JPH05308481A - 画像入力装置 - Google Patents
画像入力装置Info
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- JPH05308481A JPH05308481A JP4108296A JP10829692A JPH05308481A JP H05308481 A JPH05308481 A JP H05308481A JP 4108296 A JP4108296 A JP 4108296A JP 10829692 A JP10829692 A JP 10829692A JP H05308481 A JPH05308481 A JP H05308481A
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- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学レンズを用いることなく、結像距離の異
なる画像をその全面にわたって合焦状態かつ実用感度で
撮像する。 【構成】 微小開口１３とイメージセンサー１４からな
る複数の受光ユニット１２を配置して受光ユニットアレ
イ１とし、この受光ユニットアレイ１の各イメージセン
サーに投射された画像の着目点を計算し、同一着目点の
イメージセンサー出力を加算して読み取り信号とする。 【効果】 画像の全面にわたって実用レベルの信号を得
ることができ、受光ユニット出力を記憶させておくこと
で、撮像後のピント調整ができる。
なる画像をその全面にわたって合焦状態かつ実用感度で
撮像する。 【構成】 微小開口１３とイメージセンサー１４からな
る複数の受光ユニット１２を配置して受光ユニットアレ
イ１とし、この受光ユニットアレイ１の各イメージセン
サーに投射された画像の着目点を計算し、同一着目点の
イメージセンサー出力を加算して読み取り信号とする。 【効果】 画像の全面にわたって実用レベルの信号を得
ることができ、受光ユニット出力を記憶させておくこと
で、撮像後のピント調整ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像入力装置に係り、
特にレンズを用いることなく結像距離の異なる画像を当
該画像の全面にわたって合焦状態かつ実用感度で撮像す
ると共に、撮像後に撮像面の位置を電気的に変えること
のできる画像入力装置に関する。
特にレンズを用いることなく結像距離の異なる画像を当
該画像の全面にわたって合焦状態かつ実用感度で撮像す
ると共に、撮像後に撮像面の位置を電気的に変えること
のできる画像入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、画像を入力するための装置とし
て知られる撮像装置においては、結像レンズから異なる
距離にある複数の撮像対象（入力対象画像）あるいは同
一撮像対象の各部分がレンズから異なる距離にある場合
には、その距離の差がレンズによって決まる焦点深度内
でないと、すべての撮像対象あるいは撮像対象の各部を
合焦状態で撮像すことは不可能である。
て知られる撮像装置においては、結像レンズから異なる
距離にある複数の撮像対象（入力対象画像）あるいは同
一撮像対象の各部分がレンズから異なる距離にある場合
には、その距離の差がレンズによって決まる焦点深度内
でないと、すべての撮像対象あるいは撮像対象の各部を
合焦状態で撮像すことは不可能である。
【０００３】図７はイメージセンサーを用いた従来の画
像入力装置を説明する模式図であって、０７は光学レン
ズ（ガラスレンズ等）、０８は撮像光線、０１０は入力
すべき画像の面、０１４はイメージセンサーの感度面
（撮像面）である。図示してように、光学レンズを用い
た画像入力装置では、入力すべき画像の面０１０からの
撮像光線０８を光学レンズ０７でイメージセンサーの感
度面０１４に結像する。すなわち、入力すべき画像の面
０１０にある在る点Ｐ0 の光像はレンズ０７により、こ
の光学系の共役長Ｌの位置にあるイメージセンサーの感
度面０１４上の点Ｐ1 に結像する。そして、このイメー
ジセンサーの出力を画像入力信号とするものである。
像入力装置を説明する模式図であって、０７は光学レン
ズ（ガラスレンズ等）、０８は撮像光線、０１０は入力
すべき画像の面、０１４はイメージセンサーの感度面
（撮像面）である。図示してように、光学レンズを用い
た画像入力装置では、入力すべき画像の面０１０からの
撮像光線０８を光学レンズ０７でイメージセンサーの感
度面０１４に結像する。すなわち、入力すべき画像の面
０１０にある在る点Ｐ0 の光像はレンズ０７により、こ
の光学系の共役長Ｌの位置にあるイメージセンサーの感
度面０１４上の点Ｐ1 に結像する。そして、このイメー
ジセンサーの出力を画像入力信号とするものである。
【０００４】また、上記のような光学レンズを用いるこ
となく、上記画像面の全面にわたって合焦状態で画像信
号を得るものとして、例えば特開平１−２０９８８４号
公報に開示されたピンホールを用いた撮像装置が知られ
ている。この公報記載の撮像装置は、ピンホールを通過
した画像の光像を一旦スクリーンに投影し、これを縮小
光学系でイメージセンサー上に結像して読み取り信号を
得るものである。
となく、上記画像面の全面にわたって合焦状態で画像信
号を得るものとして、例えば特開平１−２０９８８４号
公報に開示されたピンホールを用いた撮像装置が知られ
ている。この公報記載の撮像装置は、ピンホールを通過
した画像の光像を一旦スクリーンに投影し、これを縮小
光学系でイメージセンサー上に結像して読み取り信号を
得るものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般に、画像入力装置
では、その焦点位置が固定されていることが多いため容
易にその焦点位置を変更することができない。そのた
め、入力する画像が予め定めた画像面０１０からずれる
と、読み取り画像の鮮鋭度が欠けた所謂ボケた状態にな
る。
では、その焦点位置が固定されていることが多いため容
易にその焦点位置を変更することができない。そのた
め、入力する画像が予め定めた画像面０１０からずれる
と、読み取り画像の鮮鋭度が欠けた所謂ボケた状態にな
る。
【０００６】そして、撮像操作を行ってしまった後に、
焦点位置のズレに気がついても、あとからピント合わせ
の操作をすることができない。そのため、一瞬しか存在
しない画像を良好な品質で間違いなく撮像することは困
難である。また、光学レンズ０７を用いたものでは、イ
メージセンサー感度面０１４（結像面＝撮像面）と、入
力する画像の面０１０にある撮像対象画像との距離であ
る共役長Ｌが長くなり、装置の小型化の妨げになる。
焦点位置のズレに気がついても、あとからピント合わせ
の操作をすることができない。そのため、一瞬しか存在
しない画像を良好な品質で間違いなく撮像することは困
難である。また、光学レンズ０７を用いたものでは、イ
メージセンサー感度面０１４（結像面＝撮像面）と、入
力する画像の面０１０にある撮像対象画像との距離であ
る共役長Ｌが長くなり、装置の小型化の妨げになる。
【０００７】一方、レンズによる結像を必要としない、
前記特開平１−２０９８８４号公報に開示の発明は、１
個のピンホールを経て得られるスクリーン上の画像を光
学レンズで縮小してイメージセンサー（撮像素子）に入
力するものであるが、この画像入力装置の構成では、ピ
ンホールを通過する光量が極めて少ないために、イメー
ジセンサーの出力レベルが小さく、したがって十分は大
きさの輝度値をもつ画像信号を実用的なスピードで得る
ことができないという問題がある。
前記特開平１−２０９８８４号公報に開示の発明は、１
個のピンホールを経て得られるスクリーン上の画像を光
学レンズで縮小してイメージセンサー（撮像素子）に入
力するものであるが、この画像入力装置の構成では、ピ
ンホールを通過する光量が極めて少ないために、イメー
ジセンサーの出力レベルが小さく、したがって十分は大
きさの輝度値をもつ画像信号を実用的なスピードで得る
ことができないという問題がある。
【０００８】本発明の目的は、光学レンズを用いること
なく小型で実用的な感度があり、また撮像面の位置を撮
像後に電気的に変えることのできる新規な画像入力装置
を提供することにある。
なく小型で実用的な感度があり、また撮像面の位置を撮
像後に電気的に変えることのできる新規な画像入力装置
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、微小開口（ピンホール１３）を有する遮
光部材と、この微小開口を通過した画像読み取り面から
の光を受光する複数の受光素子（イメージセンサー１
４）を有する複数の受光ユニット（１２）をアレイ状に
配列してなる受光ユニットアレイ（１）と、前記複数の
受光ユニット（１２）を構成する各受光素子から出力さ
れる読み取り信号を記憶する記憶手段（２）と、前記画
像読み取り面の任意の着目点からの光が到達する前記各
受光ユニット（１２）の前記受光ユニットアレイ（１）
上での位置を計算する光路追跡計算手段（３）と、前記
光路追跡計算手段（３）の計算結果に基づいて前記記憶
手段（２）から同一の着目点に対応する前記各受光素子
の出力を選択的に読み出す選択読み出し手段（４）と、
前記選択読み出し手段（４）によって読み出された各受
光素子１４の出力を加算する加算手段（５）と、を備え
たことを特徴とする。
に、本発明は、微小開口（ピンホール１３）を有する遮
光部材と、この微小開口を通過した画像読み取り面から
の光を受光する複数の受光素子（イメージセンサー１
４）を有する複数の受光ユニット（１２）をアレイ状に
配列してなる受光ユニットアレイ（１）と、前記複数の
受光ユニット（１２）を構成する各受光素子から出力さ
れる読み取り信号を記憶する記憶手段（２）と、前記画
像読み取り面の任意の着目点からの光が到達する前記各
受光ユニット（１２）の前記受光ユニットアレイ（１）
上での位置を計算する光路追跡計算手段（３）と、前記
光路追跡計算手段（３）の計算結果に基づいて前記記憶
手段（２）から同一の着目点に対応する前記各受光素子
の出力を選択的に読み出す選択読み出し手段（４）と、
前記選択読み出し手段（４）によって読み出された各受
光素子１４の出力を加算する加算手段（５）と、を備え
たことを特徴とする。
【００１０】また、本発明は、イメージセンサー（１
４）の感度面の上部に、ある距離をおいてピンホール
（１３）を配置し、このピンホールと前記イメージセン
サの間の空間と外部の空間を光学的に隔離するように遮
光処理をほどこした複数の受光ユニット（１２）を前記
ピンホールが同一方向を向くように２次元に配置した受
光ユニットアレイ（１）と、前記受光ユニットアレイ
（１）を構成する各受光ユニット（１２）のイメージセ
ンサー（１４）から出力される読み取り信号を記憶する
記憶手段（２）と、画像読み取り面の任意の着目点から
の光が到達する前記各受光ユニット（１２）の前記受光
ユニットアレイ（１）上での位置を計算する光路追跡計
算手段（３）と、前記光路追跡計算手段（３）の計算結
果に基づいて前記記憶手段（２）から同一の着目点に対
応する前記各イメージセンサー（１４）の出力を選択的
に読み出す選択読み出し手段（４）と、前記選択読み出
し手段（４）によって読み出された各イメージセンサー
（１４）の出力を加算する加算手段（５）と、を備えた
ことを特徴とする。
４）の感度面の上部に、ある距離をおいてピンホール
（１３）を配置し、このピンホールと前記イメージセン
サの間の空間と外部の空間を光学的に隔離するように遮
光処理をほどこした複数の受光ユニット（１２）を前記
ピンホールが同一方向を向くように２次元に配置した受
光ユニットアレイ（１）と、前記受光ユニットアレイ
（１）を構成する各受光ユニット（１２）のイメージセ
ンサー（１４）から出力される読み取り信号を記憶する
記憶手段（２）と、画像読み取り面の任意の着目点から
の光が到達する前記各受光ユニット（１２）の前記受光
ユニットアレイ（１）上での位置を計算する光路追跡計
算手段（３）と、前記光路追跡計算手段（３）の計算結
果に基づいて前記記憶手段（２）から同一の着目点に対
応する前記各イメージセンサー（１４）の出力を選択的
に読み出す選択読み出し手段（４）と、前記選択読み出
し手段（４）によって読み出された各イメージセンサー
（１４）の出力を加算する加算手段（５）と、を備えた
ことを特徴とする。
【００１１】また、本発明は、イメージセンサー（１
４）の感度面の上部に、ある距離をおいてピンホール
（１３）を配置し、このピンホール（１３）と前記イメ
ージセンサ（１３）の間の空間と外部の空間を光学的に
隔離するように遮光処理をほどこした受光ユニット（１
２）を前記ピンホール（１３）が同一方向を向くように
複数配置した受光ユニットアレイ（１）と、前記受光ユ
ニットアレイを構成する各受光ユニット（１２）を構成
するイメージセンサー（１４）から出力される読み取り
信号を記憶する記憶手段（２）と、画像読み取り面の任
意の着目点からの光が到達する前記各受光ユニットの前
記受光ユニットアレイ上での位置を計算する光路追跡計
算手段（３）と、前記光路追跡計算手段（３）の計算結
果に基づいて前記記憶手段（２）から同一の着目点に対
応する前記各受光素子の出力を選択的に読み出す選択読
み出し手段（４）と、前記選択読み出し手段（４）によ
って読み出された各イメージセンサー（１４）の出力を
加算する加算手段（５）と、入力しようとする画像が存
在する面の一点に着目し、前記着目点からの入力光が前
記複数の受光ユニット（１２）のピンホール（１３）を
通して前記イメージセンサー（１４）の感度面に到達す
る場所にある画素の輝度値を加算してこれを前記着目点
の輝度値とする加算手段（５）とを備え、入力しようと
する画像が存在する面の全面についてこの着目点を走査
することにより画像信号を合成することを特徴とする。
４）の感度面の上部に、ある距離をおいてピンホール
（１３）を配置し、このピンホール（１３）と前記イメ
ージセンサ（１３）の間の空間と外部の空間を光学的に
隔離するように遮光処理をほどこした受光ユニット（１
２）を前記ピンホール（１３）が同一方向を向くように
複数配置した受光ユニットアレイ（１）と、前記受光ユ
ニットアレイを構成する各受光ユニット（１２）を構成
するイメージセンサー（１４）から出力される読み取り
信号を記憶する記憶手段（２）と、画像読み取り面の任
意の着目点からの光が到達する前記各受光ユニットの前
記受光ユニットアレイ上での位置を計算する光路追跡計
算手段（３）と、前記光路追跡計算手段（３）の計算結
果に基づいて前記記憶手段（２）から同一の着目点に対
応する前記各受光素子の出力を選択的に読み出す選択読
み出し手段（４）と、前記選択読み出し手段（４）によ
って読み出された各イメージセンサー（１４）の出力を
加算する加算手段（５）と、入力しようとする画像が存
在する面の一点に着目し、前記着目点からの入力光が前
記複数の受光ユニット（１２）のピンホール（１３）を
通して前記イメージセンサー（１４）の感度面に到達す
る場所にある画素の輝度値を加算してこれを前記着目点
の輝度値とする加算手段（５）とを備え、入力しようと
する画像が存在する面の全面についてこの着目点を走査
することにより画像信号を合成することを特徴とする。
【００１２】さらに、本発明は、前記イメージセンサー
（１４）の感度面の上部に、ある距離をおいてピンホー
ル（１３）を配置し、このピンホール（１３）と前記イ
メージセンサ（１４）の間の空間と外部の空間を光学的
に隔離するように遮光処理をほどこした複数の受光ユニ
ット（１２）を前記ピンホール（１３）が同一方向を向
くように一方向に配置した受光ユニットアレイ（１’）
と、前記一方向と直交する他方向に移動可能に前記受光
ユニットアレイ（１’）を搭載した可動台（６１）と、
前記受光ユニットアレイ（１’）を構成する各受光ユニ
ット（１２）のイメージセンサー（１４）から出力され
る読み取り信号を前記可動台（６１）の移動にしたがっ
て順次記憶する記憶手段（２１）と、画像読み取り面の
任意の着目点からの光が到達する前記各受光ユニット
（１２）の前記受光ユニットアレイ（１’）上での位置
を計算する光路追跡計算手段（３１）と、前記光路追跡
計算手段（３１）の計算結果に基づいて前記記憶手段
（２１）から同一の着目点に対応する前記各イメージセ
ンサー（１２）の出力を選択的に読み出す選択読み出し
手段（４１）と、前記選択読み出し手段（４１）によっ
て読み出された各イメージセンサー（１２）の出力を加
算する加算手段（５１）と、を備えたことを特徴とす
る。
（１４）の感度面の上部に、ある距離をおいてピンホー
ル（１３）を配置し、このピンホール（１３）と前記イ
メージセンサ（１４）の間の空間と外部の空間を光学的
に隔離するように遮光処理をほどこした複数の受光ユニ
ット（１２）を前記ピンホール（１３）が同一方向を向
くように一方向に配置した受光ユニットアレイ（１’）
と、前記一方向と直交する他方向に移動可能に前記受光
ユニットアレイ（１’）を搭載した可動台（６１）と、
前記受光ユニットアレイ（１’）を構成する各受光ユニ
ット（１２）のイメージセンサー（１４）から出力され
る読み取り信号を前記可動台（６１）の移動にしたがっ
て順次記憶する記憶手段（２１）と、画像読み取り面の
任意の着目点からの光が到達する前記各受光ユニット
（１２）の前記受光ユニットアレイ（１’）上での位置
を計算する光路追跡計算手段（３１）と、前記光路追跡
計算手段（３１）の計算結果に基づいて前記記憶手段
（２１）から同一の着目点に対応する前記各イメージセ
ンサー（１２）の出力を選択的に読み出す選択読み出し
手段（４１）と、前記選択読み出し手段（４１）によっ
て読み出された各イメージセンサー（１２）の出力を加
算する加算手段（５１）と、を備えたことを特徴とす
る。
【００１３】このように、本発明は、小型の所謂イメー
ジセンサー付きのピンホールカメラ形の撮像装置を構成
する複数の受光ユニットを２次元または１次元に配置
し、これらの受光ユニットから得られる画像信号のう
ち、対象画像の存在する画像入力面の着目点から発せら
れる光線の位置に対応する受光素子（イメージセンサ
ー）の出力信号を加算し、それを着目点の輝度値とする
操作を行って画像信号を取得することを特徴とするもの
である。
ジセンサー付きのピンホールカメラ形の撮像装置を構成
する複数の受光ユニットを２次元または１次元に配置
し、これらの受光ユニットから得られる画像信号のう
ち、対象画像の存在する画像入力面の着目点から発せら
れる光線の位置に対応する受光素子（イメージセンサ
ー）の出力信号を加算し、それを着目点の輝度値とする
操作を行って画像信号を取得することを特徴とするもの
である。
【００１４】
【作用】以上のように構成した本発明は、ガラスレンズ
等の光学レンズを使わないため、画像入力装置を小型に
できると共に、撮影対象画像の特定の面を電気的に容易
に変えることができること、すなわち、結像光学系で言
うピント位置を自在に変更することが可能となる。
等の光学レンズを使わないため、画像入力装置を小型に
できると共に、撮影対象画像の特定の面を電気的に容易
に変えることができること、すなわち、結像光学系で言
うピント位置を自在に変更することが可能となる。
【００１５】また、受光素子（イメージセンサー）から
の画像信号を記憶しておくことにより、撮像した後にこ
の記憶信号を用いてピント位置の調整ができる。さら
に、複数のユニットからの信号を加算処理するため、単
なるピンホールカメラに比較して十分な感度を得ること
ができるため、実用的に高速の画像読み取りが可能とな
る。
の画像信号を記憶しておくことにより、撮像した後にこ
の記憶信号を用いてピント位置の調整ができる。さら
に、複数のユニットからの信号を加算処理するため、単
なるピンホールカメラに比較して十分な感度を得ること
ができるため、実用的に高速の画像読み取りが可能とな
る。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。図１は本発明による画像入力装置の
１実施例を説明する概略ブロツク図であって、１は受光
ユニットアレイ、２は記憶手段、３は行路追跡計算手
段、４は選択読み出し手段、５は加算手段、６は画像入
力信号である。
て詳細に説明する。図１は本発明による画像入力装置の
１実施例を説明する概略ブロツク図であって、１は受光
ユニットアレイ、２は記憶手段、３は行路追跡計算手
段、４は選択読み出し手段、５は加算手段、６は画像入
力信号である。
【００１７】受光ユニットアレイ１は、微小開孔（ピン
ホール）１３とこの微小開孔からの光線を受光して電気
信号を出力する受光素子（イメージセンサー）１４を備
え、微小開孔１３と前記受光素子１４の空間と外部の空
間を光学的に隔離するように遮光処理を施した受光ユニ
ット１２の複数個を画像の水平方向と垂直方向の２方向
（２次元）、またはその一方向（１次元）に配置して構
成される。
ホール）１３とこの微小開孔からの光線を受光して電気
信号を出力する受光素子（イメージセンサー）１４を備
え、微小開孔１３と前記受光素子１４の空間と外部の空
間を光学的に隔離するように遮光処理を施した受光ユニ
ット１２の複数個を画像の水平方向と垂直方向の２方向
（２次元）、またはその一方向（１次元）に配置して構
成される。
【００１８】受光素子（イメージセンサー）１４は、Ｃ
ＣＤ等の固体撮像素子を好適とし、その受像面に入射し
た光線の強弱に応じた電気信号（輝度信号）を時系列で
出力する。同図において、受光ユニットアレイ１の微小
開孔（ピンホール）１３から入射した対象画像の光線は
受光素子１４で検出されて電気信号に変換されて記憶手
段２に記憶される。
ＣＤ等の固体撮像素子を好適とし、その受像面に入射し
た光線の強弱に応じた電気信号（輝度信号）を時系列で
出力する。同図において、受光ユニットアレイ１の微小
開孔（ピンホール）１３から入射した対象画像の光線は
受光素子１４で検出されて電気信号に変換されて記憶手
段２に記憶される。
【００１９】光路追跡計算手段３は、記憶手段２に記憶
された電気信号に対応する光線が当該受光ユニットアレ
イのどの位置から生成されたものかを計算し、この計算
結果に基づいて選択読み出し手段４が記憶手段２に記憶
された信号を読み出す。読み出された信号は、加算手段
６において入力した画像の存在する画像の面における同
一点についての加算処理を行い、これを画像入力信号と
して後段の画像処理回路に出力する。
された電気信号に対応する光線が当該受光ユニットアレ
イのどの位置から生成されたものかを計算し、この計算
結果に基づいて選択読み出し手段４が記憶手段２に記憶
された信号を読み出す。読み出された信号は、加算手段
６において入力した画像の存在する画像の面における同
一点についての加算処理を行い、これを画像入力信号と
して後段の画像処理回路に出力する。
【００２０】図２は本発明にによる画像入力装置の実施
例に用いられる受光ユニットの説明図であって、この受
光ユニット１２は入力すべき画像の面１０に対向した面
１２−１にピンホール１３を有し、ピンホール１３とあ
る距離をおいて対向する面１２−６にＣＣＤ等からなる
イメージセンサー１４を備えている。上記ピンホール１
３とイメージセンサー１４の間の空間を外部空間から隔
離するために、上記ピンホールを有する面１２−１を含
めて全ての側面１２−２，１２−３，１２−４，１２−
５に遮光処理が施されている。
例に用いられる受光ユニットの説明図であって、この受
光ユニット１２は入力すべき画像の面１０に対向した面
１２−１にピンホール１３を有し、ピンホール１３とあ
る距離をおいて対向する面１２−６にＣＣＤ等からなる
イメージセンサー１４を備えている。上記ピンホール１
３とイメージセンサー１４の間の空間を外部空間から隔
離するために、上記ピンホールを有する面１２−１を含
めて全ての側面１２−２，１２−３，１２−４，１２−
５に遮光処理が施されている。
【００２１】入力すべき画像の面１０に存在する画像１
５のパターンは、受光ユニット１２のピンホール１３を
通してイメージセンサー１４の受光面に投写される。イ
メージセンサー１４は入力した画像１５の投射画像１６
の光線の強度（輝度）に対応した電気信号を読み取り出
力信号１７として出力する所謂エリアイメージセンサー
である。
５のパターンは、受光ユニット１２のピンホール１３を
通してイメージセンサー１４の受光面に投写される。イ
メージセンサー１４は入力した画像１５の投射画像１６
の光線の強度（輝度）に対応した電気信号を読み取り出
力信号１７として出力する所謂エリアイメージセンサー
である。
【００２２】上記のイメージセンサー１４としてＣＣＤ
を用いた場合は、当該ＣＣＤの受光面に投写された光線
に対応する電気信号を、その一方の方向（例えば、水平
方向）単位で時系列に出力する。図３は本発明における
光線追跡計算手段の説明図であって、前記図１に示した
本発明の実施例では、光線追跡計算手段３により、撮像
面の着目点からの光線がどの受光ユニットのイメージセ
ンサーのどの画素に到達したかを計算する。
を用いた場合は、当該ＣＣＤの受光面に投写された光線
に対応する電気信号を、その一方の方向（例えば、水平
方向）単位で時系列に出力する。図３は本発明における
光線追跡計算手段の説明図であって、前記図１に示した
本発明の実施例では、光線追跡計算手段３により、撮像
面の着目点からの光線がどの受光ユニットのイメージセ
ンサーのどの画素に到達したかを計算する。
【００２３】以下、この計算方法を２個の受光ユニット
について説明する。図示したように座標軸ｘ，ｙ，ｚを
とり、入力すべき画像のある平面をＳａ、ピンホールＰ
1 ，Ｐ2 のある平面をＳｐ、イメージセンサー１４−
１，１４−２のある平面をＳｂとする。これらの各平面
は、ｘ−ｙ平面に平行であり、そのｚ座標はそれぞれ、
ｚａ，ｚｐ，ｚｂである。
について説明する。図示したように座標軸ｘ，ｙ，ｚを
とり、入力すべき画像のある平面をＳａ、ピンホールＰ
1 ，Ｐ2 のある平面をＳｐ、イメージセンサー１４−
１，１４−２のある平面をＳｂとする。これらの各平面
は、ｘ−ｙ平面に平行であり、そのｚ座標はそれぞれ、
ｚａ，ｚｐ，ｚｂである。
【００２４】この時、平面Ｓａ上の着目点Ｐ（ｘａ，ｙ
ａ，ｚａ）からの光線は、受光ユニット１２−１のピン
ホールＰ1 （ｘｐ1 ，ｙｐ1 ，ｚｐ）を通過し平面Ｓｂ
上の点Ｂ1 （ｘｂ1 ，ｙｂ1 ，ｚｂ）に到達する。ま
た、受光ユニット１２−２のピンホールＰ2 （ｘｐ2 ，
ｙｐ2 ，ｚｐ）を通過した光線は平面Ｓｂ上の点Ｂ
2 （ｘｂ2 ，ｙｂ2 ，ｚｂ）に到達する。
ａ，ｚａ）からの光線は、受光ユニット１２−１のピン
ホールＰ1 （ｘｐ1 ，ｙｐ1 ，ｚｐ）を通過し平面Ｓｂ
上の点Ｂ1 （ｘｂ1 ，ｙｂ1 ，ｚｂ）に到達する。ま
た、受光ユニット１２−２のピンホールＰ2 （ｘｐ2 ，
ｙｐ2 ，ｚｐ）を通過した光線は平面Ｓｂ上の点Ｂ
2 （ｘｂ2 ，ｙｂ2 ，ｚｂ）に到達する。
【００２５】点Ｂ1 の座標は ｘｂ1 ＝（ｘｐ1 ・ｚａ＋ｘａ・ｚｂ−ｘｐ1 ・ｚｂ−ｘａ・ｚｐ）／ （ｚａ−ｚｐ） ・・・・（１） ｙｂ1 ＝（ｙｐ1 ・ｚａ＋ｙａ・ｚｂ−ｙｐ1 ・ｚｂ−ｙａ・ｚｐ）／ （ｚａ−ｚｐ） ・・・・（２） により計算する。
【００２６】また、点Ｂ2 の座標は ｘｂ2 ＝（ｘｐ2 ・ｚａ＋ｘａ・ｚｂ−ｘｐ2 ・ｚｂ−ｘａ・ｚｐ）／ （ｚａ−ｚｐ） ・・・・（３） ｙｂ2 ＝（ｙｐ2 ・ｚａ＋ｙａ・ｚｂ−ｙｐ2 ・ｚｂ−ｙａ・ｚｐ）／ （ｚａ−ｚｐ） ・・・・（４） により計算する。
【００２７】上記の式（１）（２）および式（３）
（４）によって計算したイメージセンサー１４−１およ
び１４−２上の点Ｂ1 ，点Ｂ2 に対応する画素の信号１
７−１と１７−２は加算器１８で加算され、着目点Ｐの
信号１９として出力される。ここで算出された画素の信
号を図１の選択読み出し手段４によって各受光ユニット
１２−１，１２−６２からのイメージセンサー読み取り
信号の中から選択して読み出す。読み出した信号は加算
手段５によって加算され、着目点Ｐの輝度信号とされ
る。
（４）によって計算したイメージセンサー１４−１およ
び１４−２上の点Ｂ1 ，点Ｂ2 に対応する画素の信号１
７−１と１７−２は加算器１８で加算され、着目点Ｐの
信号１９として出力される。ここで算出された画素の信
号を図１の選択読み出し手段４によって各受光ユニット
１２−１，１２−６２からのイメージセンサー読み取り
信号の中から選択して読み出す。読み出した信号は加算
手段５によって加算され、着目点Ｐの輝度信号とされ
る。
【００２８】ここで、各受光ユニットからのイメージセ
ンサー読み取り信号を記憶手段２に記憶しておくことに
より、上記光線追跡計算処理の際に、イメージセンサー
の受光面（平面Ｓａ）の位置（ｚ座標）を変えること
で、一度撮像した画像データから、ピントの異なった画
像を得ることができる。図４は本実施例に使用される受
光ユニットアレイの構造例の説明図であって、受光ユニ
ットアレイ１は，複数の受光ユニット１２を１方向とこ
の１方向と直交する方向にｎ×ｍの２次元に配置したエ
リアイメージセンサーとしたものである。したがって、
この受光ユニットアレイ１からはｎ×ｍ個の信号が出力
される。
ンサー読み取り信号を記憶手段２に記憶しておくことに
より、上記光線追跡計算処理の際に、イメージセンサー
の受光面（平面Ｓａ）の位置（ｚ座標）を変えること
で、一度撮像した画像データから、ピントの異なった画
像を得ることができる。図４は本実施例に使用される受
光ユニットアレイの構造例の説明図であって、受光ユニ
ットアレイ１は，複数の受光ユニット１２を１方向とこ
の１方向と直交する方向にｎ×ｍの２次元に配置したエ
リアイメージセンサーとしたものである。したがって、
この受光ユニットアレイ１からはｎ×ｍ個の信号が出力
される。
【００２９】なお、同図では受光ユニット１２をｍ方向
に１／２画素分ずらした配置としているが、これに換え
てｎ方向とｍ方向に整列配置してもよいものである。図
５は受光ユニットアレイの一例の構造を説明する展開斜
視図であって、薄膜技術によりガラスあるいはシリコン
の基盤の上に受光ユニットアレイを形成した例を示す。
に１／２画素分ずらした配置としているが、これに換え
てｎ方向とｍ方向に整列配置してもよいものである。図
５は受光ユニットアレイの一例の構造を説明する展開斜
視図であって、薄膜技術によりガラスあるいはシリコン
の基盤の上に受光ユニットアレイを形成した例を示す。
【００３０】まず、多数のイメージセンサーからなる２
次元イメージセンサー（エリアイメージセンサー）１４
０が薄膜技術で形成配列されたセンサー基盤１４１の上
に遮光格子板１２０を重ねる。この遮光格子板１２０は
無反射処理を施した金属版やプラスチック板を格子状に
組み合わせてなる。そして、この遮光格子板１２０の上
からこの遮光格子板と同じピッチで多数のピンホール１
３を形成した遮光板１２−１を重ねて、受光ユニットア
レイを構成する。
次元イメージセンサー（エリアイメージセンサー）１４
０が薄膜技術で形成配列されたセンサー基盤１４１の上
に遮光格子板１２０を重ねる。この遮光格子板１２０は
無反射処理を施した金属版やプラスチック板を格子状に
組み合わせてなる。そして、この遮光格子板１２０の上
からこの遮光格子板と同じピッチで多数のピンホール１
３を形成した遮光板１２−１を重ねて、受光ユニットア
レイを構成する。
【００３１】上記の受光ユニットアレイ１の受光ユニッ
ト配列ピッチは、必要とする解像度や輝度に応じて選択
する。ピンホール１３を形成した遮光板１２−１とイメ
ージセンサー１４０の間の距離は、例えば１０ｍｍ程度
とする。図６は本発明による画像入力装置の他の実施例
を説明する概略構成図であって、図１と同一符号は同一
部分に対応し、１’は複数個の受光ユニット１２を１方
向（Ｘ）に直線状に配列したラインイメージセンサーと
した受光ユニットアレイであり、この受光ユニットアレ
イを可動台６１の上に配置したものである。
ト配列ピッチは、必要とする解像度や輝度に応じて選択
する。ピンホール１３を形成した遮光板１２−１とイメ
ージセンサー１４０の間の距離は、例えば１０ｍｍ程度
とする。図６は本発明による画像入力装置の他の実施例
を説明する概略構成図であって、図１と同一符号は同一
部分に対応し、１’は複数個の受光ユニット１２を１方
向（Ｘ）に直線状に配列したラインイメージセンサーと
した受光ユニットアレイであり、この受光ユニットアレ
イを可動台６１の上に配置したものである。
【００３２】可動台６１は、モータ６３の駆動プーリ６
４と図示しない装置架台に固定した従動プーリ６５間に
架張されたワイヤー６６で上記１方向と直交する方向
（Ｙ）に設置したレール６２−１，６２−２上を上記Ｙ
方向に移動できるように設けられている。この可動台６
１を図示のＹ方向に移動させることにより、２次元の撮
像面６７を走査できることになる。
４と図示しない装置架台に固定した従動プーリ６５間に
架張されたワイヤー６６で上記１方向と直交する方向
（Ｙ）に設置したレール６２−１，６２−２上を上記Ｙ
方向に移動できるように設けられている。この可動台６
１を図示のＹ方向に移動させることにより、２次元の撮
像面６７を走査できることになる。
【００３３】なお、この可動台の構成およびその移動機
構は上記の構造に限るものではなく、他の任意の構造を
採用できるものである。本実施例では、前記光線の追跡
による輝度情報の合成は、撮像しようとする面の直線上
（イメージセンサー１’の延在方向）で着目点を走査す
ることによって行なわれるため、前述の光線の追跡はｘ
軸についてのみ行うことになり、前記実施例と比較する
と、可動台６１とその移動機構を必要とする点を除い
て、画像処理回路の構成が簡単になる。
構は上記の構造に限るものではなく、他の任意の構造を
採用できるものである。本実施例では、前記光線の追跡
による輝度情報の合成は、撮像しようとする面の直線上
（イメージセンサー１’の延在方向）で着目点を走査す
ることによって行なわれるため、前述の光線の追跡はｘ
軸についてのみ行うことになり、前記実施例と比較する
と、可動台６１とその移動機構を必要とする点を除い
て、画像処理回路の構成が簡単になる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガラスレンズ等の光学レンズを使わないため、画像入力
装置を小型にできると共に、撮影対象画像の特定の面を
電気的に容易に変えることができること、すなわち、結
像光学系で言うピント位置を自在に変更することが可能
となる。
ガラスレンズ等の光学レンズを使わないため、画像入力
装置を小型にできると共に、撮影対象画像の特定の面を
電気的に容易に変えることができること、すなわち、結
像光学系で言うピント位置を自在に変更することが可能
となる。
【００３５】また、受光素子からの画像信号を記憶して
おくことにより、撮像した後にこの記憶信号を用いてピ
ント位置の調整ができ、複数の受光ユニットからの信号
を加算処理するため、実用的に十分な感度を備えた画像
入力装置を提供することができる。
おくことにより、撮像した後にこの記憶信号を用いてピ
ント位置の調整ができ、複数の受光ユニットからの信号
を加算処理するため、実用的に十分な感度を備えた画像
入力装置を提供することができる。
【図１】 本発明による画像入力装置の１実施例を説明
する概略ブロツク図である。
する概略ブロツク図である。
【図２】 本発明による画像入力装置の実施例に用いら
れる受光ユニットの説明図である。
れる受光ユニットの説明図である。
【図３】 本発明による画像入力装置の実施例に用いら
れる光線追跡計算手段の説明図である。
れる光線追跡計算手段の説明図である。
【図４】 本発明による画像入力装置の実施例に使用さ
れる受光ユニットアレイの構造例の説明図である。
れる受光ユニットアレイの構造例の説明図である。
【図５】 本発明による画像入力装置における受光ユニ
ットアレイの一例の構造を説明する展開斜視図である。
ットアレイの一例の構造を説明する展開斜視図である。
【図６】 本発明による画像入力装置の他の実施例を説
明する概略構成図である。
明する概略構成図である。
【図７】 イメージセンサーを用いた従来の画像入力装
置を説明する模式図である。
置を説明する模式図である。
１，１’・・・・受光ユニットアレイ、２・・・・記憶
手段、３・・・・行路追跡計算手段、４・・・・選択読
み出し手段、５・・・・加算手段、６・・・・画像入力
信号、１０・・・・入力すべき画像の面、１２・・・・
受光ユニット、１３・・・・微小開孔（ピンホール）、
１４・・・・受光素子（イメージセンサー）、１５・・
・・画像、１６・・・・投射画像、１７・・・・読み取
り出力信号、６１・・・・可動台、６２−１，６２−２
・・・・レール、６３・・・・モータ、６４・・・・駆
動プーリ、６５・・・・従動プーリ６５、６６・・・・
ワイヤー、６７・・・・撮像面。
手段、３・・・・行路追跡計算手段、４・・・・選択読
み出し手段、５・・・・加算手段、６・・・・画像入力
信号、１０・・・・入力すべき画像の面、１２・・・・
受光ユニット、１３・・・・微小開孔（ピンホール）、
１４・・・・受光素子（イメージセンサー）、１５・・
・・画像、１６・・・・投射画像、１７・・・・読み取
り出力信号、６１・・・・可動台、６２−１，６２−２
・・・・レール、６３・・・・モータ、６４・・・・駆
動プーリ、６５・・・・従動プーリ６５、６６・・・・
ワイヤー、６７・・・・撮像面。
Claims (4)
- 【請求項１】 微小開口を有する遮光部材と、この微小
開口を通過した画像読み取り面からの光を受光する複数
の受光素子を有する複数の受光ユニットをアレイ状に配
列してなる受光ユニットアレイと、 前記複数の受光ユニットを構成する各受光素子から出力
される読み取り信号を記憶する記憶手段と、 前記画像読み取り面の任意の着目点からの光が到達する
前記各受光ユニットの前記受光ユニットアレイ上での位
置を計算する光路追跡計算手段と、 前記光路追跡計算手段の計算結果に基づいて前記記憶手
段から同一の着目点に対応する前記各受光素子の出力を
選択的に読み出す選択読み出し手段と、 前記選択読み出し手段によって読み出された各受光素子
の出力を加算する加算手段と、 を備えたことを特徴とする画像入力装置。 - 【請求項２】 イメージセンサーの感度面の上部に、あ
る距離をおいてピンホールを配置し、このピンホールと
前記イメージセンサの間の空間と外部の空間を光学的に
隔離するように遮光処理をほどこした複数の受光ユニッ
トを前記ピンホールが同一方向を向くように２次元に配
置した受光ユニットアレイと、 前記受光ユニットアレイを構成する各受光ユニットのイ
メージセンサーから出力される読み取り信号を記憶する
記憶手段と、 画像読み取り面の任意の着目点からの光が到達する前記
各受光ユニットの前記受光ユニットアレイ上での位置を
計算する光路追跡計算手段と、 前記光路追跡計算手段の計算結果に基づいて前記記憶手
段から同一の着目点に対応する前記各イメージセンサー
の出力を選択的に読み出す選択読み出し手段と、 前記選択読み出し手段によって読み出された各イメージ
センサーの出力を加算する加算手段と、 を備えたことを特徴とする画像入力装置。 - 【請求項３】 イメージセンサーの感度面の上部に、あ
る距離をおいてピンホールを配置し、このピンホールと
前記イメージセンサの間の空間と外部の空間を光学的に
隔離するように遮光処理をほどこした受光ユニットを前
記ピンホールが同一方向を向くように複数配置した受光
ユニットアレイと、 前記受光ユニットアレイを構成する各受光ユニットを構
成するイメージセンサーから出力される読み取り信号を
記憶する記憶手段と、 画像読み取り面の任意の着目点からの光が到達する前記
各受光ユニットの前記受光ユニットアレイ上での位置を
計算する光路追跡計算手段と、 前記光路追跡計算手段の計算結果に基づいて前記記憶手
段から同一の着目点に対応する前記各受光素子の出力を
選択的に読み出す選択読み出し手段と、 前記選択読み出し手段によって読み出された各イメージ
センサーの出力を加算する加算手段と、 入力しようとする画像が存在する面の一点に着目し、前
記着目点からの入力光が前記複数の受光ユニットのピン
ホールを通して前記イメージセンサーの感度面に到達す
る場所にある画素の輝度値を加算してこれを前記着目点
の輝度値とする加算手段とを備え、 入力しようとする画像が存在する面の全面についてこの
着目点を走査することにより画像信号を合成することを
特徴とする画像入力装置。 - 【請求項４】 イメージセンサーの感度面の上部に、あ
る距離をおいてピンホールを配置し、このピンホールと
前記イメージセンサの間の空間と外部の空間を光学的に
隔離するように遮光処理をほどこした複数の受光ユニッ
トを前記ピンホールが同一方向を向くように一方向に配
置した受光ユニットアレイと、 前記一方向と直交する他方向に移動可能に前記受光ユニ
ットアレイを搭載した可動台と、 前記受光ユニットアレイを構成する各受光ユニットのイ
メージセンサーから出力される読み取り信号を前記可動
台の移動にしたがって順次記憶する記憶手段と、 画像読み取り面の任意の着目点からの光が到達する前記
各受光ユニットの前記受光ユニットアレイ上での位置を
計算する光路追跡計算手段と、 前記光路追跡計算手段の計算結果に基づいて前記記憶手
段から同一の着目点に対応する前記各イメージセンサー
の出力を選択的に読み出す選択読み出し手段と、 前記選択読み出し手段によって読み出された各イメージ
センサーの出力を加算する加算手段と、 を備えたことを特徴とする画像入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4108296A JPH05308481A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 画像入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4108296A JPH05308481A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 画像入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05308481A true JPH05308481A (ja) | 1993-11-19 |
Family
ID=14481094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4108296A Pending JPH05308481A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 画像入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05308481A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005002213A1 (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-06 | Japan Science And Technology Agency | 開放孔を通過する波動として伝播する情報の中間結像および撮像装置並びに撮像方法 |
-
1992
- 1992-04-28 JP JP4108296A patent/JPH05308481A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005002213A1 (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-06 | Japan Science And Technology Agency | 開放孔を通過する波動として伝播する情報の中間結像および撮像装置並びに撮像方法 |
| US8045023B2 (en) | 2003-06-30 | 2011-10-25 | Japan Science And Technology Agency | Apparatus and method for intermediate image-formation of information propagating as wave motion passing through open hole and for image pick-up |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040914 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20041208 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Effective date: 20041213 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050517 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |