撮像デバイス
【課題】被写体距離によらず被写体の鮮明な画像を得ることができる撮像デバイスを提供すること。
【解決手段】撮像デバイスであって、瞳面における複数の領域毎に焦点距離が異なるレンズ系と、互いに異なる偏光方向の光を透過し、複数の領域のそれぞれを通過する光をそれぞれ透過する複数の偏光子と、複数の偏光子のそれぞれが透過する偏光方向の光をそれぞれ透過する複数の検光子と、複数の検光子のそれぞれが透過した光をそれぞれ受光する複数の受光素子とを備える。
【解決手段】撮像デバイスであって、瞳面における複数の領域毎に焦点距離が異なるレンズ系と、互いに異なる偏光方向の光を透過し、複数の領域のそれぞれを通過する光をそれぞれ透過する複数の偏光子と、複数の偏光子のそれぞれが透過する偏光方向の光をそれぞれ透過する複数の検光子と、複数の検光子のそれぞれが透過した光をそれぞれ受光する複数の受光素子とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像デバイスに関する。本発明は、特に、偏光子を備える撮像デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
二つの二重焦点レンズを含むレンズ群を対物レンズおよび結像レンズの少なくとも一方に備えた光学系と、光学系の結像位置に置かれた偏光板を透過した光線が結像レンズにより結像されることで生じた像を観察することができる顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、複屈折結晶である水晶を硝材として用いた二重焦点光学系の焦点位置を、液晶素子による液晶の配向切換えにより偏光板を透過される光の偏光方向を回転させることで切換えて、二重焦点光学系で得られる画像を撮像する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１１―２７１６２８号公報
【特許文献２】特開平１１―３２２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の技術によると、高倍観察と低倍観察を同時にすることができるが、被写体までの距離が変わると簡単に被写体像がぼけてしまう。特許文献２の発明では、異なる距離にある被写体の双方の鮮明な画像を１ショットで得ることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によると、撮像デバイスであって、瞳面における複数の領域毎に焦点距離が異なるレンズ系と、互いに異なる偏光状態の光を透過し、複数の領域のそれぞれを通過する光をそれぞれ透過する複数の第１偏光素子と、複数の第１偏光素子のそれぞれが透過する偏光状態の光をそれぞれ透過する複数の第２偏光素子と、複数の第２偏光素子のそれぞれが透過した光をそれぞれ受光する複数の受光素子とを備える。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００７】
図１は、一実施形態における撮像装置１０の構成の一例を示す。撮像装置１０は、レンズ１１０および絞り部１２０を含むレンズ系１００、偏光板１３５、検光子アレイ１４５、および受光素子アレイ１５０を備える。
【０００８】
レンズ１１０は、部分領域１１１と部分領域１１２とで異なる焦点距離を有する。例えば、レンズ１１０は、部分領域１１１と部分領域１１２とで異なる屈折率を有してよい。他にも、レンズ１１０は、部分領域１１１と部分領域１１２とで異なる形状を有してもよい。このように、レンズ１１０は、部分領域１１１を通過する光と部分領域１１２を通過する光とを異なる位置に結像すべく、部分領域１１１と部分領域１１２とで異なる光学特性を有する。なお、レンズ１１０は、複数のレンズを有するレンズ系であってよい。
【０００９】
絞り部１２０は、レンズ１１０を通過した光を絞る。絞り部１２０を通過した光は、偏光板１３５に入射する。偏光板１３５は、絞り部１２０の近傍に設けられており、互いに異なる偏光状態の光を透過する複数の第１偏光素子の一例としての複数の偏光子１３０ａおよび１３０ｂ（以下、偏光子１３０と総称する場合がある。）を有する。複数の偏光子１３０は、互いに略直交する透過軸を有しており、略直交する偏光方向に偏光した光を透過する。
【００１０】
偏光子１３０ａは、レンズ１１０の部分領域１１１および絞り部１２０を通過する光が通過する位置に設けられる。偏光子１３０ａは、レンズ１１０の部分領域１１１および絞り部１２０を通過した光のうち、偏光子１３０ａが有する特定の透過軸方向に偏光した光を透過する。また、偏光子１３０ｂは、レンズ１１０の部分領域１１２および絞り部１２０を通過する光が通過する位置に設けられる。偏光子１３０ｂは、レンズ１１０の部分領域１１２および絞り部１２０を通過した光のうち、偏光子１３０ｂが有する特定の透過軸方向に偏光した光を透過する。このように、偏光板１３５は、互いに略直交する、特定の偏光方向の光を透過する。
【００１１】
偏光板１３５を透過した光は、検光子アレイ１４５に入射する。検光子アレイ１４５は、複数の第１偏光素子のそれぞれが透過する偏光状態の光をそれぞれ透過する複数の第２偏光素子の一例としての複数の検光子１４０ａおよび１４０ｂ（以後、検光子１４０と総称する場合がある。）を有する。検光子１４０ａおよび１４０ｂは、偏光子１３０ａおよび偏光子１３０ｂのそれぞれが透過する偏光方向に偏光した光をそれぞれ透過する。具体的には、検光子アレイ１４５は、偏光子１３０ａが透過した方向の光を透過する複数の検光子１４０ａ、および偏光子１３０ｂが透過した方向の光を透過する複数の検光子１４０ｂを有する。このように、なお、検光子アレイ１４５が有する検光子の構成は、図３に関連して更に説明する。
【００１２】
検光子アレイ１４５を透過した光は、一例として検光子アレイ１４５の近傍に設けられた受光素子アレイ１５０に入射する。受光素子アレイ１５０は、検光子アレイ１４５が有する複数の検光子のそれぞれが透過した光をそれぞれ受光する複数の受光素子を有する。受光素子アレイ１５０は、検光子アレイ１４５が有する検光子が透過した偏光子１３０ａの透過軸方向に偏光した光と、偏光子１３０ｂの透過軸方向に偏光した光とを、異なる受光素子で受光する。このように、受光素子アレイ１５０は、部分領域１１１を通過した光と、部分領域１１２を通過した光とを異なる受光素子で受光する。なお、受光素子アレイ１５０が有する受光素子の構成は、図３に関連して更に説明する。
【００１３】
画像生成部１８０は、部分領域１１１を通過した光を受光した受光素子から第１画像を生成する。また、画像生成部１８０は、部分領域１１２を通過した光を受光した受光素子から第２画像を生成する。そして、出力部１９２は、第１画像および第２画像のいずれか一方を画像処理して出力する。
【００１４】
以下に、レンズ系１００の光軸上における物点からの光がレンズ系１００に入射した場合を例に挙げて、撮像装置１０の撮像特性を簡単に説明する。物点からのレンズ１１０に入射してレンズ１１０の部分領域１１１を通過した光は、光軸方向における位置ｚ１に結像するとする。また、当該物点からの光のうち、レンズ１１０の部分領域１１２を通過した光は、光軸における位置ｚ２に結像するとする。
【００１５】
ここで、受光素子アレイ１５０が位置ｚ１より位置ｚ２に近い位置に設けられているとする。この場合、当該物点と同じ被写体距離に存在する被写体からの光のうち、レンズ１１０の部分領域１１２を通過した光、つまり偏光子１３０ｂの透過軸方向に偏光した光を受光する受光素子からの信号によって得られた第２画像は、他の受光素子からの信号によって生成された第１画像より鮮明な被写体像を含むことになる。この場合、出力部１９２は、画像生成部１８０が生成した第１画像および第２画像のうち、より鮮明な被写体像を有する第２画像を選択して出力してよい。
【００１６】
なお、レンズ１１０の光軸上において、上述した物点よりレンズ系１００に近い他の物点からの光において、レンズ１１０の部分領域１１１を通過した光は、光軸方向における位置ｚ３に結像するとする。また、当該他の物点からの光のうち、レンズ１１０の部分領域１１２を通過した光は、光軸方向における位置ｚ４に結像するとする。
【００１７】
ここで、受光素子アレイ１５０が位置ｚ４より位置ｚ３に近い位置に設けられているとする。この場合には、当該他の物点と同じ被写体距離に存在する被写体からの光のうち、レンズ１１０の部分領域１１１を通過した光、つまり偏光子１３０ａの透過軸方向に偏光した光を受光する受光素子からの信号によって生成された第１画像は、他の受光素子からの信号によって生成された第２画像より鮮明な被写体像を含むことになる。
【００１８】
なお、出力部１９２は、第１画像および第２画像のうち、より鮮明な画像をより優先して出力してもよい。これにより、被写体までの距離がある程度変わっても、鮮明な被写体像を得ることができる。また、受光素子アレイ１５０が位置ｚ２と位置ｚ３の近傍に存在する場合には、上記２つの物点と同じ被写体距離に存在する被写体の合焦画像を１ショットで得ることができる。
【００１９】
なお、画像合成部１９０は、第１画像と第２画像とを重みづけして合成した合成画像を出力してよい。この場合、近傍に存在する被写体と遠方に存在する被写体の双方に合焦した合成画像を得ることができる。このように、本実施形態における撮像装置１０によれば、いわば深い被写界深度で被写体を撮像することができる。
【００２０】
上記の説明では、略直交する直線偏光を利用する場合における撮像装置１０の構成を用いて、撮像装置１０の動作および機能を説明した。しかしながら、撮像装置１０は、略直交する直線偏光の光の他に、例えば右回り円偏光および左周り円偏光等のような、互いに略直交する偏光状態の光を利用する構成によっても、上記と同様の動作により上記と同様の機能を達成することができる。すなわち、この発明における第１偏光素子は、互いに略直交する偏光状態の光をそれぞれ透過すればよい。なお、ここでいう略直交する偏光状態の光とは、上述の略直交する直線偏光の光、右回り円偏光・左回り円偏光の光等のように、偏光状態をポアンカレ球で表現した場合に、ポアンカレ球面上において原点に関して対称な２点で表される偏光状態の光であってよい。
【００２１】
図２は、偏光板１３５の構成の一例を示す。本図は、偏光板１３５の、レンズ系１００の光軸に対する垂直断面を示す。第１偏光子１３０ａおよび第２偏光子１３０ｂは、光軸との交点を含む境界線で接する半円形状を有する。上述したように、偏光子１３０ａの透過軸と偏光子１３０ｂの透過軸は互いに直交している。このように、偏光子１３０ａおよび偏光子１３０ｂは、互いに異なる偏光方向の光を透過する。
【００２２】
なお、本図では、瞳面２００における領域２０１および領域２０２を通過する光が偏光板１３５に入射する領域が、同じ符号で示されている。なお、レンズ１１０の部分領域１１１を通過する光は、瞳面２００の領域２０１を通過する。また、レンズ１１０の部分領域１１２を通過する光は、瞳面２００の領域２０２を通過する。
【００２３】
すなわち、瞳面２００における領域２０１を通過する光は、レンズ１１０の部分領域１１１および偏光子１３０ａを通過する。また、瞳面における領域２０２を通過する光は、レンズ１１０の部分領域１１２および偏光子１３０ｂを通過する。このように、レンズ系１００は、瞳面２００における複数の領域毎に異なる焦点距離を有しており、複数の偏光子１３０は複数の領域のそれぞれを通過する光をそれぞれ透過する。
【００２４】
なお、レンズ１１０の部分領域１１１を通過して偏光子１３０ａを通過する光量は、少なくとも、レンズ１１０の部分領域１１１を通過して偏光子１３０ｂを通過する光量より大きいことが望ましい。また、レンズ１１０の部分領域１１２を通過して偏光子１３０ｂを通過する光量は、少なくとも、レンズ１１０の部分領域１１２を通過して偏光子１３０ａを通過する光量より大きいことが望ましい。
【００２５】
したがって、偏光板１３５が有する偏光子１３０は、レンズ系１００の光軸上において、レンズ系１００のいずれの焦点（具体的には、後側焦点）より少なくとも被写体側に設けられることが望ましい。偏光板１３５が有する偏光子１３０は、レンズ系１００より被写体側に設けられてもよい。一例としては、偏光板１３５が有する偏光子１３０は、レンズ系１００の瞳面あるいは瞳面の近傍に設けられることが好ましい。なお、レンズ１１０の部分領域１１１を通過する光は偏光子１３０ｂを通過せず、レンズ１１０の部分領域１１２を通過する光は偏光子１３０ａを通過しないことがより望ましいことは言うまでもない。
【００２６】
図３は、検光子アレイ１４５および受光素子アレイ１５０の構成の一例を示す。本図は、検光子アレイ１４５および受光素子アレイ１５０の、レンズ系１００の光軸に対する垂直断面を示す。検光子アレイ１４５は、複数の検光子３４０ａ−ｈ（以後、検光子３４０と総称する場合がある。）を含む。
【００２７】
検光子アレイ１４５は、検光子３４０がマトリクス状に配置されて形成される。なお、マトリクス状に配置された検光子３４０は、図１における検光子１４０として模式的に示されている。検光子３４０ａ、検光子３４０ｃ、検光子３４０ｄ、および検光子３４０ｇは、偏光子１３０ａの透過軸と同じ方向の透過軸を有する。また、検光子３４０ｂ、検光子３４０ｅ、検光子３４０ｆ、および検光子３４０ｈは、偏光子１３０ｂの透過軸と同じ方向の透過軸を有する。
【００２８】
受光素子アレイ１５０は、受光素子３５０ａ−ｆ（以後、受光素子３５０と総称する。）を有する。受光素子３５０ａ、受光素子３５０ｃ、受光素子３５０ｆ、および受光素子３５０ｈは、緑の波長領域の光を受光する。受光素子３５０ｂおよび受光素子３５０ｄは、赤の波長領域の光を受光する。受光素子３５０ｅおよび受光素子３５０ｇは、青の波長領域の光を受光する。
【００２９】
なお、受光素子３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅ、３５０ｆ、３５０ｇ、および３５０ｈは、それぞれ検光子３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ、３４０ｅ、３４０ｆ、３４０ｇ、および３４０ｈを透過した光を受光する。したがって、受光素子３５０ａおよび受光素子３５０ｃは、偏光子１３０ａの透過軸の方向に偏光した緑色の光を受光する。また、受光素子３５０ｄは、偏光子１３０ａの透過軸の方向に偏光した赤色の光を受光する。また、受光素子３５０ｇは、偏光子１３０ａの透過軸の方向に偏光した青色の光を受光する。
【００３０】
また、受光素子３５０ｂは、偏光子１３０ｂの透過軸の方向に偏光した赤色の光を受光する。また、受光素子３５０ｅは、偏光子１３０ｂの透過軸の方向に偏光した青色の光を受光する。また、受光素子３５０ｆおよび受光素子３５０ｈは、偏光子１３０ｂの透過軸の方向に偏光した緑色の光を受光する。
【００３１】
そして、画像生成部１８０は、偏光子１３０ａの透過軸と同じ方向に偏光した光を受光することができる受光素子３５０からの信号に基づいて第１画像を生成する。具体的には、画像生成部１８０は、受光素子３５０ａおよび受光素子３５０ｃからのＧ信号、受光素子３５０ｄからのＲ信号、受光素子３５０ｇからのＢ信号に少なくとも基づいて、１画素分のＲＧＢ情報を生成する。また、画像生成部１８０は、偏光子１３０ｂの透過軸と同じ方向に偏光した光を受光することができる受光素子３５０からの信号に基づいて第２画像を生成する。例えば、画像生成部１８０は、受光素子３５０ｆおよび受光素子３５０ｈからのＧ信号、受光素子３５０ｂからのＲ信号、および受光素子３５０ｅからのＢ信号に少なくとも基づいて、１画素分のＲＧＢ情報を生成する。
【００３２】
このように、受光素子アレイ１５０は、受光素子３５０がマトリクス状に配列されて形成される。そして、検光子３４０は、受光素子３５０のそれぞれの前面にマトリクス状に配列される。なお、受光素子３５０は、レンズ系１００の複数の焦点の間に設けられることが望ましい。例えば、受光素子アレイ１５０は、レンズ系１００の部分領域１１１の焦点位置とレンズ系１００の部分領域１１２の焦点位置との間に設けられることが望ましい。
【００３３】
また、上述したように、画像生成部１８０は、受光素子３５０が受光した異なる偏光方向の光により、それぞれ画像を生成する。そして、出力部１９２は、画像生成部１８０が生成した複数の画像のうち、画質がより高い画像を撮像画像としてより優先して出力する。また、画像合成部１９０は、画像生成部１８０が生成した複数の画像を合成した合成画像を生成してよい。このとき、画像合成部１９０は、画像生成部１８０が生成した複数の画像のうち、より高い画質を有する画像をより大きい重みづけで合成することにより合成画像を生成してよい。
【００３４】
図４は、偏光板１３５の他の構成例を示す。本図においても、偏光板１３５の、レンズ系１００の光軸に対する垂直断面が示されている。
【００３５】
複数の偏光子４３０ａ（以後、偏光子４３０ａと総称する。）および複数の偏光子４３０ｂ（以後、偏光子４３０ｂと総称する。）は、光軸との交点を含む複数の境界線によって分割された扇形形状を有する。また、偏光子４３０ａの透過軸は、偏光子４３０ｂの透過軸と直交している。
【００３６】
なお、本図では、瞳面２００における複数の領域４０１−４０６を通過する光が入射する偏光板１３５の領域が、同じ符号で示されている。また、瞳面２００の領域４０１を通過する光、瞳面２００の領域４０３を通過する光、および瞳面２００の領域４０５を通過する光が通過するレンズ１１０の領域における焦点距離は、瞳面２００の領域４０２を通過する光、瞳面２００の領域４０４を通過する光、および瞳面２００の領域４０６を通過する光が通過するレンズ１１０の領域における焦点距離と異なる。
【００３７】
そして、本図に示されるように、瞳面における複数の領域４０１、領域４０３、および領域４０５を通過する光は、偏光子４３０ａを通過する。また、瞳面における複数の領域４０２、領域４０４、および領域４０６を通過する光は、偏光子４３０ｂを通過する。
【００３８】
図５は、偏光板１３５の更なる他の構成例を示す。本図においても、偏光板１３５の、レンズ系１００の光軸に対する垂直断面が示されている。
【００３９】
複数の偏光子５３０ａ（以後、偏光子５３０ａと総称する。）および複数の偏光子５３０ｂ（以後、偏光子５３０ｂと総称する。）は、光軸との交点を中心とする複数の同心円状の境界線によって分割された形状を有する。また、偏光子５３０ａの透過軸は、偏光子５３０ｂの透過軸と直交している。
【００４０】
なお、本図では、瞳面２００における複数の領域５０１−５０６を通過する光が入射する偏光板１３５の領域が、同じ符号で示されている。また、瞳面の領域５０１を通過する光、瞳面の領域５０３を通過する光、および瞳面の領域５０５を通過する光がレンズ１１０を通過する領域における焦点距離は、瞳面の領域４０２を通過する光、瞳面の領域５０４を通過する光、および瞳面の領域５０６を通過する光がレンズ１１０を通過する領域における焦点距離と異なる。そして、本図に示されるように、瞳面における複数の領域５０１、領域５０３、および領域５０５を通過する光は偏光子５３０ａを通過する。また、瞳面における複数の領域５０２、領域５０４、および領域５０６を通過する光は偏光子５３０ｂを通過する。
【００４１】
図６は、撮像装置１０の他の構成例を示す。撮像装置１０は、レンズ１１０および絞り部１２０を含むレンズ系１００、偏光板１３５、光学素子６００、複数の検光子１４０ａおよび１４０ｂ、および複数の受光素子アレイ１５０ａおよび受光素子アレイ１５０ｂを備える。なお、レンズ系１００および偏光板１３５は、図１に関連して説明したレンズ系１００および偏光板１３５と略同一の機能を有するので、説明を省略する。また、検光子１４０ａおよび検光子１４０ｂは、検光板として機能する点を除いて、図１に関連して説明した検光子１４０ａおよび検光子１４０ｂと略同一であるので、その説明を省略する。
【００４２】
光学素子６００は、第１偏光方向の光を透過する第１偏光子１３０が透過する光と第２偏光方向の光を透過する第２偏光子１３０が透過する光とを、互いに異なる位置に結像させる。光学素子６００としてはハーフミラーを例示することができる。
【００４３】
受光素子アレイ１５０ａは、偏光子１３０ａが透過した光を受光する複数の受光素子を有する。受光素子アレイ１５０ａが有する複数の受光素子は、偏光子１３０ａが透過した光の結像位置の近傍に配列される。受光素子アレイ１５０ａは、複数の複数の受光素子がマトリクス状に配列されることによって形成される。
【００４４】
また、受光素子アレイ１５０ｂは、偏光子１３０ｂが透過する光を受光する複数の受光素子を有する。受光素子アレイ１５０ｂが有する複数の受光素子は、第２偏光子１３０が透過した光の結像位置の近傍に配列される。受光素子アレイ１５０ｂは、複数の複数の受光素子がマトリクス状に配列されることによって形成される。
【００４５】
画像生成部１８０は、偏光子１３０ａが透過した光を受光する、受光素子アレイ１５０ａが有する複数の受光素子が受光した光により、第１画像を生成する。また、画像生成部１８０は、偏光子１３０ｂが透過した光を受光する、受光素子アレイ１５０ｂが有する複数の受光素子が受光した光により第２画像を生成する。これにより、レンズ系１００からの距離が異なる位置にある被写体の鮮明な画像を、１ショットで得ることができる。
【００４６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】一実施形態における撮像装置１０の構成の一例を示す図である。
【図２】偏光板１３５の構成の一例を示す図である。
【図３】検光子アレイ１４５および受光素子アレイ１５０の構成の一例を示す図である。
【図４】偏光板１３５の他の構成例を示す図である。
【図５】偏光板１３５の更なる他の構成例を示す図である。
【図６】撮像装置１０の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 撮像装置
１００ レンズ系
１２０ 絞り部
１３０ａ 偏光子
１３０ｂ 偏光子
１３５ 偏光板
１４０ａ 検光子
１４０ｂ 検光子
１４５ 検光子アレイ
１５０ 受光素子アレイ
１８０ 画像生成部
１９２ 出力部
１９０ 画像合成部
３４０ａ 検光子
３４０ｂ 検光子
３５０ａ 受光素子
３５０ｂ 受光素子
３５０ｃ 受光素子
３５０ｄ 受光素子
３５０ｅ 受光素子
３５０ｆ 受光素子
３５０ｇ 受光素子
３５０ｈ 受光素子
４３０ａ 偏光子
４３０ｂ 偏光子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像デバイスに関する。本発明は、特に、偏光子を備える撮像デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
二つの二重焦点レンズを含むレンズ群を対物レンズおよび結像レンズの少なくとも一方に備えた光学系と、光学系の結像位置に置かれた偏光板を透過した光線が結像レンズにより結像されることで生じた像を観察することができる顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、複屈折結晶である水晶を硝材として用いた二重焦点光学系の焦点位置を、液晶素子による液晶の配向切換えにより偏光板を透過される光の偏光方向を回転させることで切換えて、二重焦点光学系で得られる画像を撮像する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１１―２７１６２８号公報
【特許文献２】特開平１１―３２２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の技術によると、高倍観察と低倍観察を同時にすることができるが、被写体までの距離が変わると簡単に被写体像がぼけてしまう。特許文献２の発明では、異なる距離にある被写体の双方の鮮明な画像を１ショットで得ることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によると、撮像デバイスであって、瞳面における複数の領域毎に焦点距離が異なるレンズ系と、互いに異なる偏光状態の光を透過し、複数の領域のそれぞれを通過する光をそれぞれ透過する複数の第１偏光素子と、複数の第１偏光素子のそれぞれが透過する偏光状態の光をそれぞれ透過する複数の第２偏光素子と、複数の第２偏光素子のそれぞれが透過した光をそれぞれ受光する複数の受光素子とを備える。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００７】
図１は、一実施形態における撮像装置１０の構成の一例を示す。撮像装置１０は、レンズ１１０および絞り部１２０を含むレンズ系１００、偏光板１３５、検光子アレイ１４５、および受光素子アレイ１５０を備える。
【０００８】
レンズ１１０は、部分領域１１１と部分領域１１２とで異なる焦点距離を有する。例えば、レンズ１１０は、部分領域１１１と部分領域１１２とで異なる屈折率を有してよい。他にも、レンズ１１０は、部分領域１１１と部分領域１１２とで異なる形状を有してもよい。このように、レンズ１１０は、部分領域１１１を通過する光と部分領域１１２を通過する光とを異なる位置に結像すべく、部分領域１１１と部分領域１１２とで異なる光学特性を有する。なお、レンズ１１０は、複数のレンズを有するレンズ系であってよい。
【０００９】
絞り部１２０は、レンズ１１０を通過した光を絞る。絞り部１２０を通過した光は、偏光板１３５に入射する。偏光板１３５は、絞り部１２０の近傍に設けられており、互いに異なる偏光状態の光を透過する複数の第１偏光素子の一例としての複数の偏光子１３０ａおよび１３０ｂ（以下、偏光子１３０と総称する場合がある。）を有する。複数の偏光子１３０は、互いに略直交する透過軸を有しており、略直交する偏光方向に偏光した光を透過する。
【００１０】
偏光子１３０ａは、レンズ１１０の部分領域１１１および絞り部１２０を通過する光が通過する位置に設けられる。偏光子１３０ａは、レンズ１１０の部分領域１１１および絞り部１２０を通過した光のうち、偏光子１３０ａが有する特定の透過軸方向に偏光した光を透過する。また、偏光子１３０ｂは、レンズ１１０の部分領域１１２および絞り部１２０を通過する光が通過する位置に設けられる。偏光子１３０ｂは、レンズ１１０の部分領域１１２および絞り部１２０を通過した光のうち、偏光子１３０ｂが有する特定の透過軸方向に偏光した光を透過する。このように、偏光板１３５は、互いに略直交する、特定の偏光方向の光を透過する。
【００１１】
偏光板１３５を透過した光は、検光子アレイ１４５に入射する。検光子アレイ１４５は、複数の第１偏光素子のそれぞれが透過する偏光状態の光をそれぞれ透過する複数の第２偏光素子の一例としての複数の検光子１４０ａおよび１４０ｂ（以後、検光子１４０と総称する場合がある。）を有する。検光子１４０ａおよび１４０ｂは、偏光子１３０ａおよび偏光子１３０ｂのそれぞれが透過する偏光方向に偏光した光をそれぞれ透過する。具体的には、検光子アレイ１４５は、偏光子１３０ａが透過した方向の光を透過する複数の検光子１４０ａ、および偏光子１３０ｂが透過した方向の光を透過する複数の検光子１４０ｂを有する。このように、なお、検光子アレイ１４５が有する検光子の構成は、図３に関連して更に説明する。
【００１２】
検光子アレイ１４５を透過した光は、一例として検光子アレイ１４５の近傍に設けられた受光素子アレイ１５０に入射する。受光素子アレイ１５０は、検光子アレイ１４５が有する複数の検光子のそれぞれが透過した光をそれぞれ受光する複数の受光素子を有する。受光素子アレイ１５０は、検光子アレイ１４５が有する検光子が透過した偏光子１３０ａの透過軸方向に偏光した光と、偏光子１３０ｂの透過軸方向に偏光した光とを、異なる受光素子で受光する。このように、受光素子アレイ１５０は、部分領域１１１を通過した光と、部分領域１１２を通過した光とを異なる受光素子で受光する。なお、受光素子アレイ１５０が有する受光素子の構成は、図３に関連して更に説明する。
【００１３】
画像生成部１８０は、部分領域１１１を通過した光を受光した受光素子から第１画像を生成する。また、画像生成部１８０は、部分領域１１２を通過した光を受光した受光素子から第２画像を生成する。そして、出力部１９２は、第１画像および第２画像のいずれか一方を画像処理して出力する。
【００１４】
以下に、レンズ系１００の光軸上における物点からの光がレンズ系１００に入射した場合を例に挙げて、撮像装置１０の撮像特性を簡単に説明する。物点からのレンズ１１０に入射してレンズ１１０の部分領域１１１を通過した光は、光軸方向における位置ｚ１に結像するとする。また、当該物点からの光のうち、レンズ１１０の部分領域１１２を通過した光は、光軸における位置ｚ２に結像するとする。
【００１５】
ここで、受光素子アレイ１５０が位置ｚ１より位置ｚ２に近い位置に設けられているとする。この場合、当該物点と同じ被写体距離に存在する被写体からの光のうち、レンズ１１０の部分領域１１２を通過した光、つまり偏光子１３０ｂの透過軸方向に偏光した光を受光する受光素子からの信号によって得られた第２画像は、他の受光素子からの信号によって生成された第１画像より鮮明な被写体像を含むことになる。この場合、出力部１９２は、画像生成部１８０が生成した第１画像および第２画像のうち、より鮮明な被写体像を有する第２画像を選択して出力してよい。
【００１６】
なお、レンズ１１０の光軸上において、上述した物点よりレンズ系１００に近い他の物点からの光において、レンズ１１０の部分領域１１１を通過した光は、光軸方向における位置ｚ３に結像するとする。また、当該他の物点からの光のうち、レンズ１１０の部分領域１１２を通過した光は、光軸方向における位置ｚ４に結像するとする。
【００１７】
ここで、受光素子アレイ１５０が位置ｚ４より位置ｚ３に近い位置に設けられているとする。この場合には、当該他の物点と同じ被写体距離に存在する被写体からの光のうち、レンズ１１０の部分領域１１１を通過した光、つまり偏光子１３０ａの透過軸方向に偏光した光を受光する受光素子からの信号によって生成された第１画像は、他の受光素子からの信号によって生成された第２画像より鮮明な被写体像を含むことになる。
【００１８】
なお、出力部１９２は、第１画像および第２画像のうち、より鮮明な画像をより優先して出力してもよい。これにより、被写体までの距離がある程度変わっても、鮮明な被写体像を得ることができる。また、受光素子アレイ１５０が位置ｚ２と位置ｚ３の近傍に存在する場合には、上記２つの物点と同じ被写体距離に存在する被写体の合焦画像を１ショットで得ることができる。
【００１９】
なお、画像合成部１９０は、第１画像と第２画像とを重みづけして合成した合成画像を出力してよい。この場合、近傍に存在する被写体と遠方に存在する被写体の双方に合焦した合成画像を得ることができる。このように、本実施形態における撮像装置１０によれば、いわば深い被写界深度で被写体を撮像することができる。
【００２０】
上記の説明では、略直交する直線偏光を利用する場合における撮像装置１０の構成を用いて、撮像装置１０の動作および機能を説明した。しかしながら、撮像装置１０は、略直交する直線偏光の光の他に、例えば右回り円偏光および左周り円偏光等のような、互いに略直交する偏光状態の光を利用する構成によっても、上記と同様の動作により上記と同様の機能を達成することができる。すなわち、この発明における第１偏光素子は、互いに略直交する偏光状態の光をそれぞれ透過すればよい。なお、ここでいう略直交する偏光状態の光とは、上述の略直交する直線偏光の光、右回り円偏光・左回り円偏光の光等のように、偏光状態をポアンカレ球で表現した場合に、ポアンカレ球面上において原点に関して対称な２点で表される偏光状態の光であってよい。
【００２１】
図２は、偏光板１３５の構成の一例を示す。本図は、偏光板１３５の、レンズ系１００の光軸に対する垂直断面を示す。第１偏光子１３０ａおよび第２偏光子１３０ｂは、光軸との交点を含む境界線で接する半円形状を有する。上述したように、偏光子１３０ａの透過軸と偏光子１３０ｂの透過軸は互いに直交している。このように、偏光子１３０ａおよび偏光子１３０ｂは、互いに異なる偏光方向の光を透過する。
【００２２】
なお、本図では、瞳面２００における領域２０１および領域２０２を通過する光が偏光板１３５に入射する領域が、同じ符号で示されている。なお、レンズ１１０の部分領域１１１を通過する光は、瞳面２００の領域２０１を通過する。また、レンズ１１０の部分領域１１２を通過する光は、瞳面２００の領域２０２を通過する。
【００２３】
すなわち、瞳面２００における領域２０１を通過する光は、レンズ１１０の部分領域１１１および偏光子１３０ａを通過する。また、瞳面における領域２０２を通過する光は、レンズ１１０の部分領域１１２および偏光子１３０ｂを通過する。このように、レンズ系１００は、瞳面２００における複数の領域毎に異なる焦点距離を有しており、複数の偏光子１３０は複数の領域のそれぞれを通過する光をそれぞれ透過する。
【００２４】
なお、レンズ１１０の部分領域１１１を通過して偏光子１３０ａを通過する光量は、少なくとも、レンズ１１０の部分領域１１１を通過して偏光子１３０ｂを通過する光量より大きいことが望ましい。また、レンズ１１０の部分領域１１２を通過して偏光子１３０ｂを通過する光量は、少なくとも、レンズ１１０の部分領域１１２を通過して偏光子１３０ａを通過する光量より大きいことが望ましい。
【００２５】
したがって、偏光板１３５が有する偏光子１３０は、レンズ系１００の光軸上において、レンズ系１００のいずれの焦点（具体的には、後側焦点）より少なくとも被写体側に設けられることが望ましい。偏光板１３５が有する偏光子１３０は、レンズ系１００より被写体側に設けられてもよい。一例としては、偏光板１３５が有する偏光子１３０は、レンズ系１００の瞳面あるいは瞳面の近傍に設けられることが好ましい。なお、レンズ１１０の部分領域１１１を通過する光は偏光子１３０ｂを通過せず、レンズ１１０の部分領域１１２を通過する光は偏光子１３０ａを通過しないことがより望ましいことは言うまでもない。
【００２６】
図３は、検光子アレイ１４５および受光素子アレイ１５０の構成の一例を示す。本図は、検光子アレイ１４５および受光素子アレイ１５０の、レンズ系１００の光軸に対する垂直断面を示す。検光子アレイ１４５は、複数の検光子３４０ａ−ｈ（以後、検光子３４０と総称する場合がある。）を含む。
【００２７】
検光子アレイ１４５は、検光子３４０がマトリクス状に配置されて形成される。なお、マトリクス状に配置された検光子３４０は、図１における検光子１４０として模式的に示されている。検光子３４０ａ、検光子３４０ｃ、検光子３４０ｄ、および検光子３４０ｇは、偏光子１３０ａの透過軸と同じ方向の透過軸を有する。また、検光子３４０ｂ、検光子３４０ｅ、検光子３４０ｆ、および検光子３４０ｈは、偏光子１３０ｂの透過軸と同じ方向の透過軸を有する。
【００２８】
受光素子アレイ１５０は、受光素子３５０ａ−ｆ（以後、受光素子３５０と総称する。）を有する。受光素子３５０ａ、受光素子３５０ｃ、受光素子３５０ｆ、および受光素子３５０ｈは、緑の波長領域の光を受光する。受光素子３５０ｂおよび受光素子３５０ｄは、赤の波長領域の光を受光する。受光素子３５０ｅおよび受光素子３５０ｇは、青の波長領域の光を受光する。
【００２９】
なお、受光素子３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅ、３５０ｆ、３５０ｇ、および３５０ｈは、それぞれ検光子３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ、３４０ｅ、３４０ｆ、３４０ｇ、および３４０ｈを透過した光を受光する。したがって、受光素子３５０ａおよび受光素子３５０ｃは、偏光子１３０ａの透過軸の方向に偏光した緑色の光を受光する。また、受光素子３５０ｄは、偏光子１３０ａの透過軸の方向に偏光した赤色の光を受光する。また、受光素子３５０ｇは、偏光子１３０ａの透過軸の方向に偏光した青色の光を受光する。
【００３０】
また、受光素子３５０ｂは、偏光子１３０ｂの透過軸の方向に偏光した赤色の光を受光する。また、受光素子３５０ｅは、偏光子１３０ｂの透過軸の方向に偏光した青色の光を受光する。また、受光素子３５０ｆおよび受光素子３５０ｈは、偏光子１３０ｂの透過軸の方向に偏光した緑色の光を受光する。
【００３１】
そして、画像生成部１８０は、偏光子１３０ａの透過軸と同じ方向に偏光した光を受光することができる受光素子３５０からの信号に基づいて第１画像を生成する。具体的には、画像生成部１８０は、受光素子３５０ａおよび受光素子３５０ｃからのＧ信号、受光素子３５０ｄからのＲ信号、受光素子３５０ｇからのＢ信号に少なくとも基づいて、１画素分のＲＧＢ情報を生成する。また、画像生成部１８０は、偏光子１３０ｂの透過軸と同じ方向に偏光した光を受光することができる受光素子３５０からの信号に基づいて第２画像を生成する。例えば、画像生成部１８０は、受光素子３５０ｆおよび受光素子３５０ｈからのＧ信号、受光素子３５０ｂからのＲ信号、および受光素子３５０ｅからのＢ信号に少なくとも基づいて、１画素分のＲＧＢ情報を生成する。
【００３２】
このように、受光素子アレイ１５０は、受光素子３５０がマトリクス状に配列されて形成される。そして、検光子３４０は、受光素子３５０のそれぞれの前面にマトリクス状に配列される。なお、受光素子３５０は、レンズ系１００の複数の焦点の間に設けられることが望ましい。例えば、受光素子アレイ１５０は、レンズ系１００の部分領域１１１の焦点位置とレンズ系１００の部分領域１１２の焦点位置との間に設けられることが望ましい。
【００３３】
また、上述したように、画像生成部１８０は、受光素子３５０が受光した異なる偏光方向の光により、それぞれ画像を生成する。そして、出力部１９２は、画像生成部１８０が生成した複数の画像のうち、画質がより高い画像を撮像画像としてより優先して出力する。また、画像合成部１９０は、画像生成部１８０が生成した複数の画像を合成した合成画像を生成してよい。このとき、画像合成部１９０は、画像生成部１８０が生成した複数の画像のうち、より高い画質を有する画像をより大きい重みづけで合成することにより合成画像を生成してよい。
【００３４】
図４は、偏光板１３５の他の構成例を示す。本図においても、偏光板１３５の、レンズ系１００の光軸に対する垂直断面が示されている。
【００３５】
複数の偏光子４３０ａ（以後、偏光子４３０ａと総称する。）および複数の偏光子４３０ｂ（以後、偏光子４３０ｂと総称する。）は、光軸との交点を含む複数の境界線によって分割された扇形形状を有する。また、偏光子４３０ａの透過軸は、偏光子４３０ｂの透過軸と直交している。
【００３６】
なお、本図では、瞳面２００における複数の領域４０１−４０６を通過する光が入射する偏光板１３５の領域が、同じ符号で示されている。また、瞳面２００の領域４０１を通過する光、瞳面２００の領域４０３を通過する光、および瞳面２００の領域４０５を通過する光が通過するレンズ１１０の領域における焦点距離は、瞳面２００の領域４０２を通過する光、瞳面２００の領域４０４を通過する光、および瞳面２００の領域４０６を通過する光が通過するレンズ１１０の領域における焦点距離と異なる。
【００３７】
そして、本図に示されるように、瞳面における複数の領域４０１、領域４０３、および領域４０５を通過する光は、偏光子４３０ａを通過する。また、瞳面における複数の領域４０２、領域４０４、および領域４０６を通過する光は、偏光子４３０ｂを通過する。
【００３８】
図５は、偏光板１３５の更なる他の構成例を示す。本図においても、偏光板１３５の、レンズ系１００の光軸に対する垂直断面が示されている。
【００３９】
複数の偏光子５３０ａ（以後、偏光子５３０ａと総称する。）および複数の偏光子５３０ｂ（以後、偏光子５３０ｂと総称する。）は、光軸との交点を中心とする複数の同心円状の境界線によって分割された形状を有する。また、偏光子５３０ａの透過軸は、偏光子５３０ｂの透過軸と直交している。
【００４０】
なお、本図では、瞳面２００における複数の領域５０１−５０６を通過する光が入射する偏光板１３５の領域が、同じ符号で示されている。また、瞳面の領域５０１を通過する光、瞳面の領域５０３を通過する光、および瞳面の領域５０５を通過する光がレンズ１１０を通過する領域における焦点距離は、瞳面の領域４０２を通過する光、瞳面の領域５０４を通過する光、および瞳面の領域５０６を通過する光がレンズ１１０を通過する領域における焦点距離と異なる。そして、本図に示されるように、瞳面における複数の領域５０１、領域５０３、および領域５０５を通過する光は偏光子５３０ａを通過する。また、瞳面における複数の領域５０２、領域５０４、および領域５０６を通過する光は偏光子５３０ｂを通過する。
【００４１】
図６は、撮像装置１０の他の構成例を示す。撮像装置１０は、レンズ１１０および絞り部１２０を含むレンズ系１００、偏光板１３５、光学素子６００、複数の検光子１４０ａおよび１４０ｂ、および複数の受光素子アレイ１５０ａおよび受光素子アレイ１５０ｂを備える。なお、レンズ系１００および偏光板１３５は、図１に関連して説明したレンズ系１００および偏光板１３５と略同一の機能を有するので、説明を省略する。また、検光子１４０ａおよび検光子１４０ｂは、検光板として機能する点を除いて、図１に関連して説明した検光子１４０ａおよび検光子１４０ｂと略同一であるので、その説明を省略する。
【００４２】
光学素子６００は、第１偏光方向の光を透過する第１偏光子１３０が透過する光と第２偏光方向の光を透過する第２偏光子１３０が透過する光とを、互いに異なる位置に結像させる。光学素子６００としてはハーフミラーを例示することができる。
【００４３】
受光素子アレイ１５０ａは、偏光子１３０ａが透過した光を受光する複数の受光素子を有する。受光素子アレイ１５０ａが有する複数の受光素子は、偏光子１３０ａが透過した光の結像位置の近傍に配列される。受光素子アレイ１５０ａは、複数の複数の受光素子がマトリクス状に配列されることによって形成される。
【００４４】
また、受光素子アレイ１５０ｂは、偏光子１３０ｂが透過する光を受光する複数の受光素子を有する。受光素子アレイ１５０ｂが有する複数の受光素子は、第２偏光子１３０が透過した光の結像位置の近傍に配列される。受光素子アレイ１５０ｂは、複数の複数の受光素子がマトリクス状に配列されることによって形成される。
【００４５】
画像生成部１８０は、偏光子１３０ａが透過した光を受光する、受光素子アレイ１５０ａが有する複数の受光素子が受光した光により、第１画像を生成する。また、画像生成部１８０は、偏光子１３０ｂが透過した光を受光する、受光素子アレイ１５０ｂが有する複数の受光素子が受光した光により第２画像を生成する。これにより、レンズ系１００からの距離が異なる位置にある被写体の鮮明な画像を、１ショットで得ることができる。
【００４６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】一実施形態における撮像装置１０の構成の一例を示す図である。
【図２】偏光板１３５の構成の一例を示す図である。
【図３】検光子アレイ１４５および受光素子アレイ１５０の構成の一例を示す図である。
【図４】偏光板１３５の他の構成例を示す図である。
【図５】偏光板１３５の更なる他の構成例を示す図である。
【図６】撮像装置１０の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 撮像装置
１００ レンズ系
１２０ 絞り部
１３０ａ 偏光子
１３０ｂ 偏光子
１３５ 偏光板
１４０ａ 検光子
１４０ｂ 検光子
１４５ 検光子アレイ
１５０ 受光素子アレイ
１８０ 画像生成部
１９２ 出力部
１９０ 画像合成部
３４０ａ 検光子
３４０ｂ 検光子
３５０ａ 受光素子
３５０ｂ 受光素子
３５０ｃ 受光素子
３５０ｄ 受光素子
３５０ｅ 受光素子
３５０ｆ 受光素子
３５０ｇ 受光素子
３５０ｈ 受光素子
４３０ａ 偏光子
４３０ｂ 偏光子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
瞳面における複数の領域毎に焦点距離が異なるレンズ系と、
互いに異なる偏光状態の光を透過し、前記複数の領域のそれぞれを通過する光をそれぞれ透過する複数の第１偏光素子と、
前記複数の第１偏光素子のそれぞれが透過する偏光状態の光をそれぞれ透過する複数の第２偏光素子と、
前記複数の第２偏光素子のそれぞれが透過した光をそれぞれ受光する複数の受光素子と
を備える撮像デバイス。
【請求項２】
前記複数の第１偏光素子は、異なる偏光方向に偏光した光を透過し、前記複数の領域のそれぞれを通過する光をそれぞれ透過する複数の偏光子であり、
前記複数の第２偏光素子は、前記複数の偏光子のそれぞれが透過する偏光方向に偏光した光をそれぞれ透過する複数の検光子であり、
前記複数の受光素子は、前記複数の検光子のそれぞれが透過した光をそれぞれ受光する
請求項１に記載の撮像デバイス。
【請求項３】
前記複数の偏光子は、略直交する偏光方向に偏光した光を透過する
請求項２に記載の撮像デバイス。
【請求項４】
前記複数の偏光子は、前記レンズ系のいずれの焦点より少なくとも被写体側に設けられる
請求項３に記載の撮像デバイス。
【請求項５】
前記複数の偏光子は、前記レンズ系の瞳面に設けられる
請求項４に記載の撮像デバイス。
【請求項６】
前記複数の偏光子は、前記レンズ系より被写体側に設けられる
請求項４に記載の撮像デバイス。
【請求項７】
前記複数の受光素子は、マトリクス状に配列され、
前記複数の検光子は、前記複数の受光素子のそれぞれの前面にマトリクス状に配列される。
請求項５に記載の撮像デバイス。
【請求項８】
前記複数の受光素子は、前記レンズ系の複数の焦点の間に設けられる
請求項７に記載の撮像デバイス。
【請求項９】
前記複数の受光素子が受光した異なる偏光方向の光により、それぞれ画像を生成する画像生成部
をさらに備える請求項８に記載の撮像デバイス。
【請求項１０】
前記画像生成部が生成した複数の画像のうち、画質がより高い画像を撮像画像としてより優先して出力する出力部
をさらに備える請求項９に記載の撮像デバイス。
【請求項１１】
前記画像生成部が生成した複数の画像を合成した合成画像を生成する画像合成部
をさらに備える請求項９に記載の撮像デバイス。
【請求項１２】
前記画像合成部は、前記画像生成部が生成した複数の画像のうち、より高い画質を有する画像をより大きい重みづけで合成することにより前記合成画像を生成する。
をさらに備える請求項１１に記載の撮像デバイス。
【請求項１３】
前記レンズ系は、扇形の前記複数の領域毎に異なる焦点距離を有する
請求項７に記載の撮像デバイス。
【請求項１４】
前記レンズ系は、同心円で分割される前記複数の領域毎に異なる焦点距離を有する
請求項７に記載の撮像デバイス。
【請求項１５】
第１偏光方向の光を透過する第１偏光子が透過する光と第２偏光方向の光を透過する第２偏光子が透過する光とを、互いに異なる位置に結像させる光学素子
をさらに備え、
前記第１偏光子が透過した光を受光する前記複数の受光素子は、前記第１偏光子が透過した光の結像位置の近傍に配列され、
前記第２偏光子が透過する光を受光する前記複数の受光素子は、前記第２偏光子が透過した光の結像位置の近傍に配列される
請求項７に記載の撮像デバイス。
【請求項１６】
前記第１偏光子が透過した光を受光する前記複数の受光素子が受光した光により第１画像を生成するとともに、前記第２偏光子が透過した光を受光する前記複数の受光素子が受光した光により第２画像を生成する画像生成部
をさらに備える請求項１５に記載の撮像デバイス。
【請求項１７】
前記複数の第１偏光素子は、前記複数の領域のそれぞれを通過する、互いに略直交する偏光状態の光をそれぞれ透過する
請求項１に記載の撮像デバイス。
【請求項１】
瞳面における複数の領域毎に焦点距離が異なるレンズ系と、
互いに異なる偏光状態の光を透過し、前記複数の領域のそれぞれを通過する光をそれぞれ透過する複数の第１偏光素子と、
前記複数の第１偏光素子のそれぞれが透過する偏光状態の光をそれぞれ透過する複数の第２偏光素子と、
前記複数の第２偏光素子のそれぞれが透過した光をそれぞれ受光する複数の受光素子と
を備える撮像デバイス。
【請求項２】
前記複数の第１偏光素子は、異なる偏光方向に偏光した光を透過し、前記複数の領域のそれぞれを通過する光をそれぞれ透過する複数の偏光子であり、
前記複数の第２偏光素子は、前記複数の偏光子のそれぞれが透過する偏光方向に偏光した光をそれぞれ透過する複数の検光子であり、
前記複数の受光素子は、前記複数の検光子のそれぞれが透過した光をそれぞれ受光する
請求項１に記載の撮像デバイス。
【請求項３】
前記複数の偏光子は、略直交する偏光方向に偏光した光を透過する
請求項２に記載の撮像デバイス。
【請求項４】
前記複数の偏光子は、前記レンズ系のいずれの焦点より少なくとも被写体側に設けられる
請求項３に記載の撮像デバイス。
【請求項５】
前記複数の偏光子は、前記レンズ系の瞳面に設けられる
請求項４に記載の撮像デバイス。
【請求項６】
前記複数の偏光子は、前記レンズ系より被写体側に設けられる
請求項４に記載の撮像デバイス。
【請求項７】
前記複数の受光素子は、マトリクス状に配列され、
前記複数の検光子は、前記複数の受光素子のそれぞれの前面にマトリクス状に配列される。
請求項５に記載の撮像デバイス。
【請求項８】
前記複数の受光素子は、前記レンズ系の複数の焦点の間に設けられる
請求項７に記載の撮像デバイス。
【請求項９】
前記複数の受光素子が受光した異なる偏光方向の光により、それぞれ画像を生成する画像生成部
をさらに備える請求項８に記載の撮像デバイス。
【請求項１０】
前記画像生成部が生成した複数の画像のうち、画質がより高い画像を撮像画像としてより優先して出力する出力部
をさらに備える請求項９に記載の撮像デバイス。
【請求項１１】
前記画像生成部が生成した複数の画像を合成した合成画像を生成する画像合成部
をさらに備える請求項９に記載の撮像デバイス。
【請求項１２】
前記画像合成部は、前記画像生成部が生成した複数の画像のうち、より高い画質を有する画像をより大きい重みづけで合成することにより前記合成画像を生成する。
をさらに備える請求項１１に記載の撮像デバイス。
【請求項１３】
前記レンズ系は、扇形の前記複数の領域毎に異なる焦点距離を有する
請求項７に記載の撮像デバイス。
【請求項１４】
前記レンズ系は、同心円で分割される前記複数の領域毎に異なる焦点距離を有する
請求項７に記載の撮像デバイス。
【請求項１５】
第１偏光方向の光を透過する第１偏光子が透過する光と第２偏光方向の光を透過する第２偏光子が透過する光とを、互いに異なる位置に結像させる光学素子
をさらに備え、
前記第１偏光子が透過した光を受光する前記複数の受光素子は、前記第１偏光子が透過した光の結像位置の近傍に配列され、
前記第２偏光子が透過する光を受光する前記複数の受光素子は、前記第２偏光子が透過した光の結像位置の近傍に配列される
請求項７に記載の撮像デバイス。
【請求項１６】
前記第１偏光子が透過した光を受光する前記複数の受光素子が受光した光により第１画像を生成するとともに、前記第２偏光子が透過した光を受光する前記複数の受光素子が受光した光により第２画像を生成する画像生成部
をさらに備える請求項１５に記載の撮像デバイス。
【請求項１７】
前記複数の第１偏光素子は、前記複数の領域のそれぞれを通過する、互いに略直交する偏光状態の光をそれぞれ透過する
請求項１に記載の撮像デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１６９０９６（Ｐ２００９−１６９０９６Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７０２２（Ｐ２００８−７０２２）
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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