構成であるにも拘わらず，明るい光学系を実現し，更には取得（再構成）される物体像（以下，再構成画像という）を高詳細なものとし得る。
【０００３】
【特許文献】
特開２００１−６１１０９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，上述した複眼構造を有する画像入力装置においては，複数の前記マイクロレンズ間に視差を持たせ，異なる視点から被写体を撮像可能な点を特徴とする。この特徴点（マイクロレンズ間の視差）により，前記マイクロレンズにより前記受光素子上の所定領域に結像される物体縮小像を，マイクロレンズ毎に異なる画像（異なる画像情報を含む画像）とすることを可能とし，その結果，それら物体縮小像を再配置して得られる単一の再構成画像を，高詳細な（多くの画像情報を含む）な画像とし得るものである。
しかしながら，従来公知の画像入力装置では，被写体からの距離が大きくなる（例えば無限遠）と，上述した当該画像入力装置における特徴である，前記マイクロレンズ間の視差が無くなるため，物体縮小像間の差異が無くなり（同じ画像となり），近接した被写体を撮像した（前記マイクロレンズ間に視差がある）場合と比較して，画像の解像度が著しく低下するという問題が生じ得る。
また，画像入力装置により所得される画像情報としては，被写体の色を再現（カラー化）した画像であることが望ましい。そこで，上述した構成の画像入力装置における再構成画像をカラー化する技術として，各マイクロレンズ毎にカラーフィルタを配置することが提案され，本出願人らによって特願２００１−３６３１１７号として出願されている。しかしながら，カラー化を図る技術は，各マイクロレンズ毎にカラーフィルタを配置するという上述方式のみに限定されるものではなく，該方式とは異なる方式の開発が必要であり，また期待されている。
そこで，本発明は前記事情に鑑みて成されたものであり，その第１の目的とするところは，前記マイクロレンズアレイによって前記受光素子上の所定領域に結像される複数の低解像度な物体縮小像から単一の再構成画像を再構成する画像入力装置において，被写体と前記マイクロレンズアレイとの距離が大きい（例えば，無限遠）である場合にも，高解像な単一の再構成画像を取得可能な画像入力装置を提供することにある。
更には，再構成される再構成画像のカラー化を実現し得る新たな方式を提供することを第２の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するために本発明は，複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと，該マイクロレンズアレイに対向する受光素子とを具備し，夫々の前記マイクロレンズにより前記受光素子上の所定領域に対し被写体の物体縮小像を結像させ，それら複数の物体縮小像の画像情報を再配置することで単一の物体像を取得する画像入力装置において，前記マイクロレンズと，該マイクロレンズに対応する物体縮小像が結像される前記受光素子上の所定領域との間の相対位置が，前記マイクロレンズ毎に異なるよう配置されてなることを特徴とする画像入力装置として構成される。
ここで，前記相対位置としては，前記マイクロレンズの配列における垂直方向及び水平方向に対してｓ／Ｎ（ｓ：受光素子のピッチ，Ｎ：マイクロレンズのユニット数）づつ順次増加するよう構成されたものが考え得る。
このように構成することによって，被写体が無限遠にある場合のように，前記マイクロレンズと被写体との距離が大きい場合であっても，前記受光素子上に結像される物体縮小像を前記マイクロレンズ毎に異ならせることが可能となり，ひいては，該物体縮小像の画素情報を再配置することで得られる再構成画像の解像度を向上させ得る。
一方，前記マイクロレンズと被写体との距離がｂ，つまりは，被写体に対する倍率がｍ｛ｍ＝ｂ／ａ（ａ：マイクロレンズと受光素子との間の距離，ｂ：マイクロレンズと被写体との距離）である場合には，前記相対位置としては，前記マイクロレンズの配列における垂直方向及び水平方向に対して（ｓ／Ｎ−Ｄ／ｍ）｛ｓ：受光素子のピッチ，Ｎ：マイクロレンズのユニット数，Ｄ：マイクロレンズのピッチ，ｍ：マイクロレンズの被写体に対する倍率｝づつ順次増加するよう構成されたものも考えられよう。
このような形態によれば，被写体に対する距離（即ち，倍率）に応じて前記相対値が調整されるため，被写体に対する距離に拘わらず，常に，前記受光素子上に異なる物体縮小像が結像させることが可能となり，該物体縮小像の画素情報を再配置することで得られる単一の再構成画像の解像度を向上させ得る。その詳細については，後述する。
【０００６】
また，前記マイクロレンズ毎に前記受光素子上の所定領域に結像される複数の前記物体縮小像の画素情報を再配置することで単一の物体像を取得する場合，前記物体縮小像の画素情報を再配置する前記物体像上の再配置位置は，前記相対位置に基づいて決定されることが望ましい。
このように前記物体縮小像の画素情報の再配置位置を決定することで，前記相対位置の違いにより生ずる前記物体縮小像の差異を利用し，前記前記物体像を解像度を向上させ得る。
一方，前記マイクロレンズと被写体との距離がｂ，つまりは，被写体に対する倍率がｍ｛ｍ＝ｂ／ａ（ａ：マイクロレンズと受光素子との間の距離，ｂ：マイクロレンズと被写体との距離）である場合には，前記物体縮小像の画素情報を再配置する前記物体像上の再配置位置は，前記マイクロレンズの配列における垂直方向及び水平方向に対して（ｓ／Ｎ＋Ｄ／ｍ）｛ｓ：受光素子のピッチ，Ｎ：マイクロレンズのユニット数，Ｄ：マイクロレンズのピッチ，ｍ：マイクロレンズの被写体に対する倍率。尚，ｍ：ｂ／ａ（ａ：マイクロレンズと受光素子との間の距離，ｂ：マイクロレンズと被写体との距離）｝づつ順次増加させるよう決定させてもよい。
このような形態であれば，後述するように，被写体に対する距離が変化した場合にも，解像度の低下度合を軽微にすることが可能となり，画像入力装置としての利便性を向上させ得る。
【０００７】
前記第２の目的を達成するために本発明は，前記受光素子が複数の受光セルを含んでなり，前記受光セルが複数の領域に区分されると共に，該区分された領域毎にカラーフィルタが配置される。
これにより，前記受光素子上に結像される物体縮小像から取得される物体像をカラー画像とすることが可能となり，より高品質な画像を取得可能な画像入力装置を実現し得る。尚，本構成は，従来構成に基づいて実現可能であるため，製造コストの押し上げを最小限に抑制可能な点でも優れる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本実施の形態に係る画像入力装置Ａの概略構成を示す斜視図，図２は本実施の形態に係る画像入力装置Ａにおけるマイクロレンズアレイの配置を表す平面図，図３は本実施の形態に係る画像入力装置Ａにおける受光素子の配置を表す平面図，図４は本実施の形態に係る画像入力装置Ａにおけるマイクロレンズアレイと受光素子との位置関係の一例を模式的に示す断面図，図５は再配置（復元）された物体像の一例を模式的に示す図，図６は再配置（復元）された物体像の一例を模式的に示す図，図７は本実施の形態に係る画像入力装置Ａにおけるマイクロレンズアレイと受光素子との位置関係の他の例を模式的に示す断面図，図８は再配置（復元）された物体像の他の例を模式的に示す図，図９は本実施の形態に係る画像入力装置Ａにおけるマイクロレンズアレイと受光素子との位置関係の別の例を模式的に示す断面図，図１０は再配置（復元）された物体像の別の例を模式的に示す図，図１１は再配置（復元）された物体像の更なる別の例を模式的に示す図，図１２は受光素子に配置されたカラーフィルタの一例を示す図，図１３は受光素子に配置されたカラーフィルタの他の例を示す図である。
【０００９】
本発明の実施形態に係る画像入力装置は図１に示す如く具現化される。
同図に示す如く，前記画像入力装置Ａは，複数のマイクロレンズ１ａを格子状に配列したマイクロレンズアレイ１と，複数の受光セル３ａを平面状に形成した受光素子３と，上記マイクロレンズアレイ１と上記受光素子３との間に配置された格子状の隔壁２とを具備して概略構成される。ここで，上記マイクロレンズ１ａには，図中に破線による角柱で示すように，上記隔壁２の一格子が対応し，その角柱（所定領域）内に含まれる複数の上記受光セル３ａが対応することで，信号処理単位（ユニットＵ）を形成している。
このように当該複眼画像入力装置Ａは，各ユニットＵ毎に被写体の物体縮小像を結像し，しかる後，それら物体縮小像を再構成することで，単一の高解像度の再構成画像を得るという基本的思想は従来公知の画像入力装置と同様である。
ここに，参考として，当該画像入力装置Ａの仕様の一例を以下に示す。無論，本実施形態は以下の仕様に限定されるものではない。
・マイクロレンズアレイ１
レンズ個数　１０×１０
レンズピッチ　４９９ミクロン×４９９ミクロン
レンズ焦点距離　１．０ｍｍ
・隔壁２
隔壁ピッチ　４９９ミクロン
隔壁高さ　１．０ｍｍ
隔壁厚み　３９ミクロン
隔壁開口寸法　４６０ミクロン×４６０ミクロン
・受光素子３
画素数　５００×５００
画素寸法　１０×１０ミクロン
【００１０】
以下に，図２〜図４を参照しつつ，当該複眼画像入力装置Ａの特徴点である，前記マイクロレンズ１ａと，該マイクロレンズ１ａに対応する前記受光セル３ａとの間の相対位置を，該マイクロレンズ１ａ毎に異なるよう配置した構成，並びに前記受光セル３ａ上に結像された物体縮小像の画素情報から再構成画像を再構成する処理について説明する。
ここに，図２は，前記マイクロレンズアレイ１の平面図であり，マイクロレンズ１ａ（ユニットＵ）が水平方向にＮ個，垂直方向にＮ個である場合の全ユニットの配置例を示したものである。
図３は，前記受光素子３の平面図であり，各ユニットにおける前記受光セル３ａが水平方向にｎ個，垂直方向にｎ個である場合の配置例を示したものである。
図４は，ユニットの前記マイクロレンズ１ａと前記受光セル３ａとの位置関係を模式的に示した前記画像入力装置Ａの断面図であり，一例として，ユニット数Ｎ＝４（Ｊ＝１〜４），受光セル数ｎ＝６（ｊ＝１〜６）の場合を示したものである。尚，同図では，簡単のために垂直方向（図中には矢印ｙで示す）のみを代表させて描いているが，水平方向についても同様の位置関係を持っている。
図４に示す如く，本実施形態は，ユニット（即ち，前記マイクロレンズ１ａ）毎に，前記受光セル３ａと前記マイクロレンズ１ａとの相対位置が異なるよう配置されていることを特徴とする。具体的には，ユニット数をＮ，前記受光セル３ａのピッチをｓとした場合，その相対位置が，前記マイクロレンズ１ａの配列における垂直方向及び水平方向に対しユニット毎に順次ｓ／Ｎずつ順次増加するように配置される。
これにより，無限遠にある被写体を撮像した場合であっても，前記マイクロレンズ１ａにより前記受光セル３ａ上に結像される物体縮小像を，各ユニット毎に異ならせることが可能となり，ひいては，それら物体縮小像の画素情報を再配置することにより得られる再構成画像の解像度を向上させ得る。
【００１１】
次に，上述した図２〜図４に示す構成において，前記受光セル３ａ上に結像された異なるＮ個の物体縮小像から，水平方向Ｎ×ｎ，垂直方向Ｎ×ｎ画素に相当する単一の再構成画像を再構成する手順の一例を，図５を参照しつつ以下に説明する。
以下に説明する再構成の手順は，物体像を再構成する上で適用可能な手順の一例を示すものであって，本発明は本手順以外の種々の手順が適用可能である。
（再構成手順）
尚，ここでは，再構成される再構成画像の座標を（ｘ，ｙ）とし，簡単のために片方の座標（以下の説明では垂直方向ｙ）について説明する。
再構成画像における座標ｙの画素情報を再構成画像ｙとすると，該再構成画像ｙには，夫々，
再構成画像１　←　ユニット１における１番目の画素の信号
再構成画像２　←　ユニット２における１番目の画素の信号
：
：
再構成画像Ｎ　←　ユニットＮにおける１番目の画素の信号
再構成画像Ｎ＋１　←　ユニット１における２番目の画素の信号
再構成画像Ｎ＋２　←　ユニット２における２番目の画素の信号
：
：
再構成画像２Ｎ　←　ユニットＮにおける２番目の画素の信号
再構成画像２Ｎ＋１　←　ユニット１における３番目の画素の信号
：
：
再構成画像３Ｎ　←　ユニットＮにおける３番目の画素の信号
再構成画像３Ｎ＋１　←　ユニット１における４番目の画素の信号
：
：
再構成画像（ｎ−１）×Ｎ＋１　←　ユニット１におけるｎ番目の画素の信号
：
：
再構成画像ｎ×Ｎ　←　ユニットＮにおけるｎ番目の画素の信号
が再配置される。
以上の再構成手順に従って，図４に示す各ユニット（Ｊ＝１〜４）毎に撮像された無限遠にある被写体の各ユニット毎の物体縮小像における画素情報（つまりは，受光セルｊ＝１〜ｊ＝６）を再配置した再構成画像の一例が図５である。図では，再構成画面の寸法をｎ×ｓとする場合を示している。尚，図中の各受光セル中に括弧付きで示す符号１〜２４は，再構成画像の座標ｙである。
つまり，無限遠にある被写体に対しては，全てのマイクロレンズ１ａが同一の画像情報を取り込むこととなるが，本実施形態によれば，前記受光セル３ａが，前記マイクロレンズ１ａに対し，ｓ／Ｎづつずれた相対位置に配置されているため，無限遠にある被写体であっても少しづつ異なる物体縮小像が前記受光セル３ａ上に結像される。
そこで，それら物体縮小像から再構成画像を再構成する際には，その相対位置の異なりを考慮し（即ち，上述した再構成手順の如く），Ｊ＝１ユニットのｊ＝１，Ｊ＝２ユニットのｊ＝１，．．，と順番に前記受光セル３ａをｓ／Ｎづつずらしつつ再配置することで，複数の物体縮小像から高精細な再構成画像を得ることが得られることが理解される。
【００１２】
次に，図６を参照しつつ，被写体が無限遠ではなく，前記マイクロレンズ１ａとの距離がｂ（以下，撮像距離ｂという）の場合，つまりは，被写体に対する倍率がｍ（＝ｂ／ａ）｛ａ：前記マイクロレンズ１ａと前記受光セル３ａとの距離｝の場合において，物体縮小像から再構成画像を再構成する手順について考える。
ここに，図６は，被写体の像に対する倍率がｍ（＝ｂ／ａ）の場合における再構成画像の一例を示す模式図である。尚，同図は，再構成画像の寸法をｎ×ｓとする場合を示している。
この場合には，被写体が無限遠にある場合（図５に示す場合）に比べて，前記受光セル３ａを図５の場合に較べて，Ｄ／ｍだけ多くずらせて再配置する。但し，Ｄは各ユニットのピッチである（尚，Ｄ／ｍ＜ｓ／Ｎとする）。
この場合に注意すべきは，前記受光セル３ａ（即ち，画素情報）をＤ／ｍだけ多くずらせることで，ピッチｓよりも大きくずれた画素情報がでてくる点である。具体的には，図６におけるＪ＝４ユニットにより取得された画素情報である。このような（ピッチｓ以上にずれた）画素情報は冗長となるため，再構成画像の解像度の向上に寄与することはない。
そこで，この場合には，冗長となる画素情報を除いて再構成画像を形成することが望ましい。
具体的には，図６に示す場合において，Ｊ＝１ユニットのｊ＝１（１），Ｊ＝２ユニットのｊ＝１（２），Ｊ＝３ユニットのｊ＝１（３），Ｊ＝１ユニットのｊ＝２（５），Ｊ＝２ユニットのｊ＝２（６），．．，という順序で再配置すればよく，Ｊ＝４ユニットのｊ＝１（４），ｊ＝２（８），．．，は使用しない。
この場合，無限遠の被写体を撮影した（図５に示す場合であって，全ての前記受光セル３ａの画素情報を利用して再構成する）場合に較べ，不使用の前記受光セル３ａ（Ｊ＝４ユニットの前記受光セル３ａが該当）がある分だけ解像度が低下することになるが，その低下の度合いは軽微である。
ここで，具体的な実施例として，下記仕様の如き画像入力装置について考えることにより，解像度の低下の度合いが軽微であることについて説明する。
（画像入力装置の仕様の一例）
ユニットピッチ　Ｄ＝４９９ミクロン
受光セルピッチ　ｓ＝１０ミクロン
マイクロレンズ焦点距離　ｆ＝１ｍｍ
ユニット数　Ｎ＝１０
１ユニットあたりの受光セル数　＝４６
上述した仕様の画像入力装置を用いる場合において，前記撮像距離ｂを１ｍとすれば，倍率ｍ＝ｂ／ａ＝ｂ／ｆ−１＝９９９と算出される。算出されたｍと，上述の仕様から，Ｄ／ｍ＝４９９ミクロン／９９９≒０．５ミクロン，ｓ／Ｎ＝１ミクロンであるから，Ｄ／ｍ＋ｓ／Ｎ＝１．５ミクロンである。
ここで，画素ピッチｓは１０ミクロンであるから，１０÷１．５＝６．６６となり，１０個のユニットのうち，３個のユニットにおける前記受光セル３ａが画素ピッチｓ以上にずれた位置に再配置されるため，冗長なデータとなる。
言い換えると，７個のユニットの受光セル３ａについては，再構成画像の解像度に寄与し得る。つまり，近距離の被写体を撮像した場合にもその解像度は７割程度にしか低下しない。
このように，本実施形態によれば，例えば無限遠の如く，撮像距離ｂの大きい被写体に対しては大幅に解像度を向上させ（図５に示す場合），更に，近距離の被写体に対する解像度の劣化は軽微とする（図６に示す場合）ことが可能となり，被写体への撮像距離ｂに拘わらず使用可能な画像入力装置を実現可能であり，ある最適な撮像距離（特に，無限遠以外の近接距離）でしか高解像な再構成画像を取得することができない従来構成に較べ，その使用性，利便性に優れる。
【００１３】
次に，図７を参照しつつ，本発明の別の実施形態について説明する。
上述説明した実施形態では，前記マイクロレンズ１ａと前記受光セル３ａとの位置関係を変えると共に，撮像距離ｂに応じて，前記受光セル３ａの画素情報を再配置する再配置位置を変える（調整する）形態について説明した。
ここで，以下に説明する実施形態は，図７に示す如く，撮像距離ｂに応じて，各ユニットの前記マイクロレンズ１ａと前記受光セル３ａとの相対位置が調整可能に構成されることを特徴とし，前記受光セル３ａを再配置する際の撮像距離ｂに応じた調整を不要にするものである。
具体的には，ユニットのピッチをＤ，ユニット数をＮ，受光セルのピッチをｓとした場合，ユニット（Ｊ＝１〜４）毎に前記マイクロレンズ１ａと前記受光セル３ａ（ｊ＝１〜６）との相対位置が，前記マイクロレンズ１ａの配列における垂直方向及び水平方向に対して（ｓ／Ｎ−Ｄ／ｍ）づつ順次増加するよう構成されたものである。
尚，上述同様，被写体と前記マイクロレンズ１ａとの距離がｂ，前記マイクロレンズ１ａと前記受光セル３ａとの距離がａ，前記マイクロレンズ１ａの焦点距離がｆのとき，被写体の像に対する倍率ｍは，ｍ＝ｂ／ａ＝ｂ／ｆ−１と表すことが可能点は同様である。
ここで，図８は，図７に示す各ユニットＵ（Ｊ＝１〜４）毎に撮像された無限遠にある被写体の各ユニットＵ毎の物体縮小像における画素情報（つまりは，受光セルｊ＝１〜６）を，再配置した再構成画像の一例を示す模式図である。尚，同図は，再構成画像の寸法をｎ×ｓとする場合を示す。
前記受光セル３ａの画素情報を再配置するに際し，各ユニットＵがＤの視差をもち，この視差が受光セル側ではＤ／ｍに縮小されること，更には各ユニットＵの前記受光セル３ａは順次ｓ／Ｎ−Ｄ／ｍずつづれて配置されていることを考慮すれば，Ｊ＝１ユニットのｊ＝１，Ｊ＝２ユニットのｊ＝１，．．，と順番に画素情報を並べれば高精細な画像を得ることが出来る。
つまり，本実施形態によれば，撮像距離ｂが変化した場合であっても，図５に示す無限遠の被写体を撮像した場合と同様，前記受光セル３ａを所定の順番に並べるだけで高詳細な画像を得ることが可能であり，より処理の簡略化が可能である。
更には，上述説明或いは図８に示す如く，撮像距離ｂが無限遠でない場合にも，冗長となる画素情報が発生しないため，撮像距離ｂ拘わらず，常に，高詳細な解像度の物体像が得られる点で上述した実施形態より優れる。
また，本実施形態では，撮像距離ｂの値（距離）に応じて前記マイクロレンズ１ａと前記受光セル３ａとの相対位置を変更する構造上，撮像距離ｂによっては，ｓ／Ｎ＝Ｄ／ｍとなる場合もあり得る。そこで，図９は，ｓ／Ｎ＝Ｄ／ｍとなった場合の各ユニットＵにおける前記マイクロレンズ１ａと前記受光セル３ａとの位置関係を示したものである。同図に示す如く，この場合は全ユニットにおける前記マイクロレンズ１ａと前記受光素子３との前記相対位置が同一となり，従来の構成と同一の構成となる。
このような構成において，前記受光セル３ａを再配置して得られる再構成画像の寸法をｍ×ｎ×ｓ（＝ｎ×Ｎ×Ｄ）とした場合における前記画像セル３ａの再配置の様子を模式的に示す図が図１０，再構成される再構成画像の寸法をｎ×ｓとした場合における前記画像セル３ａの再配置の様子を模式的に示す図が図１１である。
このように，図１０及び図１１に示す如く，例えｓ／Ｎ＝Ｄ／ｍとなった（前記マイクロレンズ１ａと前記受光セル３ａとの相対位置が全ユニットＵで同一である）場合にも，本実施形態によれば，高詳細な物体像が再構成可能であることが理解される。
【００１４】
最後に，図１２及び図１３を参照しつつ，前記画像入力装置Ａによりカラー撮像を実現し得る実施形態について説明する
図１２及び図１３は，各ユニットにおける前記受光セル３ａの配列を示す前記受光素子３の平面図である。尚，これらの図は，前記受光セル３ａが水平方向にｎ個，垂直方向にｎ個配置された場合を示している。
ここで，カラー撮像を実現するために，本実施形態では，個々の前記受光セル３ａを複数の領域（本実施形態では４領域）に分割すると共に，それら分割された領域各々にカラーフィルタが配置することを特徴とする。
ここに，図１２はカラーフィルタとして原色フィルタが適用された場合を示し，緑（Ｇ），赤（Ｒ），青（Ｂ）の３原色のカラーフィルタが設けられている。このような構成を有する受光素子３に対し，先の２つの実施形態と同様，各ユニット毎に前記マイクロレンズ１ａの相対位置を異なるよう配置し，更に各色毎に得られる物体縮小像に対して所定の信号処理を行うことにより，緑，赤，青の３原色のカラー情報を得ることができる。
尚，このカラーフィルタの配列においては，人間の目の視感度が最も高い緑に複数の領域を当てている。これによって，緑信号の信号対雑音比が向上し，画質の向上を図ることができる。
一方，図１３はカラーフィルタとして補色カラーフィルタが適用された場合を示し，シアン（Ｃｙ），黄（Ｙｅ），マゼンタ（Ｍｇ），緑（Ｇ）の４色カラーフィルタが設けられている。
この場合も，前記原色フィルタ同様，所定の信号処理を施すことにより，緑，赤，青の３原色のカラー情報を得ることができる。
尚，シアン（Ｃｙ），黄（Ｙｅ），マゼンタ（Ｍｇ），緑（Ｇ）は，夫々，
Ｃｙ＝Ｂ＋Ｇ
Ｙｅ＝Ｇ＋Ｒ
Ｍｇ＝Ｒ＋Ｂ
の関係を有するものであるから，取得されたＣｙ，Ｙｅ，Ｍｇの画像情報から演算によってＲ，Ｇ，Ｂの各色を求めることが可能であり，更にＧについてはＧのフィルタが設けられた前記受光セル３ａからも求めらることができる。
つまり，先ずシアン（Ｃｙ），黄（Ｙｅ），マゼンタ（Ｍｇ），緑（Ｇ）の各色について物体像を再構成し，これらより緑，赤，青の３原色を演算によって求めればよい。
このように，本実施形態によれば，最終的に再構成される物体像をカラー化することが可能であり，更には，その構成は，前記受光セル３ａに対し，所定のカラーフィルタを配置するという簡単な構成であるため，生産コストの押し上げることもない。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，当該画像入力装置と被写体との距離が大きい（例えば，無限遠）場合にも，各ユニット毎に異なる物体縮小像を取得可能であるため，それら物体縮小像に基づいて再構成される再構成画像を高解像なものとできる。
更には，当該画像入力装置に設けられた受光素子のおける受光セルに対し，所定のカラーフィルタを設けるという簡単な構成により再構成画像のカラー化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る画像入力装置Ａの概略構成を示す斜視図。
【図２】本実施の形態に係る画像入力装置Ａにおけるマイクロレンズアレイの配置を表す平面図。
【図３】本実施の形態に係る画像入力装置Ａにおける受光素子の配置を表す平面図。
【図４】本実施の形態に係る画像入力装置Ａにおけるマイクロレンズアレイと受光素子との位置関係の一例を模式的に示す断面図。
【図５】再配置（復元）された物体像の一例を模式的に示す図。
【図６】再配置（復元）された物体像の一例を模式的に示す図。
【図７】本実施の形態に係る画像入力装置Ａにおけるマイクロレンズアレイと受光素子との位置関係の他の例を模式的に示す断面図。
【図８】再配置（復元）された物体像の他の例を模式的に示す図。
【図９】本実施の形態に係る画像入力装置Ａにおけるマイクロレンズアレイと受光素子との位置関係の別の例を模式的に示す断面図。
【図１０】再配置（復元）された物体像の別の例を模式的に示す図。
【図１１】再配置（復元）された物体像の更なる別の例を模式的に示す図。
【図１２】受光素子に配置されたカラーフィルタの一例を示す図。
【図１３】受光素子に配置されたカラーフィルタの他の例を示す図。
【符号の説明】
Ａ　　…画像入力装置
１　　…マイクロレンズアレイ
１ａ　…マイクロレンズ
２　　…隔壁
３　　…受光素子
３ａ　…受光セル
【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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