(57)【要約】【課題】欠陥画素が生じても、欠陥画素の位置での輝度情報を回復して、輝度情報が完全に欠損することを防いだ単一画像データを取得可能な撮像装置を得る。【解決手段】外部からの入射光を集光する光学系１と、光学系１を通過した光束Ｌを複数方向に分割する反射板４と、反射板４を介した分割光束Ｌ１、Ｌ２が結像されて複数の画素Ｐ１、Ｐ２での輝度情報に対応した電気信号１１を出力する光電変換素子５と、電気信号１１を合成画像データ１２に変換する素子ドライバ１０と、合成画像データ１２を単一画像データ１４に変換する像回復器１３とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの入射光を集光する光学系と、
前記光学系を通過した光束を複数方向に分割する分割手段と、
前記分割手段を介した分割光束が結像されて複数の画素での輝度情報に対応した電気信号を出力する光電変換素子と、
前記電気信号を合成画像データに変換する素子ドライバと、
前記合成画像データを単一画像データに変換する像回復手段と
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記分割手段は、前記光学系を通過した光束を第１の分割光束と第２の分割光束とに２分割して、前記第１および第２の分割光束を前記光電変換素子の異なる画素上に個別に結像させ、
前記素子ドライバは、前記第１および第２の分割光束に対応した前記合成画像データを出力し、
前記像回復手段は、前記合成画像データから、前記第１の分割光束または前記第２の分割光束の一方のみに対応した前記単一画像データを出力す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】
前記光学系は、前記光束を矩形状に切り出すための矩形開口を有する遮光板を有し、
前記分割手段は、入射光を表面および裏面でそれぞれ５０％ずつ反射させる反射板により構成されたことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記像回復手段は、前記第１および第２の分割光束に対応した前記合成画像データのずれ量に対応した領域ずつ、前記合成画像データの一端から順次に、前記合成画像データから前記第１の分割光束または前記第２の分割光束の一方に対応したデータを減算処理して、前記単一画像データを形成することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記像回復手段は、前記合成画像データから、逆コンボルーション演算を用いて前記単一画像データを形成することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記分割手段は、前記光学系を通過した光束を分散させる分散光学要素からなり、前記分散光束に基づくぼけ画像を前記光電変換素子の複数の画素上に結像させ、
前記像回復手段は、前記ぼけ画像に基づく前記合成画像データから、逆コンボルーション演算を用いて前記単一画像データを形成することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記分割手段は、前記光学系と前記光電変換素子との光学距離を可変設定する距離設定手段からなり、前記光電変換素子の位置と前記光学系を通過した光束の集光点の位置とが異なるように前記光学距離を設定することにより、前記分散光束に基づくぼけ画像を前記光電変換素子の複数の画素上に結像させ、
前記像回復手段は、前記ぼけ画像に基づく前記合成画像データから、逆コンボルーション演算を用いて前記単一画像データを形成することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記像回復手段は、前記ぼけ画像に基づく前記合成画像データから、逆コンボルーション演算を用いて前記単一画像データを形成させ、前記分割手段は、前記光学系のぼけ特性としてあらかじめ組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
外部操作に応答して切替信号を出力するセレクタと、
前記切替信号に応答して前記像回復手段の両端間を短絡するスイッチ手段と、
前記切替信号に応答して前記分割手段を無効位置に駆動する駆動装置とを備えたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記電気信号および前記単一画像データの少なくとも一方に基づいて前記分割手段および前記像回復手段の要否を判定し、前記分割手段および前記像回復手段が不必要な場合には切替信号を出力するセレクタと、
前記切替信号に応答して前記像回復手段の両端間を短絡するスイッチ手段と、
前記切替信号に応答して前記分割手段を無効位置に駆動する駆動装置とを備えたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光電変換素子を有する撮像装置に関し、特に、光電変換素子に欠陥画素が生じても、欠陥画素に対応する撮像領域の信号を得ることのできる撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやデジタルビデオのような撮像装置には光電変換素子が多く用いられており、その画素数は数万から数百万と非常に多画素化されてきている。しかしながら、撮像装置の多画素化が進んだことにより、正しい信号を出力することのできない画素（欠陥画素）を完全に無くすことは困難になりつつある。特に、赤外線の光電変換素子には、構造上の理由から欠陥画素が比較的多くなってしまうものがあるのが実態である。
【０００３】
このような欠陥画素は、撮影された画像において白や黒の点となるので、目障りになるうえ、画像のコントラスト自動調整機能に対して悪影響を及ぼすこともある。そこで、従来からこの問題を回避するために、事前に欠陥画素がどれであるかを調べておき、欠陥画素が出力する輝度情報を、周囲の健全な画素によって得られた輝度情報で置き替えるという補正方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
通常、光電変換素子によって画像を取得する際に、欠陥画素の位置の輝度情報は失われてしまうが、たとえば捜索・追尾装置の場合、欠陥画素の位置に目標が存在した場合に検出漏れを起こすことになる。したがって、欠陥画素の位置の輝度情報を何らかの方法で補償する必要がある。
【０００５】
通常、欠陥画素における輝度は、近隣画素によって得られる輝度情報と類似しているので、近隣の正常画素によって得られた輝度情報に置き替えられると、欠陥画素が気づかれなくなり、コントラストを正常に調整することができるようになる。
【０００６】
しかしながら、欠陥画素上に結像した情報が失われたことには変わりなく、このことがシステム的に致命的問題になる場合もある。たとえば、捜索・追尾装置の一部に適用される撮像装置に関して言えば、検出すべき目標が極めて小さく、１画素以下になる場合があり、その目標が結像した位置の画素が欠陥であれば目標を検出し損なうことになる。また、追尾中の目標が欠陥画素に結像した場合、追尾に失敗することもある。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−４８９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の撮像装置では、既知の欠陥画素を近隣の正常画素で得られた輝度情報で置き替えているので、たとえば捜索・追尾装置に適用されて検出対象の目標が１画素以下になった場合に、目標の結像位置が欠陥画素に一致すれば目標を検出できないうえ、追尾中の目標が欠陥画素に結像した時点で追尾に失敗するという課題があった。
また、欠陥画素の輝度情報を周囲の正常画素の輝度情報で単純に置き替えると、色や輝度が急激に変化するようなエッジ部分で、置き替え画素の部分が不適当な輝度で置き替えられる場合があり、これにより欠陥画素の存在が認識されてしまうという課題があった。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、光電変換素子に欠陥画素が生じても、欠陥画素の位置に結像した像の情報が完全に欠損することを回避した撮像装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明による撮像装置は、外部からの入射光を集光する光学系と、光学系を通過した光束を複数方向に分割する分割手段と、分割手段を介した分割光束が結像されて複数の画素での輝度情報に対応した電気信号を出力する光電変換素子と、電気信号を合成画像データに変換する素子ドライバと、合成画像データを単一画像データに変換する像回復手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、本来１つの画素に集光されるべき光束を分割（または分散）して光電変換素子上複数の画素に集光させ、受信信号を一旦画像化した合成画像データに補正処理を施し、輝度情報を再度集約させて画像を復元する。これにより、欠陥画素が生じても、欠陥画素の位置での輝度情報を回復して、輝度情報が完全に欠損することを防いだ単一画像データを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る撮像装置の概略構成を光学系とともに示すブロック図である。
図１において、撮像装置は、光学系１と、光学系１を通過した光束Ｌの方向を変える反射板４と、反射板４で反射された分割光束Ｌ１、Ｌ２を受光する光電変換素子５と、光電変換素子５を制御する素子ドライバ１０と、素子ドライバ１０からの合成画像データ１２を最終的な単一画像データ１４に変換する像回復器１３とを備えている。
【００１３】
光学系１は、中間焦点を結ぶように対向配置された一対のレンズ２と、各レンズ２の中間焦点面に配置された遮光板３とを備えている。また、光学系１の遮光板３は、矩形開口３ａを有しており、これにより、光電変換素子５に対して最終的に結像される画像が、矩形状に切り出されるようになっている。
【００１４】
外部から入射されて光学系１を通過した光束Ｌは、反射板４の表面および裏面で個別に反射されて分割光束Ｌ１、Ｌ２に分割された後、光電変換素子５の上に結像される。
このとき、反射板４は、表面と裏面とで、それぞれ全光量の５０％が反射するように構成されており、反射板４に入射した光束Ｌ（１点鎖線）は、第１の分割光束Ｌ１（２点鎖線）と第２の分割光束Ｌ２（破線）との２つに分割される。
【００１５】
各分割光束Ｌ１、Ｌ２は、光電変換素子５の上面に配置された２つの画素Ｐ１、Ｐ２にそれぞれ結像され、それぞれの輝度情報が電気信号１１に変換されて素子ドライバ１０に入力される。
以下、素子ドライバ１０は、電気信号１１を合成画像データ１２に変換して像回復器１３に入力し、像回復器１３は、最終的な単一画像データ１４を外部に出力する。
【００１６】
なお、実際には、分割光束Ｌ１（２点鎖線）と分割光束Ｌ２（破線）とでは、光電変換素子５に到達するまでの焦点距離が異なるが、反射板４の厚さは、焦点距離に対して無視できる程度の寸度（図１では、便宜的に誇している）なので、焦点距離の違いによる影響は問題にならないレベルである。したがって、各光束Ｌ１、Ｌ２は、いずれも光電変換素子５の上面にほぼ正確に結像される。
【００１７】
図１から明らかなように、光電変換素子５の表面に結像される像は、元々は１つの光束Ｌが反射板４の表面および裏面で反射されて個別の位置の画素Ｐ１、Ｐ２に結像されるので、輪郭が２重になった画像（以下、「２重画像」と呼ぶ）となる。
光電変換素子５は、素子ドライバ１０によって駆動制御されるとともに、光電変換素子５の表面に結像された像の輝度情報を電気信号１１に変換して素子ドライバ１０に送信する。
【００１８】
素子ドライバ１０は、駆動制御図、増幅器、ＡＤ変換器および信号処理部（図示せず）を含み、電気信号１１を増幅およびＡＤ変換するとともに、信号フォーマット変換して２重画像の合成画像データ１２を生成する。
像回復器１３は、合成画像データ１２（２重画像）を、２重ではない本来の画像（以下、「本来画像」と呼ぶ）に回復し、最終的な単一画像データ１４として出力する。
【００１９】
図２は合成画像データ１２の具体例を示す説明図である。
図２において、像Ｇ１は反射板４の表面反射（分割光束Ｌ１）による結像フレームであり、像Ｇ２は反射板４の裏面反射（分割光束Ｌ２）による結像フレームである。
ここでは、各像Ｇ１、Ｇ２内には丸い図形が映っているイメージとして示されている。なお、認識しやすいように、一方の像Ｇ１に対して他方の像Ｇ２をわずかに下げて示しているが、実際には、各像Ｇ１、Ｇ２の間に上下方向のずれはないものとする。
【００２０】
合成画像データ１２は、像Ｇ１、Ｇ２の合成像からなり、合成画像データ１２において、各像Ｇ１、Ｇ２内の丸い図形は、図２に示すように、輪郭が２重になって写ることになる。
また、合成画像データ１２において、ずれ領域Ｒａには、表面反射の像Ｇ１に関しては普通に写るが、裏面反射の像Ｇ２に関しては、遮光板３で遮られているので真っ暗（均一）になっており、像Ｇ２が写っていない状態と同じである。
【００２１】
一方、ずれ領域Ｒａの右側の隣接領域Ｒｂ（ずれ量と同一幅を有する）での像は、裏面反射してきた像Ｇ２のうちの、ずれ領域Ｒａでの像Ｇ１と同じ像と、表面反射してきた像Ｇ１のうちの、ずれ領域Ｒａでの像Ｇ１の右隣領域の像とが合成された像となる。
この場合、ずれ領域Ｒａでの像Ｇ１が既知なので、隣接領域Ｒｂでの合成像から、ずれ領域Ｒａでの像Ｇ１（データ）を減算処理することにより、隣接領域Ｒｂについても、表面反射による像Ｇ１の成分のみを算出することができる。
【００２２】
したがって、像回復器１３は、上記の信号処理を、各領域Ｒａ、Ｒｂ、・・・、Ｒｎについて、図２内の右方向へ繰り返し実行することにより、像Ｇ１の全面について本来画像からなる単一画像データ１４を回復することができる。
以下、この画像回復手順を、「像回復手順１」と呼ぶ。
【００２３】
次に、図２に示すように、光電変換素子５の横方向の画素Ｐａ、Ｐｂ、・・・、Ｐｎのうち、隣接領域Ｒｂ内の１点に、欠陥画素Ｐａ（黒四角参照）が生じた場合について説明する。
この場合、上記の像回復手順１では、像Ｇ１における欠陥画素Ｐａの位置の輝度情報は回復できなくなる。また、右隣の像Ｇ２における画素Ｐｂの位置の輝度情報も得られず、続く右隣の画素についても同様であり、以下、右端の画素Ｐｎに至るまで、同様の位置関係にある画素の輝度情報が得られなくなる。
【００２４】
したがって、この場合、像回復器１３は、像回復手順１を切替えて、像Ｇ１、Ｇ２が逆関係にある右端のずれ領域Ｒｎから、順次左側の隣接領域に単一画像データ１４を回復していく。
このように、Ｒｎ、・・・、Ｒａへと、右端から左方向に向かって像Ｇ２の合成画像データ１２を読み込み、順次計算を行うことにより、像Ｇ２における画素Ｐｂの位置までは輝度情報を得ることができ、前述と同様に単一画像データ１４を回復することができる。以下、この画像回復手順を、「像回復手順２」と呼ぶ。
【００２５】
ここで、「像Ｇ２における画素Ｐｂ」の位置関係は、「像Ｇ１における欠陥画素Ｐａ」の位置関係と同じであり、像Ｇ１と像Ｇ２とが同一画像であることを考えると、結局、欠陥画素Ｐａの位置での輝度情報が得られることになる。
すなわち、欠陥画素の位置にかかわらず、原理的には、像Ｇ１と像Ｇ２とを少なくとも１画素分ずらせれば、像回復手順１、２による上記補正方法によって、横方向について１つの欠陥画素位置の輝度情報を回復することが可能である。
【００２６】
また、各像Ｇ１、Ｇ２のずらし量が２画素分であれば、横方向について、たとえば奇数番目の画素系列、および偶数番目の画素系列のいずれかに、２つ以上の欠陥画素がなければ輝度情報の回復が可能である。
さらに、像ずらし量が３画素以上の場合についても、同様の考え方から輝度情報の回復が可能である。
【００２７】
このように、像回復手順１、２の補正方法を施すことにより、欠陥画素Ｐａが生じても画像情報の一部が完全に失われてしまうことがなくなり、たとえば捜索・追尾装置に適用した場合において、微小な追尾目標の検出漏れを防止することができる。
【００２８】
逆の見方をすれば、捜索・追尾装置においては、欠陥画素の発生が致命的問題となることから、欠陥がない光電変換素子５が要求されるので、光電変換素子５の歩留り悪化や調達価格の高騰を招く問題があるが、欠陥画素の発生を容認可能になることにより、これらの問題を回避することができる。
【００２９】
以上のように、この発明の実施の形態１に係る撮像装置は、外部からの入射光を集光する光学系１と、光学系１を通過した光束Ｌを複数方向に分割する反射板４（分割手段）と、反射板４を介した分割光束Ｌ１、Ｌ２が結像されて複数の画素Ｐ１、Ｐ２での輝度情報に対応した電気信号１１を出力する光電変換素子５と、電気信号１１を合成画像データ１２に変換する素子ドライバ１０と、合成画像データ１２を単一画像データ１４に変換する像回復器１３とを備えている。
【００３０】
反射板４（分割手段）は、光学系１を通過した光束Ｌを第１の分割光束Ｌ１と第２の分割光束Ｌ２とに２分割して、第１および第２の分割光束Ｌ１、Ｌ２を光電変換素子５の異なる画素Ｐ１、Ｐ２上に個別に結像させる。
また、素子ドライバ１０は、第１および第２の分割光束Ｌ１、Ｌ２に対応した合成画像データ１２を出力し、像回復器１３は、合成画像データ１２から、第１の分割光束Ｌ１または第２の分割光束Ｌ２の一方のみに対応した単一画像データ１４を出力する。
【００３１】
光学系１は、光束Ｌを矩形状に切り出すための矩形開口３ａを有する遮光板３を有し、分割手段は、入射光を表面および裏面でそれぞれ５０％ずつ反射させる反射板４により構成されている。
さらに、像回復器１３は、第１および第２の分割光束Ｌ１、Ｌ２に対応した合成画像データ１２のずれ量に対応した領域（Ｒａ、Ｒｂ、・・・、Ｒｎ）ずつ、合成画像データ１２の一端から順次に、合成画像データ１２から第１の分割光束Ｌ１または第２の分割光束Ｌ２の一方に対応したデータを減算処理して、単一画像データ１４を形成する。
【００３２】
このように、本来１つの画素に集光されるはずの光束Ｌを、反射板４（分割手段）を介して、意図的に２画素Ｐ１、Ｐ２に集光されるように分割し、受信した電気信号１１に基づく合成画像データ１２を補正処理することにより、欠陥画素Ｐａが生じても、欠陥画素Ｐａでの輝度情報を回復した単一画像データ１４を得ることができる。
したがって、特に、捜索・追尾装置に適用した場合に、欠陥画素Ｐａが生じても、１画素以下の大きさで認識される目標を正確に検出することができる。
【００３３】
さらに、捜索・追尾装置に限らず、通常の撮像装置に適用した場合でも、仮に従来装置のように欠陥画素Ｐａの輝度情報を周囲の正常画素の輝度情報で単純に置き替えると、エッジ部分において欠陥画素Ｐａの存在が認識されてしまうが、この発明の実施の形態１によれば、このような誤認識を回避することができる。
【００３４】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図２）では、像回復器１３において、左右端の「像が重なっていない領域（ＲａまたはＲｎ）」を開始点として、像回復手順１、２（各領域Ｒａ、・・・、Ｒｎごとの減算処理）を用いて単一画像データ１４（本来画像）を取得したが、像回復手順１、２に代えて、逆コンボルーション（デコンボルーション：ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）と呼ばれる一般的な演算方式を用いて単一画像データ１４を取得してもよい。逆コンボルーション演算については、公知文献（たとえば、特開２００３−２５５２３１号公報、段落００３３〜）に参照することができる。
【００３５】
この場合、像回復器１３は、合成画像データ１２から、逆コンボルーション演算を用いて単一画像データ１４を形成する。
このとき、２重画像からなる合成画像データ１２は、原理的に、本来画像に対して或る伝達関数を施して生成される像と同じと見なされるので、逆に、２重画像の合成画像データ１２に対して、信号処理による逆伝達関数（逆コンボルーション演算）を施すことにより、単一画像データ１４（本来画像）を回復させることができる。
【００３６】
この発明の実施の形態２では、本来画像の回復方法として、像回復器１３における像回復手順１、２に代えて逆コンボルーション演算を用い、欠陥画素Ｐａの輝度情報については周囲画素の輝度情報の平均値で補完し、補完後の画像に対して逆コンボルーション演算を施すことにより本来画像を回復させる。
【００３７】
これにより、前述の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、像回復手順として、欠陥画素数が横方向の一定画素数ステップの系列において、単一画素のみに限定されないので、複数の欠陥画素が生じても対処できるという効果がある。
また、前述の実施の形態１（図２）では、表面反射または裏面反射による分割光束Ｌ１、Ｌ２の像Ｇ１、Ｇ２の一方のみが写っているずれ領域Ｒａ、Ｒｎを設定する必要があったが、この発明の実施の形態２によれば、ずれ領域Ｒａ、Ｒｎを設定する必要はなく、各領域を限定するための遮光板３も不要となる。
【００３８】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態１（図１）では、光束Ｌを２分割する反射板４を用いたが、図３のように、分割手段として分散光学要素２３を用いてもよい。
図３はこの発明の実施の形態３に係る撮像装置の概略構成を光学系とともに示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して詳述を省略する。
【００３９】
図３において、光学系２２から光電変換素子５までの光路中には、分散光学要素２３が挿入されている。
光学系２２は、遮光板３を含まない単一レンズ（凸レンズ）からなり、外部からの入射光を光束Ｌ（１点鎖線）に集光して、光電変換素子５の表面に像を結像（光束Ｌａ参照）させるように配置されている。
【００４０】
分散光学要素２３は、単一レンズ（凹レンズ）からなり、光学系２２によって光電変換素子５の表面に合焦すべき本来の光束Ｌａ（２点鎖線）を分散光束Ｌｂ（破線）のように分散させてぼかす。これにより、本来１点に集中すべき光束Ｌａは、一定の領域に拡散した分散光束Ｌｂとなるので、全体としてぼけた画像（以下、「ぼけ画像」と呼ぶ）となって、光電変換素子５の表面の複数の画素に到達する。
【００４１】
分散光学要素２３は、光電変換素子５上において、画面全体に対してぼけ画像を安定かつ正確に発生するように設計されており、また、本来画像からぼけ画像を生成するための伝達関数は既知である。
したがって、像回復器１３Ａは、前述の実施の形態２と同様に、合成画像データ１２Ａに対して逆コンボルーション演算を施すことにより、本来画像を回復することができる。
【００４２】
以上のように、この発明の実施の形態３による分割手段は、光学系２２を通過した光束Ｌを分散させる分散光学要素２３からなり、分散光束Ｌｂに基づくぼけ画像を光電変換素子５の複数の画素上に結像させる。
また、像回復器１３Ａは、ぼけ画像に基づく合成画像データ１２Ａから、逆コンボルーション演算を用いて単一画像データ１４を形成する。
【００４３】
これにより、前述の実施の形態２と同様の効果を奏する。
また、前述の実施の形態１、２では、本来１つの画素に集中するはずの光束Ｌ（画像情報）を２分割したのみであったが、この発明の実施の形態３では、本来の集中画素の周囲の複数の画素に分散させる（この分散数は設計により自由に設定できる）ので、欠陥画素による情報欠落の影響を相対的に低減させることができ、像回復力を向上させることができる。
【００４４】
なお、光束Ｌの光路中に挿入された分散光学要素２３を不要として、結果的に分割光束が得られるように、撮像装置の全系を構成してもよい。
たとえば、像回復器１３Ａは、ぼけ画像に基づく合成画像データ１２Ａから、逆コンボルーション演算を用いて単一画像データ１４を形成させ、分割手段は、光学系２２のぼけ特性としてあらかじめ組み込まれていてもよい。すなわち、光学系２２の設計時にあらかじめ結像状態を劣化させる（焦点距離を意図的にずらす）などしてもよい。
【００４５】
または、光学的には十分結像させる構成であっても、光電変換素子５の表面上の１画素を光学系２２の結像性能よりも小さく設定してもよい。
この場合、分割手段は、たとえば、光学系２２と光電変換素子５との光学距離を可変設定する距離設定手段（図示せず）により構成され、光電変換素子５の位置と光学系２２を通過した光束Ｌの集光点の位置とが異なるように光学距離を設定することにより、分散光束に基づくぼけ画像を光電変換素子５の複数の画素上に結像させる。
【００４６】
これにより、像回復器１３Ａは、ぼけ画像に基づく合成画像データ１２Ａから、逆コンボルーション演算を用いて単一画像データ１４Ａを形成することができる。
したがって、集光されるべき光束Ｌを意図的に複数画素に分散させることにより、前述と同様に、欠陥画素による影響を低減させて像回復力を向上させることができる。
【００４７】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態３（図３）では、分散光学要素２３（分割手段）および像回復器１３Ａを常時挿入する構成としたが、図４のように、分散処理および補正処理が不要な場合に切替信号を生成するセレクタ２４と、切替信号に応動するスイッチ手段２５および駆動装置２６とを設けて、分散光学要素２３および像回復器１３Ａを除去（無効化）可能に構成してもよい。
【００４８】
図４はこの発明の実施の形態４に係る撮像装置の概略構成を光学系とともに示すブロック図であり、前述（図３参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図４において、セレクタ２４は、分散処理および補正処理が不要な動作モードにおいて、外部操作に応答して切替信号を出力する。
【００４９】
スイッチ手段２５は、素子ドライバ１０Ａと像回復器１３Ａとの間に挿入されており、セレクタ２４からの切替信号に応答して、像回復器１３Ａの両端間を短絡（破線位置に切替）する。
また、駆動装置２６は、セレクタ２４からの切替信号に応答して分散光学要素２３を無効位置（破線参照）に駆動する。
【００５０】
スイッチ手段２５および駆動装置２６は、セレクタ２４からの切替信号が入力されなくなる（分散処理および補正処理が必要となる動作モードに再度切替えられる）と、分散光学要素２３および像回復器１３Ａを元の有効位置（実線位置）に復帰させる。
【００５１】
この発明の実施の形態４によれば、光束Ｌの分散処理および合成画像データ１２の補正処理が不要な場合には、オペレータの外部操作により、セレクタ２４から切替信号を生成させ、駆動装置２６により光束Ｌの光路中から分散光学要素２３を除去するとともに、スイッチ手段２５により像回復器１３Ａを短絡することにより、通常通りに、素子ドライバ１０Ａからの出力データを直接的に単一画像データ１４として出力させる。
【００５２】
たとえば、前述の実施の形態１〜３では、一旦、２重画像（分散画像）を形成して、意図的な画像劣化を発生させた後に、補正処理により本来画像を回復するという手順を常時適用しているので、通常方法で直接的に本来画像を取得する場合と比べて、像回復後の画像が真の本来画像よりもザラザラした画像になるか、または、特徴的なノイズが重畳することがある。
また、このような撮像装置が適用される捜索・追尾装置においては、捜索・追尾機能のみならず、画像出力機能を有する場合があり、画像供給中には、多少の欠陥画素が生じても鮮明な画像を供給する方が好ましい。
【００５３】
これに対し、この発明の実施の形態４によれば、上記構成により、必要に応じて通常の画像取得方法に復帰させることができるので、画像出力モードでは鮮明な画像を取得し、捜索・追尾モードでは欠陥画素の影響を受けない画像を供給するという使い分けを行うことができる。
【００５４】
したがって、欠陥画素による輝度情報の欠損が使用上問題にならない場合には、画質を有線させるために、分散処理および補正処理を禁止することができ、ニーズに対して最適な性能を発揮させることができる。
また、ここでは、分割手段が分散光学要素２３の場合を示したが、前述のように、光学系２２と光電変換素子５との光学距離を可変設定する距離設定手段（図示せず）を駆動するように構成してもよい。
【００５５】
実施の形態５．
なお、上記実施の形態４（図４）では、外部操作に応答して切替信号を生成するセレクタ２４を用いたが、図５のように、分散処理および補正処理の要否を判定して切替信号を生成するセレクタ２４Ｂを用いてもよい。
図５はこの発明の実施の形態５に係る撮像装置の概略構成を光学系とともに示すブロック図であり、前述（図４参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ｂ」を付して詳述を省略する。
【００５６】
図５において、セレクタ２４Ｂは、光電変換素子５からの電気信号１１Ａおよび像回復器１３Ａからの単一画像データ１４の少なくとも一方に基づいて、分散光学要素２３および像回復器１３の要否を判定し、分散光学要素２３および像回復器１３Ａが不必要と判定された場合には、切替信号を出力する。
【００５７】
たとえば、セレクタ２４Ｂは、電気信号１１Ａまたは単一画像データ１４の状態から、光電変換素子５に欠陥画素が存在しない（または、欠陥画素が存在しても無視できるレベル）と判定されれば、分散光学要素２３および像回復器１３Ａを無効化するための切替信号を出力する。
【００５８】
以上のように、この発明の実施の形態５によれば、セレクタ２４Ｂにより補正処理が不要と判定された場合には、セレクタ２４Ｂの制御下で、駆動装置２６により光束Ｌの光路中から分散光学要素２３を除去するとともに、スイッチ手段２５により像回復器１３Ａを短絡し、素子ドライバ１０Ａからの出力データを直接的に単一画像データ１４として出力させる。
これにより、欠陥画素が存在しない場合、または欠陥画素による輝度情報の欠損が問題にならない場合には、自動的に通常経路に基づく単一画像データ１４を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る撮像装置の概略構成を光学系とともに示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る撮像装置で撮影された画像を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係る撮像装置の概略構成を光学系とともに示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態４に係る撮像装置の概略構成を光学系とともに示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態５に係る撮像装置の概略構成を光学系とともに示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
１、２２  光学系、３  遮光板、３ａ  矩形開口、４  反射板（分割手段）、５  光電変換素子、１０、１０Ａ  素子ドライバ、１１、１１Ａ  電気信号、１２、１２Ａ  合成画像データ、１３、１３Ａ  像回復器、１４  単一画像データ（本来画像）、２３  分散光学要素（分割手段）、２４、２４Ｂ  セレクタ、２５  スイッチ手段、２６  駆動装置、Ｇ１、Ｇ２  分割光束による像、Ｌ  光束、Ｌ１、Ｌ２  分割光束、Ｌｂ  分散光束、Ｐ１、Ｐ２  画素、Ｐａ  欠陥画素、Ｐｂ〜Ｐｎ  画素（正常画素）、Ｒａ、Ｒｎ  ずれ領域（ずれ量に対応）、Ｒｂ  隣接領域。
【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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