(57)【要約】【課題】高品質な結像光学系を必要とせず、良好な再生画像を得ることができる画像入力装置の実現、画像入力方法の実現を課題とする。【解決手段】物体１からの光を結像させる１以上の結像レンズ２による像を撮像手段３によって撮像する画像入力装置であって、結像レンズ１として、光学伝達関数のゲインが有限で、画角による上記ゲインの差異が微小である単レンズを用い、結像レンズ２による像の劣化を、演算により補正する補正演算手段４、５を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体からの光を結像させる１以上の結像レンズによる像を撮像手段によって撮像する画像入力装置において、
結像レンズとして、光学伝達関数のゲインが有限で、画角による上記ゲインの差異が微小である単レンズを用い、
上記結像レンズによる像の劣化を演算により補正する補正演算手段を有することを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像入力装置において、
結像レンズが、被写体側に０または負のパワーを持つ面、像側に正のパワーを持つ面を有する単レンズであることを特徴とする画像入力装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の画像入力装置において、
結像レンズが単一のレンズであることを特徴とする画像入力装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の画像入力装置において、
同一の結像レンズが複数個、アレイ配列されてレンズアレイを構成し、
上記レンズアレイにおける結像レンズの個々が結像する、被写体の個眼像の集合である複眼像から、単一の被写体像を再構成する再構成演算手段と、
再構成される単一の被写体像における像劣化を、演算により補正するための再構成像補正演算手段を有することを特徴とする画像入力装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像入力装置において、
再構成演算手段による、複眼像から単一の被写体像を再構成する再構成の工程において、個眼像間の相対位置を、上記個眼像間の輝度偏差の最小２乗和に基づき演算することを特徴とする画像入力装置。  
【請求項６】
請求項４または５記載の画像入力装置において、
再構成像補正演算手段が、複眼像を構成する個々の個眼像に対して演算による補正を行い、補正された個眼像に基づいて再構成演算手段が単一の被写体像を再構成することを特徴とする画像入力装置。
【請求項７】
請求項４または５記載の画像入力装置において、
再構成像補正演算手段による補正が、再構成演算手段により再構成された単一の被写体像に対して行われることを特徴とする画像入力装置。
【請求項８】
請求項４〜７の任意の１に記載の画像入力装置において、
レンズアレイを構成する各結像レンズ間の、光線のクロストークを防止するために、各結像レンズ間を遮光する遮光手段を有することを特徴とする画像入力装置。
【請求項９】
請求項１〜８の任意の１に記載の画像入力装置において、
結像レンズが、像面側に凸面をもつ平凸レンズもしくはメニスカスレンズであることを特徴とする画像入力装置。
【請求項１０】
請求項９記載の画像入力装置において、  
結像レンズの少なくとも像面側の凸レンズ面が球面もしくは非球面であることを特徴とする画像入力装置。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の画像入力装置において、
結像レンズが像面側に凸の平凸レンズであり、そのバックフォーカス：ｂ、凸面の曲率半径：ｒ、レンズ厚み：ｔ、レンズ径：Ｄが、条件：
（１）  １．７≦｜ｂ／ｒ｜≦２．４  
（２）  ０．０≦｜ｔ／ｒ｜≦１．７  
（３）  １．０≦｜Ｄ／ｒ｜≦３．８  
を満足することを特徴とする画像入力装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１の任意の１に記載の画像入力装置において、
像劣化の補正演算が、光の主要な波長ごとに行われることを特徴とする画像入力装置。
【請求項１３】
請求項１〜１１の任意の１に記載の画像入力装置を備えた電子機器。
【請求項１４】
請求項１〜１１の任意の１に記載の画像入力装置を用いて実施される画像入力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は画像入力装置および電子機器および画像入力方法に関する。この発明の画像入力装置は、画像読取装置や、虹彩認証や顔認証などの画像認識装置に利用でき、デジタルカメラ、監視カメラ、車載カメラなどとして実施でき、あるいは上記カメラ等を搭載した電子機器、例えば、デジタルカメラを装備したコンピュータ等として実施できる。
【背景技術】
【０００２】
物体からの光を結像光学系により結像させ、結像した像を撮像手段によって撮像する画像入力装置は、画像読取装置やデジタルカメラや携帯電話に内蔵されたものが知られている。
【０００３】
このような画像入力装置では、如何にして像質のよい画像を再生するかが大きな課題となる。再生画像の像質を向上させるには、一般に「結像光学系の光学性能」を高めればよいが、光学性能の高い結像系を、例えば単レンズのような簡単な構成で実現することは、レンズ面に非球面を採用したとしても容易ではない。
【０００４】
結像光学系の光学性能を高めるのとは異なり「結像系の光学伝達関数を利用して像質のよい画像を再生させる方法」として、特許文献１記載のものが知られている。  
即ち、特許文献１には、結像レンズ系を通過する光に「所定の位相変調」を与える非球面素子を設け、画角や物体距離に対して変化が少なくなるように光学伝達関数を変形させ、撮像した位相変調画像をデジタルフィルタリングし、光学伝達関数を復元することにより「画角や物体距離による劣化を抑えた画像」を取得する方法が記載されている。
【０００５】
しかしながら、この方法の実施に必要な上記「結像レンズ系を通過する光に所定の位相変調を与える非球面素子」は面形状が特殊であって製造が必ずしも容易ではなく、このような非球面素子を結像レンズ系の光路上に配置するため大きな光路長を必要とし、画像入力装置の低コスト化・小型化・薄型化は容易でない。
【０００６】
一方、薄型の画像入力装置として、マイクロレンズアレイなどの複眼光学系を用いて複眼像を結像させて撮像手段により撮像し、個々のマイクロレンズによる個眼像から「単一の再生像」を再構成するものが特許文献２〜４等により知られている。
【０００７】
特に、特許文献４記載の発明では、マイクロレンズアレイによる個眼像相互の視差を利用して単一の再生像を構成することにより「バックフォーカスの縮小によるレンズ系の薄型化」と「１つの個眼像を構成する画素数が少ないことによる解像力の低下の補償」とを実現している。この特許文献４記載の発明では、個眼像を構成する画素数の少なさによる解像力劣化は補えるが、結像光学系による「光学的な劣化」の補償はできない。
【０００８】
【特許文献１】特許第３２７５０１０号公報
【特許文献２】特開２００２−１７１４２９
【特許文献３】特開２００１−０６１１０９
【特許文献４】特開２００３−１４１５２９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、上述した事情に鑑み、光学性能の高い結像光学系を必要とせずに良好な再生画像を得ることができる画像入力装置の実現、画像入力方法の実現を課題とする。  
この発明はまた、複眼像の各個眼像から単一の被写体像を再構成する画像入力装置において「個眼像を構成する画素数の少なさによる解像力劣化」と共に結像光学系による「光学的な劣化」を良好に補償することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の画像入力装置は「物体からの光を結像させる１以上の結像レンズによる像を撮像手段によって撮像する画像入力装置」である。  
結像レンズは１以上であるから、撮像手段が撮像する像も１以上である。また、結像レンズを２以上用いるときには、各結像レンズは実質的に等価なものである。撮像手段はフォトダイオード等の受光素子が２次元アレイ状に配列され、像を「画素ごとに電気信号化する」ものであり、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサが用いられる。
【００１１】
請求項１記載の画像入力装置は以下の点を特徴とする。  
即ち、１以上の結像レンズとして「光学伝達関数のゲインが有限で、画角による上記ゲインの差異が微小である単レンズ」を用いる。
【００１２】
そして「結像レンズによる像の劣化」を補正演算手段により「結像レンズである単レンズの光学伝達関数を用いる演算」により補正する。  
「光学伝達関数」は所謂ＯＴＦであり、「光学伝達関数のゲイン」はＯＴＦの絶対値であるＭＴＦである。  
「結像レンズによる像の劣化」は、結像レンズの光学性能による光学的な劣化である。
【００１３】
請求項１記載の画像入力装置に用いられる結像レンズは「被写体側に０または負のパワーを持つ面、像側に正のパワーを持つ面を有する単レンズ」であることができる（請求項２）。
【００１４】
即ち、請求項１又は２記載の画像入力装置は、単レンズによる「１以上の結像レンズ」と、この結像レンズによる１以上の像を撮像する「撮像手段」と、光学伝達関数を用いる補正演算を行う「補正演算手段」を有する。
【００１５】
上記「画角によるゲインの差異が微小である単レンズ」にいう「画角」は、結像レンズが撮影できる最大画角内において、被写体各部からの結像光線が結像レンズに入射する入射角、即ち、結像レンズから被写体の各部を見込む角である。
【００１６】
請求項２記載の、物体側に「０または負のパワー」を持つ面を有し、像側に正のパワーを持つ面を有する単レンズとしては、例えば、物体側が平面で像側が凸球面である「平凸レンズ」を挙げることができる。
【００１７】
ところで、よく知られたように平凸レンズは、凸面を物体側に向けないと「良好な結像性能」を実現できない。従って、平凸レンズを撮影光学系として用いる際には、凸面を物体側（被写体側）へ向けるのが光学技術上の常識である。
【００１８】
光学伝達関数のゲイン（ＭＴＦ）の面からすると、平凸レンズの凸面を被写体側に向けたときには良好なＭＴＦとなるが、平レンズ面を被写体側に向けるとＭＴＦは「殆どの空間周波数領域にわたって有限で低い値」となり解像性が低い。
【００１９】
反面、平凸レンズの凸面を被写体側に向けた場合のＭＴＦは「画角に応じて大きく異」なり、画角によるＭＴＦの差異が大きい。これに対し、平凸レンズの平レンズ面を被写体側に向けた場合のＭＴＦは「画角による差異」が殆どない。即ち、平凸レンズの平レンズ面を被写体側に向けたときのＭＴＦは「有限で低い値」となるが、画角によるＭＴＦの差異は僅かである。この傾向は、平凸レンズに限らず「被写体側に０または負のパワーを持つ面を有し、像側に正のパワーを持つ面を有する単レンズ」において一般的である。
【００２０】
この発明は、この事実を利用し「有限で低いが、画角による差異が小さいＭＴＦ」を特性としてもつ単レンズを結像レンズとして用いるのである。このような結像レンズは、一般に「高い光学性能を要求されない」ので、廉価な単レンズで構成することができる。
【００２１】
請求項１または２記載の画像入力装置の結像レンズは、上記の如く１以上が用いられるので「結像レンズが単一のレンズである」こともできる（請求項３）。
【００２２】
請求項１または２記載の画像入力装置は、同一の結像レンズを複数個、アレイ配列してレンズアレイ（結像レンズのアレイ配列）を構成し、このレンズアレイにおける結像レンズの個々が結像する「被写体の個眼像」の集合である複眼像から、単一の被写体像を再構成する再構成演算手段と、「再構成される単一の被写体像における像劣化を、演算により補正」するための再構成像補正演算手段を有することができる（請求項４）。
【００２３】
「再構成される単一の被写体像における像劣化」は、個々の個眼像を結像する結像レンズの光学性能による光学的な劣化である。
【００２４】
この請求項４記載の画像入力装置において、再構成演算手段による「複眼像から単一の被写体像を再構成する再構成工程」において、個眼像間の相対位置を「個眼像間の輝度偏差の最小２乗和」に基づき演算することができる（請求項５）。  
上記「個眼像間の相対位置」は、前述の「複眼像を構成する個眼像間の視差」である。
【００２５】
請求項４記載の画像入力装置において、撮像した複眼像から単一の被写体像を再構成するためには「複眼像における個眼像間の視差」を検出する必要があり、この検出方法としては、特許文献４により公知の「複眼像を形成する個眼像間での相互相関関数のピークを演算により検出して視差を求める」方法を用いることができる。
【００２６】
しかし、特許文献４記載の方法では相互相関関数を求めるのにフーリエ変換を用いており、演算コストがかかる。そこで、請求項５記載の画像入力装置のように、個眼像間の相対位置を「個眼像間の輝度偏差の最小２乗和」に基づき演算するとフーリエ変換を用いなくてもよいため、演算コストを下げることができる。
【００２７】
請求項４または５記載の画像入力装置は、再構成像補正演算手段が「複眼像を構成する個々の個眼像に対して光学伝達関数による補正演算」を行い、補正された個眼像に基づいて再構成演算手段が「単一の被写体像を再構成」するようにしてもよいし（請求項６）、再構成像補正演算手段による補正演算が「再構成演算手段により再構成された単一の被写体像」に対して行われるようにすることもできる（請求項７）。
【００２８】
上記請求項４〜７の任意の１に記載の画像入力装置は「レンズアレイを構成する各結像レンズ間の光線のクロストークを防止するために、各結像レンズ間を遮光する遮光手段を有する」ことが好ましい（請求項８）。遮光手段により「隣接する結像レンズ間のクロストーク」を防止することによりフレアやゴーストを抑えた品質のよい画像を再生できる。
【００２９】
請求項１〜８の任意の１に記載の画像入力装置における「結像レンズ」は、前述の如く、被写体側に「０または負のパワー」を持つ面、像側に正のパワーを持つ面を有する単レンズで構成されるが、この単レンズは、例えば「像面側に凸面をもつ平凸レンズ」もしくは「像側に凸面を向けたメニスカスレンズ」であることができる（請求項９）。しかし、単レンズの形態はこれに限らず、他の形態、例えば、上記単レンズの「被写体側に０または負のパワーを持つ面、像側に正のパワーを持つ面」を有するという要件を満足する「屈折率分布型のレンズ」や「ホログラムレンズ」、「フレネルレンズ」等の回折型のレンズを用いることもできる。
【００３０】
請求項９記載の画像入力装置において用いられる「平凸レンズやメニスカスレンズ」の、「少なくとも像面側の凸レンズ面」は、球面であることもできるし非球面であることもできる（請求項１０）。非球面を用いる場合は、例えば「円錐定数などの低次の非球面定数」を調整すればよく、それにより光学伝達関数の光線角度（画角）への依存性をさらに低減して「画角によるＭＴＦの差異」をさらに小さくしたり「ＭＴＦの低さを補ったり」する効果が得られる。
【００３１】
請求項９または１０記載の画像入力装置の結像レンズを「像面側に凸の平凸レンズ」とする場合、平凸レンズのバックフォーカス：ｂ、凸面の曲率半径：ｒ、レンズ厚み：ｔ、レンズ径：Ｄが、条件：
（１）  １．７≦｜ｂ／ｒ｜≦２．４  
（２）  ０．０≦｜ｔ／ｒ｜≦１．７  
（３）  １．０≦｜Ｄ／ｒ｜≦３．８  
を満足することが好ましい（請求項１１）。
【００３２】
これらの条件は、結像レンズとして像面側に凸の平凸レンズを用いる場合に「光学伝達関数のゲインの画角による差異を小さく」するのに好適な条件を示すものである。  
即ち、上記「ｂとｔとＤ」それぞれを任意に変化させながら、光学伝達関数のゲインが被写体の見込み画角内で「有限かつ均一」になる範囲を、ＭＴＦのグラフを目視して調べた結果、条件（１）〜（３）の上限を上回ったり、下限を下回ったりすると、ＭＴＦが０に落ち込んだり、ＭＴＦの均一性が低下したりすることが分った。  
また、条件（１）〜（３）を満足する範囲では、レンズ径が小さくなり、ＦＮｏ．が小さくなったため、結果的に被写界深度が深く、かつ明るいレンズとなる。
【００３３】
請求項１〜１１の任意の１に記載の画像入力装置における「像劣化の補正演算」は、光の主要な波長ごとに行われることが好ましい（請求項１２）。  
請求項１〜１１の任意の１に記載の画像入力装置では、結像レンズは単レンズであるので、色収差を補正することができない。従って、カラー画像の入力を行う場合には、色収差による像の劣化が問題となるが、請求項１〜１１記載の画像入力装置において「像劣化の補正演算に波長情報が含まれる」ことを利用し、補正演算を「光の主要な波長（例えば、赤・緑・青）」ごとに行い、波長ごとに得られる補正画像を合成することにより「色収差を抑制したカラー画像」を再生できる。
【００３４】
この発明の電子機器は、上記請求項１〜１２の任意の１に記載の画像入力装置を備えた電子機器である（請求項１３）。このような電子機器は、携帯電話や小型携帯端末、画像入力機能を有するコンピュータ等として実施できる。
【００３５】
この発明の再生画像の補正方法は、上に説明した請求項１〜１２の任意の１に記載の画像入力装置を用いて実施される方法である（請求項１３）。
【００３６】
即ち、この方法は、物体からの光を結像させる１以上の結像レンズによる像を撮像手段によって撮像する画像入力方法であって、結像レンズとして、光学伝達関数のゲインが有限で、画角による上記ゲインの差異が微小である単レンズを用い、結像レンズにより結像させた物体の像を撮像手段により撮像してデータ化し、結像レンズによる像の劣化を、補正演算手段による「光学伝達関数による補正演算」を行って補正された被写体像を再生することを基本とする。
【００３７】
「結像レンズによるレンズアレイ」を用いて物体の複眼像を結像させる場合には、再構成演算手段により、レンズアレイによる複眼像から、単一の被写体像を再構成し、再構成される単一の被写体像における像劣化を、再構成補正演算手段による補正演算で補正して画像を取得する。
【００３８】
説明を補足すると、
撮像手段により撮像される被写体画像の強度データをＩ(ｘ、ｙ)、
被写体のもつ強度データをＳ(ｘ、ｙ)、
結像レンズの「光学伝達関数」をＯＴＦ(ｘ、ｙ)
とすると、これらの間に、次の関係：
Ｉ(ｘ，ｙ)＝ＦＦＴ−１[ＦＦＴ{Ｓ(ｘ，ｙ)}＊ＯＴＦ(ｘ，ｙ)]      （１１）  
が成り立つことが知られている。なお、ｘ，ｙは「撮像位置における位置座標」であり、「ＦＦＴ」はフーリエ変換演算子、「ＦＦＴ−１」は逆フーリエ変換演算子である。
【００３９】
上記「撮像手段により撮像される被写体画像の強度データ：Ｉ(ｘ、ｙ)」はイメージセンサの撮像面上における光強度データである。また、光学伝達関数：ＯＴＦ(ｘ，ｙ)は、結像レンズが特定されれば「光線追跡シミュレーションにより結像レンズの波面収差を求め、波面収差から結像レンズの瞳関数を求め、瞳関数の自己相関演算から計算する」ことができる。即ち、光学伝達関数：ＯＴＦ(ｘ，ｙ)は、画像入力装置に用いる結像レンズに応じて「予め計算によって求める」ことができる。  
（１１）式の両辺にフーリエ変換演算子：ＦＦＴを作用させると、
ＦＦＴ{Ｉ(ｘ，ｙ)}＝[ＦＦＴ{Ｓ(ｘ，ｙ)}×ＯＴＦ(ｘ，ｙ)]
となる。これから、
ＦＦＴ{Ｓ(ｘ，ｙ)}＝ＦＦＴ｛Ｉ(ｘ，ｙ)｝／ＯＴＦ(ｘ，ｙ)
が得られる。
【００４０】
再生画像をＲ(ｘ，ｙ)とすると、これは「被写体のもつ強度データ：Ｓ(ｘ、ｙ)」との対応性が良いほど被写体に忠実な良好なものである。  
そこで、光学伝達関数：ＯＴＦ(ｘ，ｙ)が既知である結像レンズによる被写体の像の強度データ：Ｉ(ｘ，ｙ)に対し、光学伝達関数：ＯＴＦ(ｘ，ｙ)を用いて次式右辺の演算：
Ｒ(ｘ，ｙ)＝ＦＦＴ−１[ＦＦＴ{Ｉ(ｘ，ｙ)}／(ＯＴＦ(ｘ，ｙ)＋α)]    （１２）
を行うと、ＯＴＦ(ｘ，ｙ)が正確なものであれば、Ｒ(ｘ，ｙ)は「被写体の持つ強度データ：Ｓ(ｘ、ｙ)を撮像面上に相似的に再現した理想的な再生像の強度データ」になる。
【００４１】
このように、結像レンズの光学伝達関数が知られていれば、上記演算（１２）により良好な再生像を得ることができる。なお、（１２）式右辺の「α」は、除算時のゼロ割やノイズ増幅を抑えるための定数である。
【００４２】
このような再生画像の補正は、赤外や紫外を含む電磁波全体に対して可能である。従って、監視カメラや車載カメラに用いられる赤外線カメラなどにも、この発明の画像入力装置を利用できる。
【００４３】
図２を参照すると、図２は、結像レンズの１例である平凸レンズの結像が「レンズの向きによりどのように異なるか」を説明するための図である。
【００４４】
図２（ａ）、（ｂ）において、符号Ｌは平凸レンズ、符号Ｓは被写体、符号Ｉは像面を示している。（ａ）では、平凸レンズＬは、その凸面が像面Ｉの側を向いている。（ｂ）では平凸レンズＬは、通常の使用方法どおり凸面が物体側に向いている。図２（ａ）、（ｂ）には、互いに画角の異なる３種の結像光線Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の結像の様子が示されている。
【００４５】
図２の（ａ）と（ｂ）とを比較すると、像面Ｉ付近において、（ａ）では入射角の異なる結像光線Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３はそれぞれ集光性が悪く、（ｂ）の場合と比較して、光線の密度が低くなっているが、各光線間で広がりの差が小さくなっている。  
一方、図２の（ｂ）では、結像光線Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の集光性は高いが、像面Ｉ付近において、各光線間で広がりの差が大きくなっている。
【００４６】
このような平凸レンズＬの「レンズの向きの差による結像状況の差」は、光学伝達関数のゲインであるＭＴＦを見ると良く理解される。  
図２（ｃ）は（ａ）に示した結像状況に対するＭＴＦを、互いに画角の異なる結像光線Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３に付いて示したものである。また、図２（ｄ）は（ｂ）に示した結像状況に対するＭＴＦを、互いに画角の異なる結像光線Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３に付いて示したものである。図２の（ｃ）と（ｄ）を対比すれば、図２（ａ）、（ｂ）の結像状況の差によるＭＴＦの差は一目瞭然である。
【００４７】
図２（ｃ）においては、曲線２−１は結像光線Ｆ１に関するＭＴＦであり、サジタル、タンジェンシャルによるＭＴＦの変化は図示できないほどに小さい。曲線２−２は結像光線Ｆ２に関するＭＴＦであり、サジタル、タンジェンシャルによるＭＴＦの変化は図示できないほどに小さい。曲線２−３と２−４とは結像光線Ｆ３（画角が最も大きい）に対するＭＴＦであり、曲線２−３はタンジェンシャル、２−４はサジタルを表している。
【００４８】
即ち、図２（ａ）の結像状況では、平凸レンズＬによる集光性能が低いことに起因してＭＴＦは全体に「有限で低く」なっているが、結像光線の画角による「ＭＴＦの差異」は小さくなっている。即ち、平凸レンズの凸面を像側に向けて被写体像を結像させると、光学伝達関数のゲインは「画角によらず有限で低いが、画角による差異が微小（ＭＴＦが異なる画角に対して略同一）」になる。
【００４９】
図２（ｂ）の結像状況では、結像光線の画角が小さい場合（結像光線Ｆ１）には良好なＭＴＦ（曲線２−５、「サジタル、タンジェンシャルによるＭＴＦの変化」は図示できないほどに小さい。）が得られるが、結像光線の画角が大きくなる（結像光線Ｆ２、Ｆ３）につれ、ＭＴＦは大きく低下している。曲線２−６、２−７は、結像光線Ｆ２に対するサジタル及びタンジェンシャルのＭＴＦを示し、曲線２−８、２−９は、結像光線Ｆ３に対するサジタル及びタンジェンシャルのＭＴＦを示している。
【００５０】
そこで、上述の（１２）式による補正演算を考えてみると、図２（ｂ）のように平凸レンズの凸面を被写体側に向けた結像状況では「結像光線の画角に応じた光学伝達関数の差異」が大きいため「１つの撮像画像を１つの光学伝達関数データ（例えば、結像光線Ｆ１に対する光学伝達関数データ）で補正」しても補正は不十分で、良好な再生画像は得られない。
【００５１】
これを回避するには「結像光線の画角に応じて異なる光学伝達関数データを用いる」ことが考えられるが、画角による光学伝達関数の差異が大きいほど「多くの画角に対する光学伝達関数データ」が必要となって補正演算の処理時間が膨大になり実用的ではない。  
また「補正をかけられる最小単位」は撮像手段における１画素であって「撮像手段の画素より小さいレベル」で連続な光学伝達関数データは作製できないため、光学伝達関数の変化が大きいほど再生誤差も大きくなる。
【００５２】
これに対し、図２（ａ）の結像状況（平凸レンズＬの凸面を像側に向けた結像状況）では結像光線の画角による光学伝達関数の差異が小さく、異なる画角に対して光学伝達関数は略同一である。即ち、画角に応じて光学伝達関数が異なるにしても相互の差は僅少で、図２（ａ）の結像状況では「有限で低いが、画角による差の殆どない光学伝達関数」が得られる。
【００５３】
従って、任意のひとつの画角における光学伝達関数データ、あるいは複数の画角における光学伝達関数データの平均を用い、前述の演算により光学劣化の補正が可能である。補正の精度を高めるために画角ごとで異なる光学伝達関数データを用いてもよい。
【００５４】
１つの光学伝達関数データを用いると、演算処理数が少なくなり短時間での演算遂行が可能となる。また、補正の精度を高めるために画角に応じて異なる光学伝達関数データを用いる場合でも、少ないデータで補正演算を行うことができ、短い演算処理時間ですむ。
【００５５】
従って、平凸レンズのような簡単な単レンズを結像レンズとして用いて、高品質な再生画像を得ることができる。
【００５６】
図２（ａ）の結像状況で、結像光線の画角による「光学伝達関数の差異」が僅少であることは、結像レンズ自体が傾いて設置されても光学伝達関数への影響が殆ど無いことを意味するから、この発明のような結像レンズを使用することにより、画像入力装置を組付ける際の、結像レンズの「傾き誤差」の影響を極めて小さくすることができる。
【００５７】
逆に、図２（ｂ）の結像状況の場合のように、平凸レンズＬによる集光性能が高いと、像面Ｉの位置が光軸方向にわずかにずれただけで、集光点が大きく広がるため像劣化も大きくなるが、図２（ａ）のように光線の集光性能が低い結像状況では、像面Ｉの位置が光軸方向に多少ずれても集光点の広がりは然程大きくならない。したがって、結像レンズと像面との間隔誤差の影響も大きく軽減させることができる。
【００５８】
上には、補正方法として「ＦＦＴを用いた周波数フィルタリングによる方法」を説明したが、周知の「点像関数（ＰＳＦ）を用いたデコンボリューション演算」でも、同様に光学劣化の補正、即ち「像劣化の補正」を行うことができる。点像関数パターンを用いた演算はフーリエ変換に比して単純であり、専用処理回路作製のコストを低減できる。
【発明の効果】
【００５９】
以上に説明したように、この発明の画像入力装置においては「光学伝達関数のゲインが有限で、画角によるゲインの差異が微小である単レンズ」を結像レンズとして用い、光学伝達関数のゲインを「画角によらず有限で低くかつ略均一にする」ので、光学的な像劣化の補正演算が容易化され演算処理時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、実施の形態を説明する。
【００６１】
図１において、符号１は「被写体」、符号２は「結像レンズ」としての球面の平凸レンズを示し、符号３で示す「撮像手段」はＣＣＤカメラである。符号４は「補正演算部」、符号５は「メモリ」、符号６は「画像表示手段」を示す。符号６ａは画像表示手段６に表示された「再生画像（被写体像）」を示す。画像表示手段６は「液晶ディスプレイ」等である。
【００６２】
補正演算部４とメモリ５とは「補正演算手段」を構成する。補正演算手段は「制御全般を行うコンピュータ等の機能の一部」として構成される。
【００６３】
図１に示すように、平凸レンズ２は、被写体１側に平レンズ面を向け、凸面を像側、即ちＣＣＤカメラ３の側に向けて配置される。  
被写体１の平凸レンズ２による像はＣＣＤカメラ３の撮像面上に結像し、ＣＣＤカメラ３により撮像され、その撮像データ（前述の「Ｉ(ｘ、ｙ)」）は、補正演算部４へ送られる。
【００６４】
平凸レンズ２に関する光学伝達関数：ＯＴＦは「光線追跡シミュレーションにより結像レンズの波面収差を求め、波面収差から結像レンズの瞳関数を求め、瞳関数の自己相関演算から計算する」ことにより予め求められて、光学伝達関数データ：ＯＴＦ(ｘ、ｙ)としてメモリ５に記憶されており、補正演算部４はメモリ５からＯＴＦ(ｘ、ｙ)を読み出し、撮像データ：Ｉ(ｘ、ｙ)と読み出したＯＴＦ(ｘ、ｙ)とに対し、前記（１２）式の補正演算を行い、補正されたデータ：Ｒ(ｘ、ｙ)を画像表示手段６に出力し、補正された再生画像６ａとして画像表示手段６に表示する。このようにして被写体１の画像入力処理が行われ、その際、この発明の画像入力方法（請求項１４）が実施される。
【００６５】
即ち、図１に実施の形態を示す画像入力装置は、物体１からの光を結像させる１以上の結像レンズ２による像を撮像手段３によって撮像する画像入力装置において、結像レンズ２として、光学伝達関数のゲイン（ＭＴＦ）が有限で、画角によるゲインの差異が微小である単レンズを用い、結像レンズ２による像の劣化を、光学伝達関数（ＯＴＦ）により補正する補正演算手段４、５を有するものであり（請求項１）、結像レンズ２が、被写体側に０のパワーを持つ面、像側に正のパワーを持つ面を有する単レンズで（請求項２）、単一のレンズであり（請求項３）、像面側に凸面をもつ平凸レンズである（請求項９）。
【００６６】
図３以下を参照して実施の別形態を説明する。  
図３（ａ）において、符号７は「被写体」、符号８はレンズアレイ部、符号９は「撮像手段」、符号１０は「補正演算部」、符号１１は「メモリ」、符号１２は「再構成演算部」、符号１３は「画像表示手段」、符号１３ａは画像表示手段１３に表示された「再生画像」をそれぞれ示している。画像表示手段１３は「液晶ディスプレイ」等である。
【００６７】
補正演算部１０とメモリ１１とは「再構成像補正演算手段」を構成し、再構成演算部１２は「再構成演算手段」を構成する。これら「再構成像補正演算手段」および「再構成演算手段」は、制御全般を行うコンピュータ等の機能の一部として構成される。
【００６８】
図３（ｂ）はレンズアレイ部８と撮像手段９の部分を説明図的に示している。  
レンズアレイ部８は、結像レンズをアレイ配列したレンズアレイ８ａと、遮光壁アレイ８ｂにより構成されている。  
レンズアレイ部８のレンズアレイ８ａは、光学的に等価な複数の平凸レンズを結像レンズとして「平面を被写体側、凸面を像側に向け」て、２次元的にアレイ配列した一体構造のものである。レンズアレイ８ａを構成する平凸レンズは、透明樹脂を用いてガラス型や金型による樹脂成形で作製することができる。ガラス型や金型はリフロー法や面積階調マスクによるエッチング法、機械加工法などにより作製できる。樹脂製レンズのレンズアレイに代えて「ガラス製の結像レンズのレンズアレイ」を用いてもよい。
【００６９】
遮光壁アレイ８ｂは、隣接する平凸レンズ間で「レンズを通過した光線」が像面上で交じり合い、フレアやゴーストが発生するのを防止するために設けられ、透明の樹脂にブラックカーボンなどの不透明な材料を混合し、レンズアレイと同様「ガラス型や金型から樹脂整形で作製」される。この場合のガラス型や金型は、エッチング法や機械加工法などにより作製できる。樹脂による遮光壁アレイに代えて「ステンレスなどの金属材料による壁アレイ構造の表面を黒塗りしたもの」を用いることもできる。
【００７０】
説明中の例では、遮光壁アレイの個々レンズに対応する部分は「筒状の遮光壁」になっているが、遮光壁にテーパをつけた構造としてもよいし、ピンホールのような薄型の遮光部材としてもよい。レンズアレイ８ａ、遮光壁アレイ８ｂを共に樹脂材料で構成する場合は「レンズアレイ８ａと遮光壁アレイ８ｂを一体で成形加工」して生産効率を上げることができるが、レンズアレイと遮光壁アレイを別々に加工して、各加工後に組合せる製造工程としてもよい。
【００７１】
レンズアレイ７ａと遮光壁アレイ７ｂを組合せる場合、像側に凸面を向けた平凸レンズは、遮光壁アレイ７ｂの穴に「レンズの凸面がはまり込む」ので、アレイ相互のアライメントが容易である。
【００７２】
図３（ａ）、（ｂ）に示す撮像手段９は「フォトダイオードが２次元アレイ状に配列されたＣＣＤ、ＣＭＯＳなどのイメージセンサ」であり、レンズアレイ８ａを構成する各平凸レンズの結像位置に撮像面を略合致させて設置されている。
【００７３】
図３（ｃ）は、撮像手段８により取得された複眼像の様子を説明図的に示している。図示の簡単のために、レンズアレイ８ａを構成する結像レンズは２５個で、５行５列の正方行列状にアレイ配列されているものとしている。レンズアレイを構成する個々の結像レンズにより被写体６の個眼像が結像されるので、全部で２５個の個眼像の配列として「複眼像」が得られる。図５において、符号ＰＩは個眼像を示し、個眼像相互を分けている升目状の部分は「遮光壁による影」である。
【００７４】
図３（ｂ）において、符号９ａは「撮像手段８の画素」を示し、レンズアレイ８ａの各結像レンズによる個眼像を「複数の画素」により画像として撮像する。例えば、撮像手段９の総画素数が５００×５００で、レンズアレイ８ａにおける結像レンズのレンズ配列が５×５であるとすると、結像レンズ１個あたりに割り当てられる画素数は１００×１００であるが、上記「遮光壁による影」となって撮像されない画素が影１本あたりの片側に５画素あるとすると、個眼像の画素数は９０×９０となる。
【００７５】
図３において、レンズアレイ８ａにより結像した「被写体６の複眼像」は、撮像手段９により撮像されて「複眼像データ」となって補正演算部１０に転送される。メモリ１０にはレンズアレイの結像レンズに関する光学伝達関数データ（予め、計算により求められている。また、レンズアレイ８ａを構成する結像レンズは光学的に等価であるから、光学伝達関数データ（ＯＴＦデータ）は単一の結像レンズに関するものですむ。）が記憶されている。
【００７６】
補正演算部１０はメモリ１１からＯＴＦデータを読み出し、撮像手段９から入力される複眼像データに対して補正演算処理を行う。この実施の形態では、補正演算は「個眼像の個々に対して個別的」に行われる。このときの補正演算は（１２）式により行われる。従って、複眼像を構成する個眼像ごとに光学伝達関数による補正が行われ「補正された個眼像による複眼像」のデータが得られる。この補正演算は、補正演算手段における「再構成像補正演算手段」が行う。
【００７７】
このように「補正された個眼像による複眼像」のデータに対して「単一の被写体像」を再構成する処理が「再構成演算手段」をなす再構成演算部１２により行われる。  
複眼像を構成する各個眼像は、レンズアレイ８ａにおける「異なった結像レンズ」で結像した被写体像である。個々の結像レンズと被写体６との位置関係は、結像レンズごとに異なるので、個眼像間には「結像レンズと被写体との位置関係に起因した視差」が存在し、個眼像同士は「視差に伴い少しずつシフトした画像」となる。なお、この明細書において言う「視差」は、撮像した複眼像の中で「基準とする個眼像（基準個眼像）に対する各個眼像の画像のシフト量（単位は長さ）」を言うものとする。
【００７８】
画像入力装置による撮像画像として個眼像のみを用いると「個眼像における１つの画素より小さい被写体の構造」を得ることはできないが、個眼像間の視差を利用すると「個眼像における１つの画素に埋もれた被写体の構造」を再現できる。  
即ち「視差を伴う複眼像から単一画像を再構成する」ことにより、個眼像に対して解像力を向上させた再構成像を得ることができる。  
「個眼像間の視差の検出」のためには、例えば、次の（１３）式により定義される「個眼像間の輝度偏差の最小２乗和」を用いる（請求項６）。
【００７９】
Ｅｍ＝ΣΣ{ＩＢ(ｘ、ｙ)−Ｉｍ(ｘ−ｐｘ，ｙ−ｐｙ)}２              （１３）
（１３）式において、ＩＢ(ｘ、ｙ)は「複眼像の中で任意に設定した基準個眼像の強度データ」である。各個眼像の視差はこの基準個眼像に対する視差であるので、基準個眼像が各個眼像の「視差の基準」となる。添字：ｍは「個眼像の番号を表す整数の添字」で１からレンズアレイを構成するレンズの数までの値をとる。即ち、ｍの上限値は個眼像の総数である。
【００８０】
また、Ｉｍ(ｘ−ｐｘ，ｙ−ｐｙ)において、ｐｘ＝ｐｙ＝０としたＩｍ(ｘ，ｙ)は「ｍ番目の個眼像の強度データ」を表し、ｐｘ、ｐｙはそれぞれ、ｘ方向、ｙ方向の視差を算出するためのパラメータを表す。（１３）式における２重和は、ｍ番目の個眼像におけるｘ方向、ｙ方向の画素についての和であり、ｘ＝１からＸまで、ｙ＝１からｙ＝Ｙまでの和を実行する。Ｘはｍ番目の個眼像におけるｘ方向の画素数、Ｙはｍ番目の個眼像におけるｘ方向の画素数である。
【００８１】
任意の個眼像を構成する全画素について当該個眼像と基準個眼像の輝度偏差をとり、その２乗和：Ｅｍを求める。パラメータ：ｐｘ、ｐｙを１画素分ずつ徐々に変化させ、変化させるごとに（１３）式により輝度偏差の２乗和：Ｅｍを計算し「Ｅｍが最小となるときのｐｘ、ｐｙの値：Ｐｘ、Ｐｙ」をもってｘ、ｙ方向における「当該個眼像の基準個眼像に対する視差」とする。
【００８２】
１例として、ｍ＝１の個眼像を基準個眼像として、この基準個眼像自身の視差を求める場合を考えてみると、この場合、個眼像同士は同一であるからパラメータ：ｐｘ、ｐｙがｐｘ＝ｐｙ＝０のとき個眼像同士は全く重なり合い、（１３）式によるＥｍは０となる。
【００８３】
パラメータ：ｐｘ、ｐｙの絶対値が大きくなるほど、個眼像同士の重なる領域が減少し、Ｅｍの値は増大する。従って、同一個眼像同士での視差：Ｐｘ、Ｐｙは共に０である。
【００８４】
例えば、ｍ番目の個眼像に対して視差：Ｐｘ＝３、Ｐｙ＝２であるとすれば、ｍ番目の個眼像は基準個眼像に対してｘ方向に３画素分、ｙ方向に２画素分だけシフトしており、ｍ番目の個眼像をｘ方向に−３画素、ｙ方向に−２画素だけシフトさせると「シフトしたｍ番目の個眼像」は基準個眼像と最もよく重なり合う（即ち、輝度偏差の２重和：Ｅｍが最小となる）。
【００８５】
図４は、ｘ軸に「ｐｘ」、ｙ軸に「ｐｙ」、ｚ軸に「Ｅｍ」を採ったときの「ｐｘ、ｐｙの変化に伴うＥｍの変化」の１例を示す。
【００８６】
上述したように、図６で「Ｅが最小となるときのＰｘ、Ｐｙ」が、ｘ、ｙ方向における当該個眼像の基準個眼像に対する視差となる。視差は「画素サイズの整数倍」として定められるものであるが、（１３）式による計算で得られる視差：Ｐｘ、Ｐｙの大きさが「撮像素子の１画素のサイズ」より小さくなることが考えられる場合は、視差の大きさが１画素サイズあるいは「画素の整数倍のサイズ」となるように、演算時に個眼像を拡大する。
【００８７】
すなわち「隣接画素を参照しながら各画素の輝度を決める補間演算」を用い、画素間に画素を補間する演算処理を行って「個眼像を構成する画素数」を増やし、拡大した基準個眼像・個眼像間の輝度偏差の最小２乗和から視差を求めればよい。
【００８８】
上記補間演算における拡大率は、レンズアレイを構成する結像レンズの光学倍率とレンズアレイのレンズピッチ、撮像素子の画素サイズから視差を予め凡そ推定できるので、推定した視差が画素サイズ分の長さになるように拡大率を決めればよい。レンズアレイのレンズピッチの加工精度が十分高い場合は、被写体の「レンズアレイからの距離」が分れば、個眼像間の視差は算出可能である。
【００８９】
例えば、１組の個眼像間の視差を検出し、三角測量の原理で被写体距離を算出し、算出した被写体距離とレンズピッチとに基づき、幾何学的に各個眼像間の視差を算出してもよい。その場合、（１３）式を用いた視差検出演算は「１回のみで済む」ため演算時間を短縮できる。視差の検出のためには、輝度偏差の最小２乗和を用いる以外にも、例えば特許文献１や２に示された方法を利用することもできる。
【００９０】
「複眼像から単一の被写体像を再構成する」には、図５に示すように、複眼像１４における各個眼像１４ａから画素輝度を取り出し、個眼像１４ａの位置と検出した視差に応じて「仮想空間における再構成像１３０」の所定位置に、取り出した画素輝度を配置する。各個眼像の全画素に対して「画素輝度の配置」を繰り返すことにより再構成像を得ることができる。
【００９１】
図５は、複眼像１４における最上列左端の個眼像を基準個眼像として、その右隣に並んだの個眼像の視差が順次、Ｐｘ＝−１、Ｐｘ＝−２、Ｐｘ＝−３・・である場合であり、これら個眼像における左上端の画素の画素輝度を、再構成画像１３０において、視差の＋方向（右方向）へ「視差分ずつ」ずらして配置する場合を示している。
【００９２】
ある個眼像が基準個眼像に対してＰｘ、Ｐｙの視差を持っている場合、上述の如く、個眼像を視差値のマイナス分だけずらした「シフト個眼像」は、基準個眼像と最もよく重なり合い、これら重なり合ったシフト個眼像と基準個眼像とにおいて「共通の画素」は、被写体における「略同一部位」の情報である。
【００９３】
しかし、シフトさせた個眼像と基準個眼像とは、これを結像した結像レンズが異なる位置にあり、被写体と結像レンズとの位置関係が同一でないから、被写体の同一部位の情報ではなく、被写体において互いに近傍にある「略同一部位」の情報である。  
従って、基準個眼像の各画素に撮像された被写体情報と「他の個眼像の各画素に撮像された被写体情報」とをあわせることにより「各個眼像における１つの画素に埋もれた被写体の構造」を再現でき、視差を伴う複眼像から単一画像を再構成することにより、個眼像に対して解像力を向上させた再構成像を得ることができるのである。
【００９４】
視差の大きさや遮光壁の影などの影響で、再構成画像１３０に「輝度が欠失した画素」が生じる場合には、隣接する画素の輝度を参照して補間する。視差が１画素より小さいときは、上述の如く、視差の大きさが１画素サイズあるいは「画素の整数倍」になるように再構成像を拡大すなわち「再構成像を構成する画素数」を補間により増やし、拡大した再構成像における所定の位置に画素輝度を配置すればよい。
【００９５】
上に説明した再構成処理のフロー図を図６に示す。  
ステップＳ１で「複眼像を撮像により取得」し、ステップＳ２で「レンズ系の光学伝達関数（ＯＴＦ）データ（光線追跡シミュレーションにより予め求めてメモリ内に記憶させてある。）」を読み出し、ステップＳ３で「ＯＴＦデータを用いて各個眼像における像劣化を補正」する演算を行って「像劣化を補正した個眼像により構成された複眼像」を取得する。
【００９６】
続くステップＳ４で「個眼像間での視差を検出するための基準個眼像」を設定し、ステップＳ５で「基準個眼像に対する各個眼像の視差」を検出し、ステップＳ６で「視差を用いた複眼像から単一像への再構成演算」を行った後、ステップＳ７で「再構成像を出力」する。  
ステップＳ３は「再構成像補正演算手段」が行い、ステップＳ４〜Ｓ６は「再構成演算手段」が行う（請求項６）。
【００９７】
図６のフロー図とは計算の順序を変え、図７のような処理フローを用いてもよい。
【００９８】
即ち、ステップＳ１で「複眼像を取得」したらステップＳ２で「個眼像間での視差を検出するための基準個眼像を設定」する。ステップＳ３で「基準個眼像に対する各個眼像の視差を検出」し、ステップＳ４で「複眼像から視差を用いて単一像への再構成」の演算を行う。
【００９９】
続くステップＳ５で「ＯＴＦデータを読み出」し、ステップＳ６で「ＯＴＦデータを用いて再構成像における像劣化の補正演算」を行い、ステップＳ７で「像劣化を補正した再構成像を出力」する。
【０１００】
この場合は、ステップＳ１〜Ｓ４を「再構成演算手段」が行い、ステップＳ５〜Ｓ７を「再構成像補正演算手段」が行う（請求項７）。
【０１０１】
図７の処理は、図６の処理に比して「光学伝達関数による補正処理が１回で済む」ので演算時間を短縮できる。しかし、光学伝達関数は本来個眼像に対するものであるから、再構成像に適用すると、図６の処理に比して補正誤差が大きくなる。
【０１０２】
ここで、図３に即して説明した実施の形態におけるレンズアレイ７ａを構成する結像レンズの具体的な数値例をあげる。
【０１０３】
レンズアレイ７ａを構成する同一の結像レンズの個々を「像側に凸面を向けた平凸レンズ」とし、その凸面の曲率半径：ｒ＝０．４ｍｍ、レンズ径：Ｄ＝０．４ｍｍ、レンズ厚み：ｔ＝０．４ｍｍとし、アクリル樹脂を材料として形成した。バックフォーカス：ｂ＝０．８ｍｍである。
【０１０４】
従って、前述の条件（１）〜（３）の各パラメータの値は、ｂ／ｒ＝２．０、ｔ／ｒ＝１．０、Ｄ／ｒ＝１．０であって、条件（１）〜（３）を満足している（請求項１１）。
【０１０５】
先に説明した、図２（ｂ）に示すＭＴＦ（光学伝達関数のゲイン）は、この結像レンズに関するものである。即ち、かかる結像レンズは、結像レンズへの結像光線の入射角度の誤差や組付け誤差などに影響されにくい。
【０１０６】
また、この具体例の結像レンズの被写体距離を１０ｍｍから∞まで変化させたときのＭＴＦの状態を図８に示す。被写体距離が上記の如く変化してもＭＴＦは実質的に変化しない（変化の様子は、図８に表されないほど小さい）。即ち、この結像レンズの光学伝達関数のゲインは、被写体距離の変化に影響されない。これは「レンズ径が小さい」ことによる。レンズ径が小さいと光量の減少により一般には暗くなるが、上記結像レンズの像面ＦＮｏ．は約２と十分小さく、レンズ径が小さいにも拘わらず十分に明るい。レンズ系の焦点距離が小さいと結像される被写体のサイズが小さくなり、撮像される画像の解像力が低下するが「結像レンズをアレイ配列してレンズアレイとし、複眼像を撮像し、複眼像を構成する個眼像から単一の被写体像を再構成する」ことにより十分な解像力を持つ被写体像を画像入力できる。
【０１０７】
因みに、上記レンズ厚み：ｔ＝０．４ｍｍ、バックフォーカス：ｂ＝０．８ｍｍであるから、レンズアレイ表面から像面までは１．２ｍｍであり、撮像手段や、表示手段、再構成演算手段、再構成補正演算手段の厚みを入れても、画像入力装置は、厚み：数ｍｍ程度と薄型に構成できる。
【０１０８】
前述の如く、結像レンズには、単レンズやフレネルレンズ、ホログラム等の回折型のレンズを用いることができるが、カラー画像を画像入力する場合には、色収差の影響を考慮する必要がある。
【０１０９】
カラー画像入力を行う場合の実施の１形態として、図１の装置構成において、撮像手段３として「カラーＣＣＤカメラ」を用いる場合を説明する。カラーＣＣＤカメラでは、例えば、赤色撮像用、緑色撮像用，青色撮像用に撮像素子の画素が機能分割され、それぞれの画素の前に色フィルタが配置された構成となっている。
【０１１０】
図９は、カラーＣＣＤカメラの画素配列の１例を説明図的に示している。符号１５ａは「赤色の輝度情報を取り込む赤色撮像用画素」、符号１５ｂは「緑色の輝度情報を取り込む緑色撮像用画素」、符号１５ｃは「青色の輝度情報を取り込む青色撮像用画素」を示し、それぞれの画素上には、取り込む輝度情報の色に応じて「赤、緑、青の色フィルタ」が配置されている。「３個の画素１５ａ〜１５ｃを１群とする画素群」が順次配置されており、各色の画像情報が取得される。
【０１１１】
赤色撮像用画素で取得した画像に対しては「赤色波長に対する光学伝達関数データ」を用いて像劣化の補正演算を行えば、赤色画像に対して光学伝達関数による劣化が補正された画像が得られる。  
同様に、緑色撮像用画素で取得した画像に対しては「緑色波長に対する光学伝達関数データ」を用いて像劣化の補正演算を行い、青色撮像用画素で取得した画像に対しては「青色波長に対する光学伝達関数データ」を用いて像劣化の補正演算を行う。
【０１１２】
この場合、撮像したカラー画像を表示する場合は、カラーＣＣＤカメラの画素と同様に配置された表示手段の画素に各色の画像の輝度情報を表示してもよいし、画像の同じ位置における各色の画像の輝度を合成して表示装置における対応の画素に表示してもよい。
【０１１３】
色フィルタの配置が図９のものと異なる場合においても、各色で取得される画像に対して上記の処理を施し、各色による再構成像を合成して出力すればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】単一レンズを用いた画像入力装置の実施の１形態を模式的に示す図である。
【図２】結像レンズの結像作用とその特性を説明する図である。
【図３】レンズアレイを用いた画像入力装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図４】視差の計算における「輝度偏差の最小２乗和」を説明するための図である。
【図５】複眼像からの単一の被写体像の再構成を説明する図である。
【図６】レンズアレイによる像劣化補正処理と、個眼像の再構成処理により再構成像を出力するまでの一連の処理フローを説明する図である。
【図７】個眼像の再構成処理により再構成された被写体像に対する像劣化補正処理を行う場合の一連の処理フローを説明する図である。
【図８】被写体距離の変化に伴うＭＴＦ変化の様子を説明するための図である。
【図９】色収差の補正処理を説明するために撮像素子における画素と色フィルタ配置を模式的に示した図である．
【符号の説明】
【０１１５】
１      被写体
２      結像レンズ
３      撮像手段
４      補正演算部
５      メモリ
６      表示手段被写体像
６ａ    被写体像
【図１】
2007304525.tif 000003
【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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