(57)【要約】【課題】被写体の周波数成分の高低による処理の切り替えを要することなく、ナイキスト周波数に近い高周波成分を含む画像まで高解像で得ることが可能な撮像装置および画像処理方法を提供する。【解決手段】光波面変調素子を含む光学系１１０と、光学系１１０を通過した被写体像を撮像する撮像素子１２０と、光学系１１０と撮像素子１２０との相対位置を変動可能な駆動部２００と、撮像素子１２０からの被写体の画像データに対して所定の演算処理およびフィルタリング処理を施す画像処理装置１４０と、駆動部２００で光学系１１０と撮像素子１２０の相対位置を変動させて複数回撮像した画像データを得、画像処理装置１４０にて得られた複数の画像データを演算して合成させ、フィルタリング処理を行わせる制御装置１９０と、を有する。【選択図】図１
2009033607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光波面変調素子を含む光学系と、
前記光学系を通過した被写体像を撮像する撮像素子と、
前記光学系と前記撮像素子との相対位置を変動可能な駆動部と、
前記撮像素子からの被写体の画像データに対して所定の演算処理およびフィルタリング処理を施す画像処理部と、
前記駆動部で前記光学系と前記撮像素子の相対位置を変動させて複数回撮像した画像データを得、前記画像処理部にて得られた複数の画像データを合成させ、前記フィルタリング処理を行わせる制御部と
を有する撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記駆動部で前記光学系と前記撮像素子の相対位置を光軸と垂直な方向に変動させる  請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記駆動部で前記光学系と前記撮像素子の相対位置を光軸方向に変動させる
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記駆動部で変動させる量は前記撮像素子上の像の変化量として１画素ピッチ未満である
請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記フィルタリングはコントラストを高くする機能を含む
請求項１から４のいずれか一に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記駆動部で前記光学系と前記撮像素子の相対位置を光軸と垂直な面において、前記撮像素子の長手方向、長手方向に垂直な方向、画素の対角方向、のいずれかもしくは組み合わせて変動させる
請求項２、４、または５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記画像処理部は、
撮像素子からの被写体分散画像信号より分散の少ない画像信号を生成する
請求項１から６のいずれか一に記載の撮像装置。
【請求項８】
光波面変調素子を含む光学系を通過した被写体像を撮像し、撮像した画像データに画像処理を行う画像処理方法であって、
前記光学系と前記撮像素子の相対位置を変動させて複数回撮像した画像データを得るステップと、
得られた複数の画像データを合成し、合成画像データに対してフィルタリング処理を行うステップと
を有する画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子を用い、光学系を備えたデジタルスチルカメラや携帯電話搭載カメラ、携帯情報端末搭載カメラ、画像検査装置、自動制御用産業カメラ、情報コード読取装置等に適用可能な撮像装置および画像処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年急峻に発展を遂げている情報のデジタル化に相俟って映像分野においてもその対応が著しい。
特に、デジタルカメラに象徴されるように撮像面は従来のフィルムに代わって固体撮像素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ），ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサが使用されているのが大半である。
【０００３】
このように、撮像素子にＣＣＤやＣＭＯＳセンサを使った撮像レンズ装置は、被写体の映像を光学系により光学的に取り込んで、撮像素子により電気信号として抽出するものであり、デジタルスチルカメラの他、ビデオカメラ、デジタルビデオユニット、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  ＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、画像検査装置、自動制御用産業カメラ等に用いられている。
【０００４】
図２９は、一般的な撮像レンズ装置の構成および光束状態を模式的に示す図である。
この撮像レンズ装置１は、光学系２とＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子３とを有する。
光学系は、物体側レンズ２１，２２、絞り２３、および結像レンズ２４を物体側（ＯＢＪＳ）から撮像素子３側に向かって順に配置されている。
【０００５】
撮像レンズ装置１においては、図２９に示すように、ベストフォーカス面を撮像素子面上に合致させている。
図３０（Ａ）〜（Ｃ）は、撮像レンズ装置１の撮像素子３の受光面でのスポット像を示している。
【０００６】
また、位相板により光束を規則的に分散し、デジタル処理により復元させ被写界深度の深い画像撮影を可能にする等の撮像装置が提案されている（たとえば非特許文献１，２、特許文献１〜５参照）。
【非特許文献１】“Wavefront Coding;jointly optimized optical and digital imaging systems”,Edward R.Dowski,Jr.,Robert H.Cormack,Scott D.Sarama.
【非特許文献２】“Wavefront Coding;A modern method of achieving high performance and/or low cost imaging systems”,Edward R.Dowski,Jr.,Gregory E.Johnson.
【特許文献１】ＵＳＰ６，０２１，００５
【特許文献２】ＵＳＰ６，６４２，５０４
【特許文献３】ＵＳＰ６，５２５，３０２
【特許文献４】ＵＳＰ６，０６９，７３８
【特許文献５】特開２００３−２３５７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記技術では、撮像素子を固定した状態でフィルタによる復元を行っている。この場合、撮像素子のナイキストに近い成分は、良好に復元することが困難である。
理由は、レンズとしての解像が十分でも被写体の空間周波数と撮像素子の画素ピッチの関係によっては、信号が消失してしまうからである。
レンズの解像力が撮像素子のナイキスト周波数まで解像したとしても、実空間におけるナイキスト周波数成分が実際に結像する場合、画素をまたぐことによって信号が消失してしまう可能性があるからである。
消失してしまった信号はフィルタで復元できない。さらにフィルタでナイキスト成分を無理やり復元しようとするとＳ／Ｎが悪くなりノイズが増してくる。
【０００８】
本発明の目的は、被写体の周波数成分の高低による処理の切り替えを要することなく、ナイキスト周波数に近い高周波成分を含む画像まで高解像で得ることが可能な撮像装置および画像処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点の撮像装置は、光波面変調素子を含む光学系と、前記光学系を通過した被写体像を撮像する撮像素子と、前記光学系と前記撮像素子との相対位置を変動可能な駆動部と、前記撮像素子からの被写体の画像データに対して所定の演算処理およびフィルタリング処理を施す画像処理部と、前記駆動部で前記光学系と前記撮像素子の相対位置を変動させて複数回撮像した画像データを得、前記画像処理部にて得られた複数の画像データを合成させ、前記フィルタリング処理を行わせる制御部とを有する。
【００１０】
好適には、前記制御部は、前記駆動部で前記光学系と前記撮像素子の相対位置を光軸と垂直な方向に変動させる。
【００１１】
好適には、前記制御部は、前記駆動部で前記光学系と前記撮像素子の相対位置を光軸方向に変動させる。
【００１２】
好適には、前記駆動部で変動させる量は前記撮像素子上の像の変化量として１画素ピッチ未満である。
【００１３】
好適には、前記フィルタリングはコントラストを高くする機能を含む。
【００１４】
好適には、前記制御部は、前記駆動部で前記光学系と前記撮像素子の相対位置を光軸と垂直な面において、前記撮像素子の長手方向、長手方向に垂直な方向、画素の対角方向、のいずれかもしくは組み合わせて変動させる。
【００１５】
好適には、前記画像処理部は、撮像素子からの被写体分散画像信号より分散の少ない画像信号を生成する。
【００１６】
本発明の第２の観点は、光波面変調素子を含む光学系を通過した被写体像を撮像し、撮像した画像データに画像処理を行う画像処理方法であって、前記光学系と前記撮像素子の相対位置を変動させて複数回撮像した画像データを得るステップと、得られた複数の画像データを合成し、合成画像データに対してフィルタリング処理を行うステップとを有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、被写体の周波数成分の高低による処理の切り替えを要することなく、ナイキスト周波数に近い高周波成分を含む画像まで高解像で得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る撮像装置の一実施形態を示すブロック構成図である。
【００２０】
本実施形態に係る撮像装置１００は、光学系１１０、撮像素子１２０、アナログフロントエンド部（ＡＦＥ）１３０、画像処理装置１４０、カメラ信号処理部１５０、画像表示メモリ１６０、画像モニタリング装置１７０、操作部１８０、制御装置１９０、および駆動部２００を有している。
【００２１】
本実施形態に係る撮像装置１００は、後で詳述するように、光学系１１０に光波面変調素子を適用し、光波面変調素子により光束を規則的に分散し、デジタル処理により復元させ被写界深度の深い画像撮影を可能にする波面収差制御光学系システム、あるいは深度拡張光学系システム（ＤＥＯＳ：Ｄｅｐｔｈ  Ｅｘｐａｎｔｉｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）というシステムを採用し、被写体像（たとえばバーコード等の情報コード）を的確に高精度で読み取ることが可能に構成されている。
なお、光波面変調機能は、このように光学系に光波面変調素子を配置することで発現することが可能であるが、光学系を形成する光学素子に形成された光波面変調面により発現するように構成することも可能である。
【００２２】
光学系１１０は、後で詳述する位相変調素子等の光波面変調素子を含み、被写体物体ＯＢＪを撮影した像を撮像素子１２０に供給する。
【００２３】
撮像素子１２０は、光電変換素子として機能し、光学系１１０で取り込んだ像が結像され、結像１次画像情報を電気信号の１次画像信号ＦＩＭとして、アナログフロントエンド部１３０を介して画像処理装置１４０に出力するＣＣＤやＣＭＯＳセンサからなる。
図１においては、撮像素子１２０を一例としてＣＣＤとして記載している。
【００２４】
光学系１１０と撮像素子１２０の相対位置は、駆動部２００により変動可能に構成されている。
【００２５】
アナログフロントエンド部１３０は、タイミングジェネレータ１３１と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１３２と、を有する。
タイミングジェネレータ１３１では、撮像素子１２０のＣＣＤの駆動タイミングを生成しており、Ａ／Ｄコンバータ１３２は、ＣＣＤから入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、画像処理装置１４０に出力する。
【００２６】
画像信号処理部の一部を構成する画像処理装置（二次元コンボリューション手段）１４０は、前段のＡＦＥ１３０からくる撮像画像のデジタル信号を入力し、二次元のコンボリューション処理を施し、後段のカメラ信号処理部（ＤＳＰ）１５０に渡す。
画像処理装置１４０は、光学系１１０と撮像素子１２０の相対位置を変動させて複数回撮像して得られた複数の画像データを演算処理により合成し、合成画像データに対してフィルタリング処理を行う機能を有する。
この画像処理装置１４０が行うフィルタリングには、コントラストを高くする機能を含む。
画像処理装置１４０は、制御装置１９０の各種情報に応じて、画像データに対してフィルタリング処理を行う。
画像処理装置１４０は、撮像素子１２０からの被写体分散画像信号より分散のない画像信号を生成する機能を有する。また、画像信号処理部は、最初のステップでノイズ低減フィルタリングを施す機能を有する。
【００２７】
画像処理装置１４０は、基本的に、図１に示すように、生（ＲＡＷ）バッファメモリ１４１、コンボリューション演算器１４２、記憶手段としてのカーネルデータ格納ＲＯＭ１４３、およびコンボリューション制御部１４４を有する。
【００２８】
コンボリューション制御部１４４は、コンボリューション処理のオンオフ、画面サイズ、カーネルデータの入れ替え等の制御を行い、制御装置１９０により制御される。
【００２９】
また、カーネルデータ格納ＲＯＭ１４３には、たとえば図２あるいは図３示すように予め用意されたそれぞれの光学系のＰＳＦにより算出されたコンボリューション用のカーネルデータが格納されており、コンボリューション制御部１４４を通じてカーネルデータを選択制御する。
【００３０】
図２の例では、カーネルデータＡは光学倍率（×１．５）、カーネルデータＢは光学倍率（×５）、カーネルデータＣは光学倍率（×１０）に対応したデータとなっている。
【００３１】
また、図３の例では、カーネルデータＡは物体距離情報が１００ｍｍ、カーネルデータＢは物体距離が５００ｍｍ、カーネルデータＣは物体距離が４ｍに対応したデータとなっている。
画像処理装置１４０の処理については後でさらに詳述する。
【００３２】
カメラ信号処理部（ＤＳＰ）１５０は、カラー補間、ホワイトバランス、ＹＣｂＣｒ変換処理、圧縮、ファイリング等の処理を行い、画像表示メモリ１６０への格納や画像モニタリング装置１７０への画像表示等を行う。
【００３３】
制御装置１９０は、露出制御を行うとともに、操作部１８０などの操作入力を持ち、それらの入力に応じて、システム全体の動作を決定し、ＡＦＥ１３０、画像処理装置１４０、ＤＳＰ１５０等を制御し、システム全体の調停制御を司るものである。
【００３４】
また、制御装置１９０は、制御信号ＣＴＬにより駆動部２００を制御して、光学系１１０と撮像素子１２０の相対位置を変動させて複数回撮像した画像データをメモリに保存させ、画像処理装置１４０を制御して得られた複数の画像データを演算して合成させ、フィルタリング処理を行わせる。
たとえば制御装置１９０は、駆動部２００により光学系１１０と撮像素子１２０の相対位置を光軸と垂直な方向に変動させる。
制御装置１９０は、たとえば図４に示すように、光学系１１０を光軸と垂直な方向に変動させて、光学系１１０の結像レンズと撮像素子１２０の相対位置を光軸と垂直な方向に変動させる。
または、制御装置１９０は、図５に示すように、撮像素子１２０を光軸と垂直な方向に変動させて、光学系１１０の結像レンズと撮像素子１２０の相対位置を光軸と垂直な方向に変動させる。
あるいは、制御装置１９０は、図４および図５を一体的として、光学系１１０と撮像素子１２０を光軸と垂直な方向に変動させて、光学系１１０の結像レンズと撮像素子１２０の相対位置を光軸と垂直な方向に変動させる。
【００３５】
また、制御装置１９０は、駆動部２００により光学系１１０と撮像素子１２０の相対位置を光軸と垂直な方向に変動させる代わりに、光学系１１０と撮像素子１２０の相対位置を光軸方向に変動させる。
制御装置１９０は、たとえば図６に示すように、光学系１１０を光軸方向にシフトして倍率変動させて、光学系１１０と撮像素子１２０の相対位置を光軸方向に変動させる。
【００３６】
また、制御装置１９０は、駆動部２００で光学系１１０と撮像素子１２０の相対位置を光軸と垂直な面において、撮像素子１２０の長手方向、長手方向に垂直な方向、画素の対角方向、のいずれかもしくは組み合わせて変動させるように構成することも可能である。
【００３７】
なお、本実施形態において、制御装置１９０が駆動部２００で変動させる量は撮像素子１２０上の像の変化量として１画素ピッチ未満である。
【００３８】
駆動部２００は、制御装置１９０による制御信号ＣＴＬに応じて、上述したように、光学系１１０と撮像素子１２０の相対位置を変動させる。
【００３９】
駆動部２００は、図１に示すように、駆動制御装置２１０、光学系駆動機構部２２０、および撮像素子駆動機構部２３０により構成されている。
【００４０】
駆動制御装置２１０は、制御装置１９０による制御信号ＣＴＬに応じて光学系１１０と撮像素子１２０の相対位置を変動させるために、駆動信号ＤＲＶ１を光学系駆動機構部２２０に出力し、駆動信号ＤＲＶ２を撮像素子駆動機構部２３０に出力する。
【００４１】
光学系駆動機構部２２０は、駆動制御装置２１０による駆動信号ＤＲＶ１に応答して、光学系１１０を光軸に垂直な方向、または光軸に平行な方向に駆動する。
【００４２】
撮像素子駆動機構部２３０は、駆動制御装置２１０による駆動信号ＤＲＶ２に応答して、撮像素子１２０を光軸に垂直な方向、または光軸に平行な方向に駆動する。
【００４３】
図７(Ａ)，(Ｂ)は、光学系および撮像素子を光軸に垂直な方向に変動させる光学系駆動機構部および撮像素子駆動機構部の構成例を示す図であって、図７（Ａ）が光学系駆動機構部の構成例を示し、図７（Ｂ）が撮像素子駆動機構部の構成例を示している。
【００４４】
光学系駆動機構部２２０は、図７（Ａ）に示すように、図中に設定した直交座標系におけるＸおよびＹ方向において、円筒形をなす光学系１１０の側面の互いに直交する位置に配置されたアクチュエータ２２１，２２２を有している。
【００４５】
図７（Ｂ）に示すように、撮像素子駆動機構部２３０は、撮像素子(以下、センサという場合もある)１２０が載置された方形形状の可動ステージ２３１と、図中に設定した直交座標系におけるＸおよびＹ方向において、可動ステージ２３１の側面に側面の互いに直交する位置に配置されたアクチュエータ２３２，２３３を有している。
【００４６】
図８(Ａ)，(Ｂ)は、光学系および撮像素子を光軸に方向に変動させる光学系駆動機構部および撮像素子駆動機構部の構成例を示す図であって、図８（Ａ）が光学系駆動機構部の構成例を示し、図８（Ｂ）が撮像素子駆動機構部の構成例を示している。
【００４７】
光学系駆動機構部２２０Ａは、図８（Ａ）に示すように、図中に設定した直交座標系におけるＺ方向において、光学系１１０の光軸と直交する側面に配置されたアクチュエータ２２３を有している。
【００４８】
撮像素子駆動機構部２３０Ａは、図中に設定した直交座標系におけるＺ方向において、可動ステージ２３１の撮像素子１２０の配置面と対向する面に配置されたアクチュエータ２３４を有している。
【００４９】
なお、駆動機構は像の変化量として１画素ピッチ以下未満の微小変動が目的であるため、ピエゾ素子や磁歪素子、ボイスコイルモータといったアクチュエータが適している。
【００５０】
このように、本実施形態に係る撮像装置１００は、ＤＥＯＳに対応する光学系の構成および、後で詳述するＤＥＯＳの画像処理に加えて、光学系（レンズ）１１０と撮像素子１２０の相対位置を変動させることによってナイキスト成分に近い高周波の復元処理を行う。
具体的には２つの処理方法によって解決する。１つめに光軸に垂直な方向で光学系と撮像素子との相対位置をシフトさせて画像処理を行う。２つめに光軸方向で光学系と撮像素子との相対位置をシフトさせて画像処理を行う方法である。
なお、この２つのシフト量は像の変化量として１画素（ピクセル）未満とする。
以上のいずれかの方法で複数枚得られた画像を処理することによって画素またぎによって失われるナイキスト周波数の成分を回復する。
【００５１】
本実施形態においては、高周波成分を含む画像の解像力を向上させるために、深度拡張光学系を用いて、撮像素子と光学系の相対位置を微小変動（１ピクセル未満）させながら撮像して、得られた複数枚の画像を合成して深度拡張等のフィルタ処理を実行する。
深度拡張光学系を介することによって、高周波領域においてもコントラストは低下するが解像特性が反転してしまうことが無いため、正確な画像の復元を実現することができる。
すなわち、ナイキストに近い高周波成分は、機構的な駆動によって信号をなるべく消失させないことが、良好な復元に繋がる。そして深度拡張系にこの技術を用いることによって、どの物体距離においてもＯＴＦの変化が少ないことを活かして、同一のフィルタ処理によって画像を復元することができる。このフィルタによる復元ではＳ／Ｎを維持するために、高周波成分の復元ではなく低周波を復元することを優先とする。
【００５２】
以下に、ナイキスト成分の画素またぎ、光学系（レンズ)シフトによるナイキスト復元、撮像素子シフトのよるナイキスト復元、および焦点シフトのナイキスト復元について図解して説明する。
【００５３】
図９は、撮像素子のまたぎによって像が消失した場合の例を示す図である。
ここではレンズによる劣化はないとして撮像素子１２０に対し、ずれなく乗った場合と半ピクセルずれて乗った場合の例を示している。
半ピクセルずれると、全ての画素が信号５０％となるために消失してしまう。
【００５４】
図１０は、レンズ(光学系)シフトによってピクセルずらしをした場合の例を示す図である。
ここでは、レンズをサブピクセルシフト（１ピクセル分より小さい量のシフト）することによってナイキストに近い成分を抽出することを目的としている。
シフト量を予め記録しておけば画像処理装置１４０のける画像処理によってシフトした画像（絵）を複数枚合わせて復元処理を行える。
ただこのレンズシフトによる復元は、ナイキストに近い高周波成分にはエッジを回復させる効果があるがコントラストは上がらない傾向にある。
そのため、画像処理装置１４０において、フィルタによる画像復元を併用することによって解像とコントラストの２つを同時に復元する。
【００５５】
図１１は、撮像素子シフトによってピクセルずらしをした場合の例を示す図である。
ここでは、撮像素子１２０をサブピクセルシフトすることによってナイキストに近い成分を抽出することを目的としている。
レンズシフトと同様でシフト量を予め記録しておけば画像処理によってシフトした画像（絵を）複数枚合わせて復元処理を行える。
ただこの撮像素子シフトによる復元は、ナイキストに近い高周波成分にはエッジを回復させる効果があるがコントラストは上がらない傾向にある。
そのため、画像処理装置１４０において、フィルタによる画像復元を併用することによって解像とコントラストの２つを同時に復元する。
【００５６】
図１２は、焦点シフトによる倍率変動の例を示す図である。
ここでは、倍率を変えることによって消失した信号を復元することを目的としている。一般的な光学系では、焦点を外すと像がぼけ始めてしまうため、復元は困難となるが、ＤＥＯＳの場合には深度が拡張されているため、微小の像面シフトではＯＴＦは変化しない。
そこで、焦点をシフトさせることによって消失した解像が回復してくる。
【００５７】
図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、光軸と垂直な平面における相対位置の変動例を示す図であって、図１３（Ａ）は画素の長手方向(水平方向)への変動例を、図１３（Ｂ）は画素の長手方向に垂直な方向への変動例を、図１３（Ｃ）は画素の対角方向への変動を例を、それぞれ示している。
【００５８】
図１３（Ａ）および（Ｂ）に示す変動方法によってそれぞれ水平および垂直方向に関して解像を向上させることが可能となる。
図１３（Ｃ）に示す＜３＞の変動方法で水平および垂直方向を同時に変動させたことになり、１回の変動で水平および垂直方向の解像を向上させることが可能であるが、変動方向に垂直な方向の解像の向上には寄与しない。
図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示す方法を用いて合成を行うことで水平、垂直、斜めの各方向に対する解像の向上が望める。
【００５９】
変動前後の画像合成方法としては、ピクセル単位の単純加算平均、変動量分をシフト補正してから加算平均する等の演算処理に実現可能である。
【００６０】
次に、本実施形態に係る画像復元処理について説明する。
図１４は、本実施形態に係る画像復元処理のフローチャートである。
【００６１】
図１４に示すように、光学系１１０、撮像素子１２０で撮像した画像データを、ＡＦＥ１３０を通して画像処理装置１４０に供給する。画像処理装置１４０において、ＲＡＷバッファメモリに保存する（ＳＴ１、ＳＴ２）。
ここで、制御装置１９０の制御の下、駆動部２００により、撮像素子１２０、もしくは光学系１１０を変動（駆動）させる（ＳＴ３）。
そして、画像処理装置１４０において、撮像素子１２０、もしくは光学系１１０が初期位置に戻っているか否かを判断し（ＳＴ４）、戻っている場合には一連の変動による撮影が終了したものとして、撮像素子シフト、もしくはレンズ（光学系）によって発生した位相シフトをシフト画像の合成によって復元する。すなわち、高周波成分を復元する（ＳＴ５）。
次に、画像処理装置１４０において、高周波成分が復元した画像をさらにフィルタによってコントラストを復元する。すなわち、低周波成分を復元する（ＳＴ６）。
【００６２】
以上の処理を行う本実施形態によれば、被写体の周波数成分の高低による処理の切り替えを要することなく、ナイキスト周波数に近い高周波成分を含む画像まで高解像で得ることができる。
【００６３】
ここで、変動量とメモリのサイズについて考察する。
好適には、画像を格納するメモリ(ＲＡＷバッファメモリ)はサブピクセルに分割した逆数倍のサイズを持たせると良い。これは、撮像素子１２０によるサンプリング数を増やす効果があり、撮像素子１２０のナイキストを擬似的にあげることができるからである。
たとえば、一次元で考えた場合、０．５ピクセルシフトするように撮像素子もしくはレンズを駆動させたとする。その場合、メモリは画像サイズの２倍のサイズを用意すると良い。たとえば、横１２８０ピクセルの撮像素子ならば２５６０ピクセルあればよい。縦も同様のことがいえる。
【００６４】
以上、本実施形態の特徴である画像復元処理について説明した。
以下、本実施形態のＤＥＯＳに関係する光学系、画像処理装置の構成および機能について具体的に説明する。
【００６５】
図１５は、本実施形態に係るズーム光学系１１０の構成例を模式的に示す図である。この図は広角側を示している。
また、図１６は、本実施形態に係る撮像レンズ装置の望遠側のズーム光学系の構成例を模式的に示す図である。
そして、図１７は、本実施形態に係る光学系の広角側の像高中心のスポット形状を示す図であり、図１８は、本実施形態に係る光学系の望遠側の像高中心のスポット形状を示す図である。
【００６６】
図１５および図１６の光学系１１０は、物体側ＯＢＪＳに配置された物体側レンズ１１１と、撮像素子１２０に結像させるための結像レンズ１１２と、物体側レンズ１１１と結像レンズ１１２間に配置され、結像レンズ１１２による撮像素子１２０の受光面への結像の波面を変形させる、たとえば３次元的曲面を有する位相板からなる光波面変調素子（波面形成用光学素子）群１１３を有する。また、物体側レンズ１１１と結像レンズ１１２間には図示しない絞りが配置される。
たとえば、本実施形態においては、可変絞り１１０ａ（図１参照）が設けられ、露出制御（装置）において可変絞りの絞り度（開口度）を制御する。
【００６７】
なお、本実施形態においては、位相板を用いた場合について説明したが、本発明の光波面変調素子としては、波面を変形させるものであればどのようなものでもよく、厚みが変化する光学素子（たとえば、上述の３次の位相板）、屈折率が変化する光学素子（たとえば屈折率分布型波面変調レンズ）、レンズ表面へのコーディング等により厚み、屈折率が変化する光学素子（たとえば、波面変調ハイブリッドレンズ、あるいはレンズ面上に形成される位相面として形成される状態）、光の位相分布を変調可能な液晶素子（たとえば、液晶空間位相変調素子）等の光波面変調素子であればよい。
また、本実施形態においては、光波面変調素子である位相板を用いて規則的に分散した画像を形成する場合について説明したが、通常の光学系として用いるレンズで光波面変調素子と同様に規則的に分散した画像を形成できるものを選択した場合には、光波面変調素子を用いずに光学系のみで実現することができる。この際は、後述する位相板に起因する分散に対応するのではなく、光学系に起因する分散に対応することとなる。
【００６８】
図１５および図１６で示された位相板１１３ａは、光学系により収束される光束を規則正しく分散する光学レンズである。この位相板を挿入することにより、撮像素子１２０上ではピントのどこにも合わない画像を実現する。
換言すれば、位相板１１３ａによって深度の深い光束（像形成の中心的役割を成す）とフレアー（ボケ部分）を形成している。
この規則的に分散した画像をデジタル処理により、光学系１１０を移動させずにピントの合った画像に復元する手段を波面収差制御光学系システム、あるいは深度拡張光学系システム（ＤＥＯＳ：Ｄｅｐｔｈ  Ｅｘｐａｎｔｉｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）といい、この処理を画像処理装置１４０において行う。
【００６９】
ここで、ＤＥＯＳの基本原理について説明する。
図１９に示すように、被写体の画像ｆがＤＥＯＳ光学系Ｈに入ることにより、ｇ画像が生成される。
これは、次のような式で表される。
【００７０】
[数１]
ｇ＝Ｈ＊ｆ
ただし、＊はコンボリューションを表す。
【００７１】
生成された画像から被写体を求めるためには、次の処理を要する。
【００７２】
[数２]
ｆ＝Ｈ-１＊ｇ
【００７３】
ここで、Ｈに関するカーネルサイズと演算係数について説明する。
光学切り替え情報をＫＰｎ，ＫＰｎ−１・・・とする。また、それぞれのＨ関数をＨｎ，Ｈｎ−１、・・・・とする。
各々のスポット像が異なるため、各々のＨ関数は、次のようになる。
【００７４】
【数３】
2009033607.tif 000003
【００７５】
この行列の行数および／または列数の違いをカーネルサイズ、各々の数字を演算係数とする。
ここで、各々のＨ関数はメモリに格納しておいても構わないし、ＰＳＦを物体距離の関数としておき、物体距離によって計算し、Ｈ関数を算出することによって任意の物体距離に対して最適なフィルタを作るように設定できるようにしても構わない。また、Ｈ関数を物体距離の関数として、物体距離によってＨ関数を直接求めても構わない。
【００７６】
本実施形態においては、図１に示すように、光学系１１０からの像を撮像素子１２０で受像して、絞り開放時には画像処理装置１４０に入力させ、光学系に応じた変換係数を取得して、取得した変換係数をもって撮像素子１２０からの分散画像信号より分散のない画像信号を生成するように構成している。
【００７７】
なお、本実施形態において、分散とは、上述したように、位相板１１３ａを挿入することにより、撮像素子１２０上ではピントのどこにも合わない画像を形成し、位相板１１３ａによって深度の深い光束（像形成の中心的役割を成す）とフレアー（ボケ部分）を形成する現象をいい、像が分散してボケ部分を形成する振る舞いから収差と同様の意味合いが含まれる。したがって、本実施形態においては、収差として説明する場合もある。
【００７８】
本実施形態においては、ＤＥＯＳを採用し、高精細な画質を得ることが可能で、しかも、光学系を簡単化でき、コスト低減を図ることが可能となっている。
以下、この特徴について説明する。
【００７９】
図２０（Ａ）〜（Ｃ）は、撮像素子１２０の受光面でのスポット像を示している。
図２０（Ａ）は焦点が０．２ｍｍずれた場合（Ｄｅｆｏｃｕｓ＝０．２ｍｍ）、図２０（Ｂ）が合焦点の場合（Ｂｅｓｔ  ｆｏｃｕｓ）、図２０（Ｃ）が焦点が−０．２ｍｍずれた場合（Ｄｅｆｏｃｕｓ＝−０．２ｍｍ）の各スポット像を示している。
図２０（Ａ）〜（Ｃ）からもわかるように、本実施形態に係る撮像装置１００においては、位相板１１３ａを含む波面形成用光学素子群１１３によって深度の深い光束（像形成の中心的役割を成す）とフレアー（ボケ部分）が形成される。
【００８０】
このように、本実施形態の撮像装置１００において形成された１次画像ＦＩＭは、深度が非常に深い光束条件にしている。
【００８１】
図２１（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係る撮像レンズ装置により形成される１次画像の変調伝達関数（ＭＴＦ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）について説明するための図であって、図２１（Ａ）は撮像レンズ装置の撮像素子の受光面でのスポット像を示す図で、図２１（Ｂ）が空間周波数に対するＭＴＦ特性を示している。
本実施形態においては、高精細な最終画像は後段の、たとえばデジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）からなる画像処理装置１４０の補正処理に任せるため、図２１（Ａ），（Ｂ）に示すように、１次画像のＭＴＦは本質的に低い値になっている。
【００８２】
画像処理装置１４０は、上述したように、撮像素子１２０による１次画像ＦＩＭを受けて、１次画像の空間周波数におけるＭＴＦをいわゆる持ち上げる所定の補正処理等を施して高精細な最終画像ＦＮＬＩＭを形成する。
【００８３】
画像処理装置１４０のＭＴＦ補正処理は、たとえば図２１の曲線Ａで示すように、本質的に低い値になっている１次画像のＭＴＦを、空間周波数をパラメータとしてエッジ強調、クロマ強調等の後処理にて、図２１中曲線Ｂで示す特性に近づく（達する）ような補正を行う。
図２１中曲線Ｂで示す特性は、たとえば本実施形態のように、波面形成用光学素子を用いずに波面を変形させない場合に得られる特性である。
なお、本実施形態における全ての補正は、空間周波数のパラメータによる。
【００８４】
本実施形態においては、図２２に示すように、光学的に得られる空間周波数に対するＭＴＦ特性曲線Ａに対して、最終的に実現したいＭＴＦ特性曲線Ｂを達成するためには、それぞれの空間周波数に対し、図２３に示すようにエッジ強調等の強弱を付け、元の画像（１次画像）に対して補正をかける。
たとえば、図２２のＭＴＦ特性の場合、空間周波数に対するエッジ強調の曲線は、図２３に示すようになる。
【００８５】
すなわち、空間周波数の所定帯域内における低周波数側および高周波数側でエッジ強調を弱くし、中間周波数領域においてエッジ強調を強くして補正を行うことにより、所望のＭＴＦ特性曲線Ｂを仮想的に実現する。
【００８６】
このように、実施形態に係る撮像装置１００は、基本的に、１次画像を形成する光学系１１０および撮像素子１２０と、１次画像を高精細な最終画像に形成する画像処理装置１４０からなり、光学系システムの中に、波面成形用の光学素子を新たに設けるか、またはガラス、プラスチックなどのような光学素子の面を波面成形用に成形したものを設けることにより、結像の波面を変形（変調）し、そのような波面をＣＣＤやＣＭＯＳセンサからなる撮像素子１２０の撮像面（受光面）に結像させ、その結像１次画像を、画像処理装置１４０を通して高精細画像を得る画像形成システムである。
本実施形態では、撮像素子１２０による１次画像は深度が非常に深い光束条件にしている。そのために、１次画像のＭＴＦは本質的に低い値になっており、そのＭＴＦの補正を画像処理装置１４０で行う。
【００８７】
ここで、本実施形態における撮像装置１００における結像のプロセスを、波動光学的に考察する。
物点の１点から発散された球面波は結像光学系を通過後、収斂波となる。そのとき、結像光学系が理想光学系でなければ収差が発生する。波面は球面でなく複雑な形状となる。幾何光学と波動光学の間を取り持つのが波面光学であり、波面の現象を取り扱う場合に便利である。
結像面における波動光学的ＭＴＦを扱うとき、結像光学系の射出瞳位置における波面情報が重要となる。
ＭＴＦの計算は結像点における波動光学的強度分布のフーリエ変換で求まる。その波動光学的強度分布は波動光学的振幅分布を２乗して得られるが、その波動光学的振幅分布は射出瞳における瞳関数のフーリエ変換から求まる。
さらにその瞳関数はまさに射出瞳位置における波面情報（波面収差）そのものからであることから、その光学系１１０を通して波面収差が厳密に数値計算できればＭＴＦが計算できることになる。
【００８８】
したがって、所定の手法によって射出瞳位置での波面情報に手を加えれば、任意に結像面におけるＭＴＦ値は変更可能である。
本実施形態においても、波面の形状変化を波面形成用光学素子で行うのが主であるが、まさにｐｈａｓｅ（位相、光線に沿った光路長）に増減を設けて目的の波面形成を行っている。
そして、目的の波面形成を行えば、射出瞳からの射出光束は、図２０（Ａ）〜（Ｃ）に示す幾何光学的なスポット像からわかるように、光線の密な部分と疎の部分から形成される。
この光束状態のＭＴＦは空間周波数の低いところでは低い値を示し、空間周波数の高いところまでは何とか解像力は維持している特徴を示している。
すなわち、この低いＭＴＦ値（または、幾何光学的にはこのようなスポット像の状態）であれば、エリアジングの現象を発生させないことになる。
つまり、ローパスフィルタが必要ないのである。
そして、後段のＤＳＰ等からなる画像処理装置１４０でＭＴＦ値を低くしている原因のフレアー的画像を除去すれば良いのである。それによってＭＴＦ値は著しく向上する。
【００８９】
次に、本実施形態および一般的な光学系のＭＴＦのレスポンスについて考察する。
【００９０】
図２４は、一般的な光学系の場合において物体が焦点位置にあるときと焦点位置から外れたときのＭＴＦのレスポンス（応答）を示す図である。
図２５は、光波面変調素子を有する本実施形態の光学系の場合において物体が焦点位置にあるときと焦点位置から外れたときのＭＴＦのレスポンスを示す図である。
また、図２６は、本実施形態に係る撮像装置のデータ復元後のＭＴＦのレスポンスを示す図である。
【００９１】
図からもわかるように、光波面変調素子を有する光学系の場合、物体が焦点位置から外れた場合でもＭＴＦのレスポンスの変化が光波面変調素子を挿入してない光学系よりも少なくなる。
この光学系によって結像された画像を、コンボリューションフィルタによる処理によって、ＭＴＦのレスポンスが向上する。
【００９２】
図２３に示した、位相板を持つ光学系のＯＴＦの絶対値（ＭＴＦ）はナイキスト周波数において０．１以上であることが好ましい。
なぜなら、図２４に示した復元後のＯＴＦを達成するためには復元フィルタでゲインを上げることになるが、センサのノイズも同時に上げることになる。そのため、ナイキスト周波数付近の高周波ではできるたけゲインを上げずに復元を行うことが好ましい。
通常の光学系の場合、ナイキスト周波数でのＭＴＦが０．１以上あれば解像する。
したがって、復元前のＭＴＦが０．１以上あれば復元フィルタでナイキスト周波数でのゲインを上げずに済む。復元前のＭＴＦが０．１未満であると、復元画像がノイズの影響を大きく受けた画像になるため好ましくない。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態によれば、光波面変調素子を含む光学系１１０と、光学系１１０を通過した被写体像を撮像する撮像素子１２０と、光学系１１０と撮像素子１２０との相対位置を変動可能な駆動部２００と、撮像素子１２０からの被写体の画像データに対して所定の演算処理およびフィルタリング処理を施す画像処理装置１４０と、駆動部２００で光学系１１０と撮像素子１２０の相対位置を変動させて複数回撮像した画像データを得、画像処理装置１４０にて得られた複数の画像データを演算して合成させ、フィルタリング処理を行わせる制御装置１９０と、を有することから、被写体の周波数成分の高低による処理の切り替えを要することなく、ナイキスト周波数に近い高周波成分を含む画像まで高解像で得ることができる。
【００９４】
また、本実施形態によれば、１次画像を形成する光波面変調素子を含む光学系１１０および撮像素子１２０と、１次画像を高精細な最終画像に形成する画像処理装置１４０とを含み、撮像素子１２０と光波面変調素子としての位相変調素子（位相板）１１３ａを復元に適した配置とすることができ、公差の緩い深度拡張光学系を実現できる。
その結果、復元画が良好となるようなボカシを実現でき、適切な画質の、ノイズの影響が小さく、良好な復元画像を得ることができる利点がある。
また、光学系を簡単化でき、コスト低減を図ることができ、しかも適切な画質の、ノイズの影響が小さい復元画像を得ることができる利点がある。
また、コンボリューション演算時に用いるカーネルサイズやその数値演算で用いられる係数を可変とし、操作部１８０等の入力により知り、適性となるカーネルサイズや上述した係数を対応させることにより、倍率やディフォーカス範囲を気にすることなくレンズ設計ができ、かつ精度の高いコンボリュ−ションによる画像復元が可能となる利点がある。
また、難度が高く、高価でかつ大型化した光学レンズを必要とせずに、かつ、レンズを駆動させること無く、撮影したい物体に対してピントが合い、背景はぼかすといった、いわゆる自然な画像を得ることもできる。
そして、本実施形態に係る撮像装置１００は、デジタルカメラやカムコーダー等の民生機器の小型、軽量、コストを考慮されたＤＥＯＳの光学システムに使用することが可能である。
【００９５】
また、本実施形態においては、結像レンズ１１２による撮像素子１２０の受光面への結像の波面を変形させる波面形成用光学素子を有する撮像レンズ系と、撮像素子１２０による１次画像ＦＩＭを受けて、１次画像の空間周波数におけるＭＴＦをいわゆる持ち上げる所定の補正処理等を施して高精細な最終画像ＦＮＬＩＭを形成する画像処理装置１４０とを有することから、高精細な画質を得ることが可能となるという利点がある。
また、光学系１１０の構成を簡単化でき、製造が容易となり、コスト低減を図ることができる。
【００９６】
ところで、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサを撮像素子として用いた場合、画素ピッチから決まる解像力限界が存在し、光学系の解像力がその限界解像力以上であるとエリアジングのような現象が発生し、最終画像に悪影響を及ぼすことは周知の事実である。
画質向上のため、可能な限りコントラストを上げることが望ましいが、そのことは高性能なレンズ系を必要とする。
【００９７】
しかし、上述したように、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサを撮像素子として用いた場合、エリアジングが発生する。
現在、エリアジングの発生を避けるため、撮像レンズ装置では、一軸結晶系からなるローパスフィルタを併用し、エリアジングの現象の発生を避けている。
このようにローパスフィルタを併用することは、原理的に正しいが、ローパスフィルタそのものが結晶でできているため、高価であり、管理が大変である。また、光学系に使用することは光学系をより複雑にしているという不利益がある。
【００９８】
以上のように、時代の趨勢でますます高精細の画質が求められているにもかかわらず、高精細な画像を形成するためには、従来の撮像レンズ装置では光学系を複雑にしなければならない。複雑にすれば、製造が困難になったりし、また高価なローパスフィルタを利用したりするとコストアップにつながる。
しかし、本実施形態によれば、ローパスフィルタを用いなくとも、エリアジングの現象の発生を避けることができ、高精細な画質を得ることができる。
【００９９】
なお、本実施形態において、光学系の波面形成用光学素子を絞りより物体側レンズよりに配置した例を示したが、絞りと同一あるいは絞りより結像レンズ側に配置しても前記と同様の作用効果を得ることができる。
【０１００】
なお、このような特徴を有する本実施形態に係る撮像装置は、たとえば図２７に示すような情報コード読取装置に適用可能である。
【０１０１】
図２７は、本発明の実施形態に係る撮像装置を適用可能な情報コード読取装置の一例を示す外観図である。
図２８（Ａ）〜（Ｃ）は、情報コードの例を示す図である。
【０１０２】
本実施形態に係る情報コード読取装置３００は、図２７に示すように、本体３１０がケーブル３１１を介して図示しない電子レジスタ等の処理装置と接続され、たとえば読み取り対象物３２０に印刷された反射率の異なるシンボル、コード等の情報コード３２１を読み取り可能な装置である。
情報コード読取装置３００は、本体３１０に形成された読取開始スイッチ３１２が操作されると、それをトリガとして、情報コードの読み取りを、たとえば１０回試みて７回デコード判定で可となればそれをデコード結果とする機能を有している。
この機能を有する理由は、情報コードの読み取り１回でデコード判定を可とすると、外乱や弱い情報に対して読み取りができない状態が続く場合が想定されることから、利用者の使い勝手を考慮したものである。ちなみにこの再試行の７回の設定は変更できように構成されている。
【０１０３】
読み取り対象の情報コードとしては、たとえば図２８（Ａ）に示すような、ＪＡＮコードのような１次元のバーコード３２２と、図２８（Ｂ）および（Ｃ）に示すようなスタック式のＣＯＤＥ４９、あるいはマトリックス方式のＱＲコードのような二次元のバーコード３２３が挙げられる。
【０１０４】
本実施形態に係る情報コード読取装置３００は、本体３１０内に、図示しない照明光源と、図３に示すような撮像装置１００とが配置される。
情報コード読取装置３００の配置される撮像装置１００は、たとえば外部とのびインタフェース部（Ｉ／Ｆ）が設けられる。
【０１０５】
本実施形態に係る情報コード読取装置３００によれば、画像の復元処理においてコントラストの向上と共に深度を拡張することができ、精度の高いコード読み取りを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明に係る撮像装置の一実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】カーネルデータＲＯＭの格納データの一例（光学倍率）を示す図である。
【図３】カーネルデータＲＯＭの格納データの他例を示す図である。
【図４】光学系を光軸と垂直な方向に変動させて、光学系の結像レンズと撮像素子の相対位置を光軸と垂直な方向に変動させる例を示す図である。
【図５】撮像素子を光軸と垂直な方向に変動させて、光学系の結像レンズと撮像素子の相対位置を光軸と垂直な方向に変動させる例を示す図である。
【図６】光学系を光軸方向にシフトして倍率変動させて、光学系と撮像素子１２０の相対位置を光軸方向に変動させる例を示す図である。
【図７】光学系および撮像素子を光軸に垂直な方向に変動させる光学系駆動機構部および撮像素子駆動機構部の構成例を示す図であって、（Ａ）が光学系駆動機構部の構成例を示す図、（Ｂ）が撮像素子駆動機構部の構成例を示す図である。
【図８】光学系および撮像素子を光軸に方向に変動させる光学系駆動機構部および撮像素子駆動機構部の構成例を示す図であって、（Ａ）が光学系駆動機構部の構成例を示す図、（Ｂ）が撮像素子駆動機構部の構成例を示す図である。
【図９】撮像素子のまたぎによって像が消失した場合の例を示す図である。
【図１０】レンズ(光学系)シフトによってピクセルずらしをした場合の例を示す図である。
【図１１】撮像素子シフトによってピクセルずらしをした場合の例を示す図である。
【図１２】焦点シフトによる倍率変動の例を示す図である。
【図１３】光軸と垂直な平面における相対位置の変動例を示す図であって、（Ａ）は画素の長手方向(水平方向)への変動例を示す図、（Ｂ）は画素の長手方向に垂直は方向への変動例を示す図、（Ｃ）は画素の対角方向への変動例を示す図である。
【図１４】本実施形態に係る画像復元処理のフローチャートである。
【図１５】本実施形態に係る撮像レンズ装置の広角側のズーム光学系の構成例を模式的に示す図である。
【図１６】本実施形態に係る撮像レンズ装置の望遠側のズーム光学系の構成例を模式的に示す図である。
【図１７】広角側の像高中心のスポット形状を示す図である。
【図１８】望遠側の像高中心のスポット形状を示す図である。
【図１９】ＤＥＯＳの原理を説明するための図である。
【図２０】本実施形態に係る撮像素子の受光面でのスポット像を示す図であって、（Ａ）は焦点が０．２ｍｍずれた場合（Ｄｅｆｏｃｕｓ＝０．２ｍｍ）、（Ｂ）は合焦点の場合（Ｂｅｓｔ  ｆｏｃｕｓ）、（Ｃ）は焦点が−０．２ｍｍずれた場合（Ｄｅｆｏｃｕｓ＝−０．２ｍｍ）の各スポット像を示す図である。
【図２１】本実施形態に係る撮像素子により形成される１次画像のＭＴＦについて説明するための図であって、（Ａ）は撮像レンズ装置の撮像素子の受光面でのスポット像を示す図で、（Ｂ）が空間周波数に対するＭＴＦ特性を示している。
【図２２】本実施形態に係る画像処理装置におけるＭＴＦ補正処理を説明するための図である。
【図２３】本実施形態に係る画像処理装置におけるＭＴＦ補正処理を具体的に説明するための図である。
【図２４】従来の光学系の場合において物体が焦点位置にあるときと焦点位置から外れたときのＭＴＦのレスポンス（応答）を示す図である。
【図２５】光波面変調素子を有する本実施形態の光学系の場合において物体が焦点位置にあるときと焦点位置から外れたときのＭＴＦのレスポンスを示す図である。
【図２６】本実施形態に係る撮像装置のデータ復元後のＭＴＦのレスポンスを示す図である。
【図２７】本発明の実施形態に係る撮像装置を適用可能な情報コード読取装置の一例を示す外観図である。
【図２８】情報コードの例を示す図である。
【図２９】一般的な撮像レンズ装置の構成および光束状態を模式的に示す図である。
【図３０】図２９の撮像レンズ装置の撮像素子の受光面でのスポット像を示す図であって、（Ａ）は焦点が０．２ｍｍずれた場合（Ｄｅｆｏｃｕｓ＝０．２ｍｍ）、（Ｂ）は合焦点の場合（Ｂｅｓｔ  ｆｏｃｕｓ）、（Ｃ）は焦点が−０．２ｍｍずれた場合（Ｄｅｆｏｃｕｓ＝−０．２ｍｍ）の各スポット像を示す図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１００・・・撮像装置、１１０・・・光学系、１２０・・・撮像素子、１３０・・・アナログフロントエンド部（ＡＦＥ）、１４０・・・画像処理装置、１５０・・・カメラ信号処理部、１８０・・・操作部、１９０・・・制御装置、２００・・・駆動部、１１１・・・物体側レンズ、１１２・・・結像レンズ、１１３・・・波面形成用光学素子、１１３ａ・・・位相板（光波面変調素子）、１４２・・・コンボリューション演算器、１４３・・・カーネルデータＲＯＭ、１４４・・・コンボリューション制御部、３００・・・情報コード読取装置、３２１・・・情報コード。
【図１】
2009033607.tif 000004
【図２】
2009033607.tif 000005
【図３】
2009033607.tif 000006
【図４】
2009033607.tif 000007
【図５】
2009033607.tif 000008
【図６】
2009033607.tif 000009
【図７】
2009033607.tif 000010
【図８】
2009033607.tif 000011
【図９】
2009033607.tif 000012
【図１０】
2009033607.tif 000013
【図１１】
2009033607.tif 000014
【図１２】
2009033607.tif 000015
【図１３】
2009033607.tif 000016
【図１４】
2009033607.tif 000017
【図１５】
2009033607.tif 000018
【図１６】
2009033607.tif 000019
【図１７】
2009033607.tif 000020
【図１８】
2009033607.tif 000021
【図１９】
2009033607.tif 000022
【図２０】
2009033607.tif 000023
【図２１】
2009033607.tif 000024
【図２２】
2009033607.tif 000025
【図２３】
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【図２４】
2009033607.tif 000027
【図２５】
2009033607.tif 000028
【図２６】
2009033607.tif 000029
【図２７】
2009033607.tif 000030
【図２８】
2009033607.tif 000031
【図２９】
2009033607.tif 000032
【図３０】
2009033607.tif 000033