(57)【要約】【課題】波面コーディング画像化システムに用いる一次画像から最終画像を得るための画像処理ソフトウェアをより簡便にでき、これにより必要とされる記憶媒体の容量を低減すると共に、処理時間を短縮することが可能な波面コーディング画像形成装置を得る。【解決手段】被写体光を導くためのレンズ群と波面コーディング光学系とで構成される光学系と、光学系を透過した被写体光を光電変換する撮像素子と、を有し、撮像素子に対し、波面コーディング光学系の光軸周りの回転方向の位置決めを行う波面コーディング画像形成装置とする。【選択図】図２
2007147951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を導くためのレンズ群と波面コーディング光学系とで構成される撮像光学系と、前記撮像光学系を透過した被写体光を光電変換する撮像素子と、を有し、
前記撮像素子に対し、前記波面コーディング光学系を光軸周りの回転方向で位置決めを行うことを特徴とする波面コーディング画像形成装置。
【請求項２】
前記位置決めは、前記撮像光学系を保持する鏡胴で行うことを特徴とする請求項１に記載の波面コーディング画像形成装置。
【請求項３】
前記鏡胴は、前記撮像光学系と共に、光軸方向に直進移動可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の波面コーディング画像形成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の波面コーディング画像形成装置を構成する撮像素子の出力に基づいて画像処理を行い最終画像を得ることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波面コーディング画像化システムに用いられ、波面コーディングされた画像を得るための光学系を有する波面コーディング画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被写体光を導くためのレンズ群と、このレンズ群を透過した被写体光を撮像素子により光電変換し、所定の処理を施してデジタル画像データとして被写体の画像を記録する撮像装置が知られている。
【０００３】
上記の撮像装置においては、被写体距離に対応して搭載されたレンズ群を移動させ焦点調節を行うものと、所定の被写体距離に対応した位置にレンズ群を固定した固定焦点式のものがある。
【０００４】
固定焦点式のものは、低コストであるが撮影距離範囲が被写界深度でカバーできる範囲に限られ、近接撮影等には不向きなものであり、レンズ群を移動させ焦点調節を行うものは、無限から至近距離まで良好な画質で撮影が可能であるが、また移動機構等を必要とし、大型化、コスト増となるものである。
【０００５】
近年、このような問題を解決するものとして、結像のためのレンズ群と波面コーディング光学系とを用いて得られた被写体画像を、撮像素子等により光電変換し、Ａ／Ｄ変換等の所定の処理を施して得られた画像データに対し、更に画像処理を行うことにより、固定焦点式でありながら、無限から至近距離まで良好な鮮鋭性を有した画像を得ることのできる、波面コーディング画像化システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００５−５０２０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の波面コーディング画像化システムは、結像のためのレンズ群の絞りが配置される位置に、光軸に対し回転非対称の面で構成される波面コーディング光学系を配置するものであり、これにより形成された被写体の画像（以下、この画像を一次画像と称す）から画像データ（この画像データを一次画像データと称す）を得て、更にこの一次画像データに所定の画像処理を施すことで、無限から至近距離まで良好な鮮鋭性を有した画像データ（以下、この画像を最終画像データと称す）を得るものである。なお以下においては、上記の結像のためのレンズ群と波面コーディング光学系で構成された撮像光学系と、この撮像光学系を保持する鏡胴で構成されるユニットを波面コーディング画像形成装置と称している。
【０００７】
このような波面コーディング画像化システムにおいては、一次画像から最終画像を得るための画像処理ソフトウェアを有しており、光軸に対し回転非対称の面で構成される波面コーディング光学系と撮像素子の光軸周りの回転方向の位置関係が一様でない波面コーディング画像形成装置である場合には、画像処理ソフトウェアは、より膨大なものとなり、多大な処理時間を必要とし、実用性に乏しいものとなってしまう問題がある。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑み、波面コーディング画像化システムに用いる一次画像から最終画像を得るための画像処理ソフトウェアをより簡便にでき、これにより必要とされる記憶媒体の容量を低減すると共に、処理時間を短縮することが可能な波面コーディング画像形成装置を得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】
【０００９】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１０】
１．被写体光を導くためのレンズ群と波面コーディング光学系とで構成される撮像光学系と、前記撮像光学系を透過した被写体光を光電変換する撮像素子と、を有し、前記撮像素子に対し、前記波面コーディング光学系を光軸周りの回転方向で位置決めを行うことを特徴とする波面コーディング画像形成装置。
【００１１】
２．前記位置決めは、前記撮像光学系を保持する鏡胴で行うことを特徴とする１に記載の波面コーディング画像形成装置。
【００１２】
３．前記鏡胴は、前記撮像光学系と共に、光軸方向に直進移動可能に構成されていることを特徴とする２に記載の波面コーディング画像形成装置。
【００１３】
４．１〜３のいずれかに記載の波面コーディング画像形成装置を構成する撮像素子の出力に基づいて画像処理を行い最終画像を得ることを特徴とする撮像装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、波面コーディング光学系と撮像素子の光軸周りの回転方向の位置関係が一義的に決められるため、波面コーディング画像化システムに用いる一次画像から最終画像を得るための画像処理ソフトウェアをより簡便にでき、これにより必要とされる記憶媒体の容量を低減すると共に、処理時間を短縮することが可能な波面コーディング画像形成装置を得ることができ、極めて実用的な波面コーディング画像化システムとすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１６】
まず、本発明に係る波面コーディング画像形成装置を備えた波面コーディング画像化システムについて簡単に説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係る波面コーディング画像形成装置５０を備えた波面コーディング画像化システム２００のブロック図である。
【００１８】
同図に示すように、本実施の形態に係る波面コーディング画像形成装置５０は、結像のためのレンズ群５１と波面コーディング光学系５２とで構成される光学系と、この光学系を透過した被写体光を光電変換する撮像素子５３と、これら光学系を保持する鏡胴で構成されている。被写体光は、この波面コーディング画像形成装置５０に入射し、レンズ群５１と波面コーディング光学系５２を透過して、一次画像が撮像素子５３上に形成される。
【００１９】
波面コーディング画像形成装置５０のレンズ群５１は、結像性能を有する光学系である。波面コーディング光学系５２は、レンズ群５１の入射瞳位置である絞り面の位置に配置され、入射する被写体光の位相を変化させる機能を有している。撮像素子５３は、波面コーディング光学系５２により結像面の画像の状態が変化させられ、やや不鮮明な一次画像を得るものである。
【００２０】
撮像素子５３には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子が使用される。
【００２１】
この波面コーディング画像形成装置５０の撮像素子５３からの出力は、所定のＡ／Ｄ変換等の処理が施され一次画像データ５４とされる。
【００２２】
この一次画像データ５４に画像処理手段５５による画像処理が行われ、最終画像データ５６が得られる。画像処理手段５５では、波面コーディング光学系５２により波面コーディングを与えられ不鮮明となった一次画像データ５４から、画像を復元し、これにより深い被写界深度と焦点深度の最終画像５６を得るものである。以上が、波面コーディング画像化システム２００の概要である。
【００２３】
以下に、波面コーディング画像形成装置５０の具体的構成の一例を説明する。
【００２４】
図２は、本実施の形態に係る波面コーディング画像形成装置５０の概略構成を示す断面図である。
【００２５】
同図において、４１はプリント基板であり、撮像素子５３はこのプリント基板４１にＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）実装されている。撮像素子５３からの信号出力及び撮像素子５３への信号入力は、このプリント基板４１に電気的に接続された不図示の回路により行われるようになっている。
【００２６】
４２は外枠部材であり、プリント基板４１の撮像素子５３の受光面に対し、所定の位置に位置決めされて接着固定されている。外枠部材４２には、赤外光カットフィルタ４３が接着固定されている。
【００２７】
外枠部材４２の内側には鏡胴４４が配置されている。鏡胴４４は、レンズ群５１と円盤状の波面コーディング光学系５２を保持しており、波面コーディング光学系５２は、レンズ群５１の絞り位置に配置されている。本例では、波面コーディング光学系５２の被写体側の面５２ａが相当する。
【００２８】
鏡胴４４の波面コーディング光学系５２が取り付けられる円周面の少なくとも１箇所にには、キー状の突起部４４ｔが形成されている。一方、円盤状の波面コーディング光学系５２には、この突起部４４ｔに対応した位置にキー溝状の凹部５２ｍが形成されており、この凹部５２ｍと突起部４４ｔを係合させて組み立てが行われる。これにより、鏡胴４４に対し波面コーディング光学系５２の回転方向の位置決めがなされる。
【００２９】
外枠部材４２の円筒状の内周面にも同様にキー状の突起部４２ｔが形成されている。一方、円筒状の鏡胴４４には、この突起部４２ｔに対応した位置にキー溝状の凹部４４ｍが形成されており、この凹部４４ｍと突起部４２ｔを係合させて組み立てが行われる。これにより、鏡胴４４は外枠部材４２により回転係止されることになる。
【００３０】
また、外枠部材４２と鏡胴４４の間には、付勢部材である圧縮コイルバネ４５が組み込まれ、この圧縮コイルバネ４５により鏡胴４４は被写体方向へ付勢されている。一方、外枠部材４２の先端部には雌ネジ部４２ｎが形成されており、この雌ネジ部４２ｎに螺合する雄ネジ部４６ｎが形成された押さえ部材４６が組み付けられている。
【００３１】
この、押さえ部材４６を回転させて外枠部材４２に対し移動させることにより、この押さえ部材４６に当接する回転係止された鏡胴４４及び鏡胴４４内のレンズ群５１及び波面コーディング光学系５２を光軸Ｏ方向に直進移動させることができ、撮像素子５３に対する撮像光学系のピント位置調整が可能となっている。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態の波面コーディング画像形成装置５０は、撮像素子５３に対し波面コーディング光学系５２の光軸Ｏ周りの回転方向の位置決めが行われている。これにより、波面コーディング画像化システム２００に用いる一次画像から最終画像を得るための画像処理ソフトウェアを簡便にでき、必要とされる記憶媒体の容量を低減すると共に、処理時間を短縮することが可能な、波面コーディング画像形成装置を得ることができる。
【００３３】
図３は、本実施の形態に係る波面コーディング画像形成装置を備えた波面コーディング画像化システムが内蔵された撮像装置の一例である携帯電話機１００の外観図である。
【００３４】
同図に示す携帯電話機１００は、表示画面Ｄ１及びＤ２を備えたケースとしての上筐体７１と、入力部である操作ボタン６０を備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。本実施の形態に係る波面コーディング画像化システムの波面コーディング画像形成装置５０は、上筐体７１内の表示画面Ｄ２の下方に内蔵されており、波面コーディング画像形成装置５０が上筐体７１の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。
【００３５】
なお、この波面コーディング画像形成装置５０の位置は上筐体７１内の表示画面Ｄ２の上方や側面に配置してもよい。また携帯電話機は折りたたみ式に限るものではないのは、勿論である。
【００３６】
図４は、本実施の形態に係る波面コーディング画像形成装置５０を備えた波面コーディング画像化システム２００が内蔵された携帯電話機１００の機能ブロック図の一例である。
【００３７】
同図に示すように、携帯電話機１００は、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）１０１と、番号等を指示入力するための入力部である操作ボタン６０と、所定のデータ表示や撮像した画像を表示する表示画面Ｄ１、Ｄ２と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部８０と、携帯電話機１００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）９１と、制御部１０１により実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、波面コーディング画像化システム２００から得られる最終画像データ等を一時的に格納したり、作業領域として用いられる一時記憶部（ＲＡＭ）９２を備えている。
【００３８】
また、波面コーディング画像化システム２００から入力された最終画像データは、携帯電話機１００の制御部１０１により、記憶部９１に記憶されたり、或いは表示画面Ｄ１、Ｄ２に表示されたり、更には、無線通信部８０を介し画像情報として外部へ送信されるようになっている。
【００３９】
なお上記の実施の形態では、撮像装置として携帯電話に内蔵されるモジュールを例に説明したが、これに限るものでなく、ＰＤＡ等の小型、薄型の電子機器のみならず、一般のカメラの撮像光学系等にも適用可能であるのは言うまでもない。
【００４０】
また、波面コーディング光学系の位置決め部をキーとキー溝状に形成した場合を例にして説明したがこれに限るものでなく、波面コーディング光学系の外形をＤカットした形状や、穴とボスをそれぞれ形成したもの等による位置決めでも良いのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施の形態に係る波面コーディング画像形成装置を備えた波面コーディング画像化システムのブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る波面コーディング画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本実施の形態に係る波面コーディング画像形成装置を備えた波面コーディング画像化システムが内蔵された撮像装置の一例である携帯電話機の外観図である。
【図４】本実施の形態に係る波面コーディング画像形成装置を備えた波面コーディング画像化システムが内蔵された携帯電話機の機能ブロック図の一例である。
【符号の説明】
【００４２】
４１  プリント基板
４２  外枠部材
４３  赤外光カットフィルタ
４４  鏡胴
４５  圧縮コイルバネ
４６  押さえ部材
５０  波面コーディング画像形成装置
５１  レンズ群
５２  波面コーディング光学系
５３  撮像素子
１００  携帯電話
２００  波面コーディング画像化システム
【図１】
2007147951.tif 000003
【図２】
2007147951.tif 000004
【図３】
2007147951.tif 000005
【図４】
2007147951.tif 000006