(57)【要約】【課題】２焦点レンズで撮像された画像に対し、そのエッジを検出してエッジ部分とそうでない部分とでフィルタ処理を制御し、エッジ以外の部分ではフィルタ処理によるノイズの強調を低減し、標準距離の通常被写体、および近距離の近接被写体のいずれについても容易にかつ精度よくノイズの少ない画像を得る撮像装置、画像処理方法、情報端末装置を提供すること。【解決手段】平面形状がそれぞれ半円形である近レンズ部２３と遠レンズ部２２とを有し、それぞれのレンズ部の直線部分が互いに接するように一体化されて構成される２焦点レンズ２１０と、２焦点レンズ２１０により結像された画像を電気的信号に変換し、撮像信号として出力する撮像素子２９と、撮像素子２９からの撮像信号に対し、撮像データから画像のエッジ成分を抽出するエッジ成分抽出処理部を備え、抽出されたエッジ部分に対応したフィルタ係数でフィルタ処理を行う。【選択図】図１
2007318329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の焦点距離を持つ近レンズ部と前記所定の焦点距離よりも長い焦点距離を持つ遠レンズ部とからなる２焦点レンズと、
前記２焦点レンズにより結像された画像を電気的信号に変換し、撮像信号として出力する撮像素子と、
前記撮像素子から出力される前記撮像信号を取り込んで画像を処理する画像処理部とを備え、
前記画像処理部が、前記撮像信号をデジタル信号である撮像データに変換するＡＤ変換部と、
前記撮像データに対して、所定の補正関数に基づくフィルタ係数列でフィルタ処理を施し画像データとして出力するデジタルフィルタ処理部と、
前記補正関数に基づくフィルタ係数列を記憶するフィルタ係数列記憶部と、
前記撮像データから画像のエッジ成分を抽出するエッジ成分抽出処理部と、
前記エッジ成分抽出処理部より抽出されたエッジ部分に対応して前記フィルタ係数列を制御するフィルタ係数列制御部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記２焦点レンズが、前記近レンズ部および前記遠レンズ部の接合面で一体的に形成され、平面形状が半円形および半楕円形の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
所定の焦点距離を持つ近レンズ部と前記所定の焦点距離よりも長い焦点距離を持つ遠レンズ部とからなる２焦点レンズにより結像された画像を撮像素子に入力し、該撮像素子において入力された画像を電気的信号に変換し撮像信号として出力し、前記撮像素子から出力された前記撮像信号に基づいて画像を処理する画像処理方法であり、
前記撮像素子から出力された前記撮像信号を取り込む撮像信号取込ステップと、
取り込んだ前記撮像信号に対し、所定の補正関数に基づくフィルタ係数列でフィルタ処理を施すフィルタ処理ステップと、
取り込んだ前記撮像信号から画像のエッジ成分を抽出するエッジ成分抽出ステップと、
前記抽出したエッジ成分に対応して前記フィルタ係数列を制御するフィルタ係数列制御ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
前記２焦点レンズが、前記近レンズ部および前記遠レンズ部の接合面で一体的に形成され、平面形状が半円形および半楕円形の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項３に記載の画像処理方法。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の撮像装置と、
前記撮像装置における前記画像処理部により生成された画像データを記憶する画像データ記憶部と、
前記画像データを表示する画像データ表示部と、
を備えたことを特徴とする情報端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子カメラなど被写体を電子的に撮像して画像処理を行う撮像装置およびその画像処理方法に関し、特に、２つの異なる焦点距離を有する２焦点レンズを利用して、通常のカメラと同様の遠点撮像とともに、バーコードなど近接の被写体を撮像する近点撮像をも行う撮像装置および画像処理方法、さらにはその撮像装置を備えた情報端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話で代表される情報端末装置は、画像を取り込むことができる画像入力機能を有するものが一般的になっている。この画像入力機能には、人物や風景を撮影する通常のカメラ機能の他にバーコードなどの近接画像を読み取ることが可能な近接画像読取機能を有しているものがある。この近接画像読取機能を有することで、情報端末装置の利便性をより向上させることができる。例えば、このようなバーコードを読み取ることにより、メールアドレス、ホームページアドレス、電話番号などの多くの情報を簡単に情報端末装置に入力することができるので、情報端末装置の利便性がより向上し、容易かつ的確なコミュニケーションが実現できる。このように、近距離および遠距離の被写体双方に対して精度よく画像を取り込むような情報端末装置の実現が強く要望されつつある。
このため、２焦点レンズのような多焦点光学系を使用して焦点深度の拡大を図り、バーコードのような被写体に対して、近距離とともにある程度離れた距離であっても精度よく読み取りを可能とした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような多焦点光学系を使用して焦点深度の拡大を図った従来のバーコード読取装置の構成を図５に示す。
図５に示す従来のバーコード読取装置９０は、レンズ９１と、撮像素子９９と、ハイパスフィルタ９７とにより構成されている。
レンズ９１は、バーコード読取装置９０の先端部９８の近傍に位置し、バーコードなどの対象物から反射した反射光を、先端部９８を通して取り込み、撮像素子９９上に結像させるようになっている。レンズ９１は、２焦点光学系として、長い焦点距離で集束する遠レンズ部９２と、短い焦点距離で集束する近レンズ部９３とで構成されている。
レンズ９１を矢印Ａで示す正面方向から見たとき、平面形状が円形である遠レンズ部９２が中心に配置され、平面形状が環状である近レンズ部９３が遠レンズ部９２の外縁部に配置されている。また、遠レンズ部９２は、光軸１０上に長い焦点距離である焦点１１を形成し、近レンズ部９３は、光軸１０上に短い焦点距離である焦点１３を形成している。
バーコードの読み取り限界範囲を示す被写界深度（ＤＯＦ）は、焦点を中心に決定され、遠レンズ部９２は、被写界深度ＤＯＦ１を有し、近レンズ部９３は、被写界深度ＤＯＦ２を有している。
【０００４】
撮像素子９９上に結像された像は電気信号に変換され撮像信号として出力され、その信号の直流成分を濾波し排除するハイパスフィルタ９７に供給され、撮像信号から直流成分が除去された後、ハイパスフィルタ９７から画像信号として出力され、図示しない信号処理部などにより文字情報などに復号されてバーコードの読み取りが実現されるようになっている。このバーコード読取装置９０においては、レンズ９１が焦点距離を異にする２つのレンズ部で構成されるため、撮像素子９９には、対象物が一方の被写界深度（ＤＯＦ）内であっても、他方のレンズ部からぼけた投射像が投射されてしまう。このため、他方のレンズ部からのぼけた投射像は、撮像素子９９上に投射される投射像全体を浮き上がらせる直流成分として作用する。ハイパスフィルタ９７は、このような直流成分として作用する他方のレンズ部からのぼけた投射像による画像成分を除去するために設けられている。例えば、対象物としてのバーコードがＤＯＦ１内にある場合、ハイパスフィルタ９７は、近レンズ部９３によるぼけた投射像成分である直流成分を除去する。逆に、対象物としてのバーコードがＤＯＦ２内にある場合、ハイパスフィルタ９７は、遠レンズ部９２によるぼけた投射像成分である直流成分を除去する。このように、ハイパスフィルタ９７により、ぼけた画像成分による直流成分を除去することで、バーコード画像の変調の深さを改善している。その結果、従来のバーコード読取装置９０の被写界深度は、図５に示す近距離のＤＯＦ２に加えて遠距離のＤＯＦ１をも有することとなり、焦点深度の拡大を図ることができ、これによりバーコードからある程度離れた距離であっても精度よい読み取りが可能となる。
【特許文献１】特許第３０５６５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のバーコード読取装置における２焦点光学系の場合、焦点の合わないレンズ側から発生するぼけを改善するために画像全体にハイパスフィルタをかけて強調しているが、撮像素子およびその後段で発生するノイズにもハイパスフィルタが施されてしまう。特に撮像素子部では画素単位の高域ノイズが発生するため、ハイパスフィルタによりこのノイズ成分も同時に強調されてしまうという問題がある。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、本発明は、半円形状の遠レンズ部と近レンズ部とを組み合わせた２焦点レンズで撮像された画像に対し、画像のエッジを検出してエッジ部分とそうでない部分とでフィルタ処理を制御し、エッジ以外の部分ではフィルタ処理によるノイズの強調を低減することにより、標準的な距離にある通常の被写体、およびこれよりも近距離にある近接被写体のいずれについても容易にかつ精度よくノイズの少ない画像を得ることができる撮像装置およびその画像処理方法ならびに情報端末装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る撮像装置は、上記課題を解決するために、所定の焦点距離を持つ近レンズ部と前記所定の焦点距離よりも長い焦点距離を持つ遠レンズ部とからなる２焦点レンズと、前記２焦点レンズにより結像された画像を電気的信号に変換し、撮像信号として出力する撮像素子と、前記撮像素子から出力される前記撮像信号を取り込んで画像を処理する画像処理部とを備え、前記画像処理部が、前記撮像信号をデジタル信号である撮像データに変換するＡＤ変換部と、前記撮像データに対して、所定の補正関数に基づくフィルタ係数列でフィルタ処理を施し画像データとして出力するデジタルフィルタ処理部と、前記補正関数に基づくフィルタ係数列を記憶するフィルタ係数列記憶部と、前記撮像データから画像のエッジ成分を抽出するエッジ成分抽出処理部と、前記エッジ成分抽出処理部より抽出されたエッジ部分に対応して前記フィルタ係数列を制御するフィルタ係数列制御部とを備えている。
この構成により、２焦点レンズにより結像された画像は、撮像素子により電気的信号に変換され撮像信号として出力され、画像処理部に取り込まれ画像処理される。画像処理部においては、撮像信号がＡＤ変換部によりデジタル信号である撮像データに変換され、エッジ成分抽出処理部、デジタルフィルタ処理部およびコアリング処理部に出力される。
エッジ成分抽出処理部に撮像データが出力されると、エッジ成分抽出処理部により撮像データに対する画像のエッジ部分が検出され、検出されたエッジ部分に関するエッジ信号がフィルタ係数列制御部に出力される。エッジ信号が出力されると、フィルタ係数列制御部によりエッジ信号に応じて、フィルタ係数列記憶部に記憶されているフィルタ係数列が選択され、デジタルフィルタ処理部に出力される。デジタルフィルタ処理部により出力された撮像データの列とフィルタ係数列とに基づいて荷重加算演算処理が実行される。
コアリング処理部にＡＤ変換部から撮像データが出力され、デジタルフィルタ処理部により画像データが出力されると、画像データに対してノイズ低減処理が施される。コアリング処理部３７によりノイズ低減処理された画像データは、画像信号として出力される。
【０００７】
また、本発明に係る撮像装置は、前記２焦点レンズが、前記近レンズ部および前記遠レンズ部の接合面で一体的に形成され、平面形状が半円形および半楕円形の少なくともいずれかであることを特徴とする。
この構成により、例えば、近レンズ部の平面形状が半円形、遠レンズ部の平面形状が半円形で形成され、各接合面で一体化されて異なった２種の焦点距離を有する２焦点レンズが形成される。
【０００８】
また、本発明に係る画像処理方法は、所定の焦点距離を持つ近レンズ部と前記所定の焦点距離よりも長い焦点距離を持つ遠レンズ部とからなる２焦点レンズにより結像された画像を撮像素子に入力し、該撮像素子において入力された画像を電気的信号に変換し撮像信号として出力し、前記撮像素子から出力された前記撮像信号に基づいて画像を処理する画像処理方法であり、前記撮像素子から出力された前記撮像信号を取り込む撮像信号取込ステップと、取り込んだ前記撮像信号に対し、所定の補正関数に基づくフィルタ係数列でフィルタ処理を施すフィルタ処理ステップと、取り込んだ前記撮像信号から画像のエッジ成分を抽出するエッジ成分抽出ステップと、前記抽出したエッジ成分に対応して前記フィルタ係数列を制御するフィルタ係数列制御ステップとを有している。
この構成により、２焦点レンズにより結像された画像は、撮像素子により電気的信号に変換され撮像信号として出力され、撮像信号取込ステップにより画像処理部に取り込まれ画像処理される。画像処理部においては、撮像信号がＡＤ変換部によりデジタル信号である撮像データに変換され、エッジ成分抽出処理部、デジタルフィルタ処理部およびコアリング処理部に出力される。撮像データが出力されると、エッジ成分抽出処理ステップにより撮像データに対する画像のエッジ部分が検出され、検出されたエッジ部分に関するエッジ信号がフィルタ係数列制御部に出力される。エッジ信号が出力されると、フィルタ係数列制御ステップによりエッジ信号に応じて、フィルタ係数列記憶部に記憶されているフィルタ係数列が選択され、デジタルフィルタ処理部に出力される。フィルタ処理ステップにより出力された撮像データの列とフィルタ係数列とに基づいて荷重加算演算処理が実行される。
【０００９】
また、本発明に係る画像処理方法は、前記２焦点レンズが、前記近レンズ部および前記遠レンズ部の接合面で一体的に形成され、平面形状が半円形および半楕円形の少なくともいずれかであることを特徴とする。
この構成により、例えば、近レンズ部の平面形状が半円形、遠レンズ部の平面形状が半円形で形成され、各接合面で一体化されて異なった２種の焦点距離を有する２焦点レンズが形成される。
【００１０】
また、本発明に係る情報端末装置は、請求項１または請求項２に記載の撮像装置と、前記撮像装置における前記画像処理部により生成された画像データを記憶する画像データ記憶部と、前記画像データを表示する画像データ表示部とを備えている。
この構成により、撮像装置により撮像された撮像データは画像処理部により画像処理され、さらに画像データ記憶部に記憶される。画像処理部により画像処理された画像データは画像データ表示部に表示される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る撮像装置および画像処理方法ならびに情報端末装置によれば、半円形状の遠レンズ部と近レンズ部とを組み合わせた２焦点レンズで撮像された画像に対し、画像のエッジを検出してエッジ部分とそうでない部分とでフィルタ処理を制御し、エッジ以外の部分ではフィルタ処理によるノイズの強調を低減することにより、標準的な距離にある通常の被写体、およびこれよりも近距離にある近接被写体のいずれについても容易にかつ精度よくノイズの少ない画像を得ることができる撮像装置およびその画像処理方法ならびに
情報端末装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る撮像装置および画像処理方法ならびに情報端末装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（実施の形態）
本発明に係る画像処理方法は、本発明に係る撮像装置により実施することができ、この撮像装置の説明を通じてその画像処理方法の詳細をも明らかにする。すなわち、本発明に係る画像処理方法における撮像信号取込ステップは、本発明に係る撮像装置における画像処理部により好適に行うことができ、本発明に係る画像処理方法におけるフィルタ処理ステップは、本発明に係る撮像装置におけるデジタルフィルタ処理部により好適に行うことができ、本発明に係る画像処理方法におけるエッジ成分抽出ステップは、本発明に係る撮像装置におけるエッジ成分抽出処理部により好適に行うことができ、本発明に係る画像処理方法におけるフィルタ係数列制御ステップは、本発明に係る撮像装置におけるフィルタ係数列制御部により好適に行うことができる。
【００１４】
本発明に係る情報端末装置は、本発明に係る撮像装置と、画像データ記憶部と、画像データ表示部とにより構成される。
本発明に係る撮像装置の実施の形態について図１ないし図４を参照して説明する。
図１は、本発明に係る撮像装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施の形態の撮像装置１は、被写体を撮像するための光学系である撮像部２０と、撮像部２０から入力された撮像信号を画像処理して画像信号として出力する画像処理部３０とにより構成される。
撮像部２０は、被写体を撮像する２焦点レンズ２１０と、この２焦点レンズ２１０により結像された像を取り込む撮像素子２９とを含み構成される。
２焦点レンズ２１０は、所定の焦点距離を持つ近レンズ部２３と所定の焦点距離よりも長い焦点距離を持つ遠レンズ部２２とからなり、近レンズ部２３および遠レンズ部２２の各平面形状は図２（ｂ）に示すように、それぞれ直線部分を有する半円形に形成され、近レンズ部２３および遠レンズ部２２の各直線部分が互いに接し、かつ図２（ａ）に示すように、表面および裏面が段差なく滑らかになるように一体化されて形成されている。
撮像素子２９は、２焦点レンズ２１０により結像された画像を電気的信号に変換し撮像信号として出力する素子で、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどからなる。
【００１５】
なお、以下、本実施の形態では、半円形のレンズ部を２つ組み合わせ各々の接合面で一体化した円形の２焦点レンズ２１０を例に挙げて説明するが、例えば、レンズ部が半楕円形、もしくは多角形であってもよく、レンズ同士が互いに密着して結合されていれば、特に制限はなく、例えば、接合面の側面が直線をなす平坦面であってもよく、接合面の側面が波状または曲線状の凹凸面であってもよい。接合されて一体化された２焦点レンズの平面形状としては、特に制限はなく、円形、多角形、楕円形などでもよい。また、遠レンズ部２２と近レンズ部２３との上下関係を逆にしてもよく、その場合、それに合わせた画像処理を行えばよい。
【００１６】
撮像部２０における２焦点レンズ２１０と撮像素子２９とで構成される光学結像系について図３（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。
以下、近レンズ部２３および遠レンズ部２２の両レンズ部が接する直線部分に直角かつ光軸１０に対しても直角な方向を垂直方向とし、両レンズ部が接する直線部分に平行かつ光軸１０に対して直角な方向を水平方向とし、また、両レンズ部が接する直線部分あるいは光軸１０から一方の垂直方向を上方向とし、両レンズ部が接する直線部分あるいは光軸１０から他方の垂直方向を下方向として説明する。
【００１７】
２焦点レンズ２１０は、矢印Ｂで示す正面方向から見たとき、それぞれのレンズ部が半円形であり、中心を通る直線を境界として、上方向である上部には長い焦点距離で集束する遠レンズ部２２が、下方向である下部には遠レンズ部２２よりも短い焦点距離で集束する近レンズ部２３が配置されている。
【００１８】
図３（ａ）は、遠レンズ部２２の焦点１１に点光源を配置した場合の光学結像系を示している。図３（ａ）に示す光学結像系においては、撮像素子２９の撮像面には、矢印Ｂで示す正面方向から見ると正面図に示すような投射像２９０が得られる。すなわち、遠レンズ部２２の焦点１１に点光源を配置した場合、遠レンズ部２２によるピントのあった点状の像ｐ９０を中心に、その外周部の上部半分には近レンズ部２３により、半円形の像ｂ９０、すなわちピントのぼけた像が投射される。
【００１９】
一方、図３（ｂ）は、近レンズ部２３の焦点１３に点光源を配置した場合の光学結像系を示している。図３（ｂ）に示す光学結像系においても、撮像素子２９の撮像面には、図３（ａ）に示す光学結像系と同様に、矢印Ｃで示す正面方向から見ると正面図に示すような投射像２９１が得られる。すなわち、近レンズ部２３の焦点１３に点光源を配置した場合においても、近レンズ部２３によるピントのあった点状の像ｐ９１を中心に、その外周部の上部半分には遠レンズ部２２により、半円形の像ｂ９１、すなわちピントのぼけた像が投射されるようになっている。
【００２０】
画像処理部３０は、図１に示すように、アナログフロントエンド（以下、「ＡＦＥ」と呼ぶ。）３１、ＡＤ変換部３２、デジタルフィルタ処理部３３、エッジ成分抽出処理部３４、フィルタ係数列記憶部３５、フィルタ係数列制御部３６およびコアリング処理部３７で構成される。
ＡＦＥ３１は、撮像素子２９から供給された撮像信号の増幅処理などを行い増幅された撮像信号をＡＤ変換部３２に供給するようになっている。
ＡＤ変換部３２は、ＡＦＥ３１から供給されたアナログ信号である撮像信号をデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号の撮像データを、デジタルフィルタ処理部３３、エッジ成分抽出処理部３４およびコアリング処理部３７に供給するようになっている。
【００２１】
デジタルフィルタ処理部３３は、２焦点レンズ２１０によるぼけた画像成分の補正を行うようになっている。この補正は、本発明の特徴とする画像の補正処理であり、所定の補正関数に基づくフィルタ係数列でフィルタ処理を施し画像データとして出力するようになっている。すなわち、上述したようにこのような複数の焦点を有するレンズの場合、投射像はピントのあった像にぼけた像が重畳した画像となるので、このようなぼけた像がデジタルフィルタ処理部３３によりピントのあった像へと補正されるようになっている。例えば、撮像信号の高周波信号成分を強調するような一種のハイパスフィルタなどからなる。
エッジ成分抽出処理部３４は、ＡＤ変換部３２から出力された撮像データに対して画像のエッジ部分を検出し、検出したエッジ部分に関するエッジ信号をフィルタ係数列制御部３６に出力するようになっている。
【００２２】
フィルタ係数列記憶部３５は、デジタルフィルタ処理部３３がフィルタ処理を行う際に用いられる所定の補正関数に基づくフィルタ係数列を記憶するようになっている。
フィルタ係数列制御部３６は、以下で説明するエッジ成分抽出処理部３４からのエッジ信号に応じて、フィルタ係数列記憶部３５が記憶する複数種類のフィルタ係数列から１つのフィルタ係数列を選択し、選択したフィルタ係数列をデジタルフィルタ処理部３３に供給するようになっている。
【００２３】
コアリング処理部３７は、デジタルフィルタ処理部３３により強調された高周波信号成分に対して、特にノイズも強調されるエッジ部分のノイズに対して、ノイズ低減処理を施すようになっている。ノイズ低減処理された画像データは、画像信号として出力され、例えば、表示装置などに供給されるようになっている。
【００２４】
以上のように構成された撮像部２０および画像処理部３０の作用について、図１、図３（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、撮像部２０における２焦点レンズ２１０を用いて、それぞれの焦点に点光源を配置した場合、撮像素子２９の撮像面には、投射像２９０および投射像２９１のように、それぞれが同様の形状となり、ぼけた像を含む像が投射されるようになっている。より正確に言えば、このような２焦点レンズ２１０では、点光源を光軸１０上の焦点に配置した場合には、投射像２９０と投射像２９１との照射強度分布が類似し、遠レンズ部２２の焦点１１に対する点光源分布関数と、近レンズ部２３の焦点１３に対する点光源分布関数とが近似した関数となる。点光源分布関数は、レンズなどを含めた光学系の伝達特性を示す伝達関数であり、このような点光源分布関数は、ポイントスプレッド関数（Ｐｏｉｎｔ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、あるいは略してＰＳＦと呼ばれている。また、このようなぼけた画像を精度よく鮮明な画像に補正する手法として、ＰＳＦの逆関数となるようなインバースフィルタを利用して画像処理を行い、これによってぼけた画像の修復を行うような手法が知られている。このようなインバースフィルタを用いた画像処理は、デジタルフィルタなどにより、ＰＳＦに対し、その伝達特性を補完するような処理を行うことで実現することができる。
【００２５】
したがって、２焦点レンズ２１０を用いた光学系において、例えば、代表的なＰＳＦを１つ定めておき、代表的なＰＳＦに基づき生成したフィルタ係数列によるインバースフィルタを用いて画像処理することで、遠点撮像および近点撮像のそれぞれにおいて、ぼけを補正した画像が精度よく得られることとなる。このため、例えば、上記従来例のようにバーコードなどの近接画像の取り込みとともに、人物や風景などの通常のカメラと同様の遠点撮像にも利用することができる。
【００２６】
図１に示すように、画像処理部３０においては、まず撮像素子２９から供給された撮像信号は、ＡＦＥ３１に供給される。撮像信号が供給されると、ＡＦＥ３１により撮像信号が増幅され、増幅された撮像信号はＡＤ変換部３２に供給される。撮像信号が供給されると、ＡＤ変換部３２によりアナログ信号である撮像信号がデジタル信号に変換され、デジタル信号に変換された撮像データはデジタルフィルタ処理部３３、エッジ成分抽出処理部３４およびコアリング処理部３７に供給される。
【００２７】
エッジ成分抽出処理部３４に撮像データが供給されると、エッジ成分抽出処理部３４により撮像データに対する画像のエッジ部分が検出され、検出されたエッジ部分に関するエッジ信号がフィルタ係数列制御部３６に出力される。エッジ信号が出力されると、フィルタ係数列制御部３６によりエッジ信号に応じて、フィルタ係数列記憶部３５に記憶されている複数種類のフィルタ係数列から１つのフィルタ係数列が選択され、選択されたフィルタ係数列がデジタルフィルタ処理部３３に供給される。
【００２８】
デジタルフィルタ処理部３３にＡＤ変換部３２から撮像データが供給され、フィルタ係数列制御部３６からフィルタ係数列が供給されると、デジタルフィルタ処理部３３により供給された撮像データの列とフィルタ係数列とに基づいて荷重加算演算処理が実行される。このフィルタ係数列を構成する各フィルタ係数は、２焦点レンズ２１０の光学系における所定の被写距離に対するＰＳＦの逆関数に基づき予め求めた係数である。すなわち、デジタルフィルタ処理部３３は、所定のＰＳＦの逆関数となるフィルタ係数でフィルタ処理を行うインバースフィルタとして機能し、撮像素子２９からの撮像信号に応じた撮像データは、エッジ成分抽出処理部３４で検出されたエッジ信号に応じた補正関数に基づくフィルタ係数列でフィルタ処理が施される。
【００２９】
すなわち、デジタルフィルタ処理部３３においては、２焦点レンズ２１０によりぼけた画像成分の補正としてのフィルタ処理が行われ、特に撮像信号の高周波信号成分を強調するような一種のハイパスフィルタとして作用する。このため、例えば、撮像素子２９やＡＦＥ３１で生じた高周波ノイズが強調されることとなる。特にエッジのないフラットな画像は、２焦点レンズによるぼけがないため、このようなフィルタをかけるとノイズのみを強調しかねず著しく画質が劣化する。そのためデジタルフィルタ処理部３３において、フィルタ処理が施される際に、フィルタ係数がエッジ検出結果に対応して変化するように処理される。具体的には、エッジではないフラットな部分はフィルタ係数が抑えられノイズを強調させないフィルタ係数で処理が行われる。一方、エッジ部分は２焦点レンズによるぼけが発生しているため、フィルタ係数はぼけた画像の鮮鋭度を向上させるフィルタ係数でフィルタ処理が行われる。
【００３０】
コアリング処理部３７にＡＤ変換部３２から撮像データが供給され、デジタルフィルタ処理部３３により強調された高周波信号成分を有する画像データが供給されると、コアリング処理部３７により強調された高周波信号成分を有する画像データに対して、ノイズ低減処理が施される。ノイズ低減処理が施されると、デジタルフィルタ処理部３３で強調されたエッジ部分のノイズが低減される。
コアリング処理部３７によりノイズ低減処理された画像データは、画像信号として出力され、例えば、表示装置などに供給され、写真のような静止画像、あるいは動画像としてユーザに呈示される。
【００３１】
以下、本発明に係る情報端末装置の実施の形態について図を参照して説明する。
図４は、を利用したカメラ付き携帯電話などの情報端末装置の構成例を示したブロック図である。図４に示すように、本情報端末装置５は本実施の形態の撮像部２０と、撮像装置１における画像処理部３０にデータ処理部４１と画像データ記憶部４２とをさらに備えた画像処理部３０ａと、画像データ表示部４３とを備えた構成である。
本発明に係る情報端末装置を構成する撮像部２０および画像処理部３０ａの構成は本実施の形態の撮像装置における撮像部２０および画像処理部３０の構成と同様であり、同様の構成部品については同一の符号を付し説明を割愛する。
【００３２】
データ処理部４１は、ユーザからの指示に応じて画像処理された画像データの編集などを行うようになっている。
画像データ記憶部４２は、画像処理された画像データやユーザからの指示に応じて画像処理され編集された画像データを記憶するようになっている。
画像データ表示部４３は、コアリング処理部３７から出力されたノイズ低減処理された画像信号を表示するようになっている。例えば、携帯電話などの表示画面に表示することができる。
【００３３】
以上のように構成された情報端末装置５の作用について、図４を参照して説明する。
図４に示すように、撮像部２０で撮像され出力された撮像信号がＡＦＥ３１に供給されると画像処理部３０における作用と同様に画像処理部３０ａにおいても同様の画像処理が行われ、コアリング処理部３７からノイズ低減処理された画像信号が出力される。画像信号が出力されると、データ処理部４１によりユーザからの指示に応じてさらに画像処理され編集され、編集された画像データは画像データ記憶部４２に記憶される。また、単に画像データ記憶部４２に記憶された画像データを読み出してデータ処理部４１によりユーザからの指示に応じてさらに画像処理し編集することもできる。
コアリング処理部３７からノイズ低減処理された画像信号が出力されると、その画像信号は画像データ表示部４３に表示される。また、データ処理部４１によりユーザからの指示に応じてさらに画像処理され編集された画像データを画像データ表示部４３に表示することができ、画像データ記憶部４２に記憶した画像データを読み出して画像データ表示部４３に表示することもできる。
【００３４】
このような情報端末装置５により、例えば、撮像部２０で人物や風景などを撮像した画像データを電子的な写真として画像処理を経て、記憶した画像データの編集処理などを行うことができる。また、撮像部２０でバーコードなどを撮像した場合には、データ処理部４１によりそのバーコードの画像データから文字情報などに復元するような処理も行うことができる。さらに、画像データ表示部４３からは、写真のような静止画像、あるいは動画像を表示することによりユーザに撮像し画像処理した精度のよい情報を呈示することができる。
【００３５】
このように、本発明に係る情報端末装置５によれば、撮像装置１により近距離および遠距離の被写体双方に対して精度よく画像を取り込むことができるため、人物や風景を撮影するような撮像部２０のカメラ機能とともに、バーコードなどの近接画像をも読み取り可能な機能も活用でき、利便性を向上させた情報端末装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、大規模な処理を必要とせず、標準的な距離にある通常の被写体、およびこれよりも近距離にある近接被写体のいずれについても容易にかつノイズの増加を抑えて鮮明な画像を得ることができるため、撮像装置としてのカメラやビデオカメラとして利用できるとともに、撮像機能を有した携帯電話などの情報端末装置、その他にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る撮像装置の実施の形態の構成を示すブロック図
【図２】（ａ）本発明に係る撮像装置の実施の形態における２焦点レンズの側面図  （ｂ）本発明に係る撮像装置の実施の形態における２焦点レンズの平面図
【図３】（ａ）遠レンズ部の焦点に点光源を配置した場合の光学結像系を示す図  （ｂ）近レンズ部の焦点に点光源を配置した場合の光学結像系を示す図
【図４】本発明に係る撮像装置を利用した情報端末装置の構成例を示すブロック図
【図５】（ａ）従来のバーコード読取装置の光学結像系を示す図  （ｂ）従来のバーコード読取装置の光学結像系におけるレンズの平面図
【符号の説明】
【００３８】
１  撮像装置
５  情報端末装置
１０  光軸
１１、１３  焦点
２０  撮像部
２２  遠レンズ部
２３  近レンズ部
２９  撮像素子
３０、３０ａ  画像処理部
３１  アナログフロントエンド（ＡＦＥ）
３２  ＡＤ変換部
３３  デジタルフィルタ処理部
３４  エッジ成分抽出処理部
３５  フィルタ係数列記憶部
３６  フィルタ係数列制御部
３７  コアリング処理部
４１  データ処理部
４２  画像データ記憶部
４３  画像データ表示部
９０  バーコード読取装置
９１  レンズ
９２  遠レンズ部
９３  近レンズ部
９７  ハイパスフィルタ
９８  先端部
９９  撮像素子
２１０  ２焦点レンズ
２９０、２９１  投射像
ＤＯＦ１、ＤＯＦ２  被写界深度
【図１】
2007318329.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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