JPH01209884A - 画像入力装置 - Google Patents
画像入力装置Info
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- JPH01209884A JPH01209884A JP63034689A JP3468988A JPH01209884A JP H01209884 A JPH01209884 A JP H01209884A JP 63034689 A JP63034689 A JP 63034689A JP 3468988 A JP3468988 A JP 3468988A JP H01209884 A JPH01209884 A JP H01209884A
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- Japan
- Prior art keywords
- image
- imaging
- lens
- pinhole
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔］既 要〕
結像距離の異なる複数の画像を前面にわたって合焦状態
で撮像することができる画像入力装置に関し、 ピンホールを経て得られた画像をレンズをｉｍシて縮小
して撮像素子に人力することによって、撮像距離に無関
係に合焦状態の画像を得ることができる画像人力装置を
提供することを目的とし、ピンホールと、該ピンホール
に対して撮像対象と反対側に置かれた結像面と、該結像
面上の像を縮小して投影する結像用レンズと、該結像用
レンズの結像面に置かれた撮像素子とを具えて構成され
る。
で撮像することができる画像入力装置に関し、 ピンホールを経て得られた画像をレンズをｉｍシて縮小
して撮像素子に人力することによって、撮像距離に無関
係に合焦状態の画像を得ることができる画像人力装置を
提供することを目的とし、ピンホールと、該ピンホール
に対して撮像対象と反対側に置かれた結像面と、該結像
面上の像を縮小して投影する結像用レンズと、該結像用
レンズの結像面に置かれた撮像素子とを具えて構成され
る。
本発明は結像距離の異なる複数の画像を、全面にわたっ
て、合焦状態で撮像することができる画像入力装置に関
するものである。
て、合焦状態で撮像することができる画像入力装置に関
するものである。
撮像装置においては、結像用レンズから異なる距離にあ
る複数の撮像対象、または同一の撮像対象であってもそ
の面の各部分が結像用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定まる焦点深度以
内でないときは、すべての部分をピントの合った状態で
鮮明に撮像することは、通常は不可能である。
る複数の撮像対象、または同一の撮像対象であってもそ
の面の各部分が結像用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定まる焦点深度以
内でないときは、すべての部分をピントの合った状態で
鮮明に撮像することは、通常は不可能である。
しかしながら実用上においては、このように撮像対象の
存在する範囲が結像用レンズの焦点深度範囲を超えてい
るような場合にも、全面にわたって合焦状態に撮像する
ことが必要になる場合がある。
存在する範囲が結像用レンズの焦点深度範囲を超えてい
るような場合にも、全面にわたって合焦状態に撮像する
ことが必要になる場合がある。
従来、このような広範囲の撮像対象を合焦状態で撮像す
る方法としては、固定した結像用レンズに対して結像面
に置かれるセンサを結像距離に応じて移動させる方法や
、ハーフミラ−等を利用して結像用レンズの光路を分割
し、異なった焦点距離にそれぞれセンサを配置して撮像
する方法等が行われている。
る方法としては、固定した結像用レンズに対して結像面
に置かれるセンサを結像距離に応じて移動させる方法や
、ハーフミラ−等を利用して結像用レンズの光路を分割
し、異なった焦点距離にそれぞれセンサを配置して撮像
する方法等が行われている。
ている。
第５図において、結像用レンズ１１は撮像装置に対して
固定して設けられている。結像面において撮像対象の像
は、ＣＯＤエリアセンサ（ビデオカメラセンサ）等のセ
ンサ１２によって検出される。この場合センサ１２は移
動ステージ１３上に搭載されていて、結像距離に応じて
移動できるように構成されている。
固定して設けられている。結像面において撮像対象の像
は、ＣＯＤエリアセンサ（ビデオカメラセンサ）等のセ
ンサ１２によって検出される。この場合センサ１２は移
動ステージ１３上に搭載されていて、結像距離に応じて
移動できるように構成されている。
いま結像用レンズ１１の中心から撮像対象１４゜、１４
ｚ、１４３までの距離すなわち撮像距離がａｌ ｒ
ａＲ＋ ａ、、であったときの、レンズ中心から結像
面までの距離すなわち結像距離がす、、ｂ。
ｚ、１４３までの距離すなわち撮像距離がａｌ ｒ
ａＲ＋ ａ、、であったときの、レンズ中心から結像
面までの距離すなわち結像距離がす、、ｂ。
、ｂ、であったとき、移動ステージ１３を駆動してその
ときの撮像距離に対応する結像距離になるように移動さ
せるとすれば、撮像対象１４１〜１４３のそれぞれに対
して合焦画像を得ることができる。
ときの撮像距離に対応する結像距離になるように移動さ
せるとすれば、撮像対象１４１〜１４３のそれぞれに対
して合焦画像を得ることができる。
第５図に示されたような従来の可変距離撮像装置では、
ある結像距離状態に対応する撮像距離にある撮像対象を
合焦状態で撮像することができる。
ある結像距離状態に対応する撮像距離にある撮像対象を
合焦状態で撮像することができる。
しかしながらそれ以外の撮像距離にある撮像対象は、結
像用レンズの焦点深度範囲内にないときは、合焦状態で
撮像することができない。
像用レンズの焦点深度範囲内にないときは、合焦状態で
撮像することができない。
第６図は従来の可変距離撮像装置による画像の一例を示
したものであって、（ａ）は撮像装置と撮像対象との関
係を示し、結像用レンズ１１の光軸に対し被撮像面１６
が垂直から傾いている場合には、面１６の各部で撮像距
離が異なる。いま面１６の各部１６．．１６□、１６３
が順次撮像距離が小さくなっているものとし、それぞれ
の撮像距離に応じた結像距離をとったときの、センサ１
２における画像はそれぞれ（ｂ）、 （ｃ）、 （ｄ）
に示されるようになる。各画像において、結像距離に対
応する位置１６、．１６□、１６：ｌに対する部分は合
焦状態にあるが′その他の部分はピントが合わず、従っ
てすべての撮像対象に対して同時に合焦状態となる画像
を得ることはできない。
したものであって、（ａ）は撮像装置と撮像対象との関
係を示し、結像用レンズ１１の光軸に対し被撮像面１６
が垂直から傾いている場合には、面１６の各部で撮像距
離が異なる。いま面１６の各部１６．．１６□、１６３
が順次撮像距離が小さくなっているものとし、それぞれ
の撮像距離に応じた結像距離をとったときの、センサ１
２における画像はそれぞれ（ｂ）、 （ｃ）、 （ｄ）
に示されるようになる。各画像において、結像距離に対
応する位置１６、．１６□、１６：ｌに対する部分は合
焦状態にあるが′その他の部分はピントが合わず、従っ
てすべての撮像対象に対して同時に合焦状態となる画像
を得ることはできない。
本発明はこのような従来技術の問題点を解決しようとす
るものであって、ピンホールを経て得られた画像をレン
ズを通して縮小して撮像素子に入力することによって、
撮像距離に無関係に常に合焦状態の画像を得ることがで
きる画像入力装置を提供することを目的としている。
るものであって、ピンホールを経て得られた画像をレン
ズを通して縮小して撮像素子に入力することによって、
撮像距離に無関係に常に合焦状態の画像を得ることがで
きる画像入力装置を提供することを目的としている。
第１図は本発明の原理的構成を示したものであって、撮
像対象１に対してピンホール２と、結像面３と、結像用
レンズ４と、撮像素子５とを具えて構成される。
像対象１に対してピンホール２と、結像面３と、結像用
レンズ４と、撮像素子５とを具えて構成される。
ピンホール２は、撮像対象１を距離に無関係に結像させ
るものである。
るものである。
結像面３は、ピンホール２に対して撮像対象１と反対側
に置かれ、ピンホールを通してその−Ｌに撮像対象１を
結像するものである。
に置かれ、ピンホールを通してその−Ｌに撮像対象１を
結像するものである。
結像用レンズ４は、結像面３上の像を縮小してれた像を
撮像するものである。
撮像するものである。
撮像対象ｌからの光はピンホール２を経て結像面３上に
像を結ぶ、この際ピンホール２と撮像対象１との距離は
任意であって、結像面３上に常に焦点ボケのない像が形
成される。
像を結ぶ、この際ピンホール２と撮像対象１との距離は
任意であって、結像面３上に常に焦点ボケのない像が形
成される。
この場合結像面３上に撮像素子を置くことによって、単
純にピンホール２と撮像素子とを組み合わせるだけでは
、鮮明な画像を得ることができない。すなわちピンホー
ルカメラにおいては、一般にピンホール２の径が小さい
ほど尖鋭な画像が得られるが、これには限度があって５
０μｍφ以下にすると逆に尖鋭さが低下する。これはピ
ンホール径が光の波長に近づくと回折の影響が大きくな
るためであって、このような状態では、得られる像には
ピンホール径の数倍程度のボケを伴うことになる。
純にピンホール２と撮像素子とを組み合わせるだけでは
、鮮明な画像を得ることができない。すなわちピンホー
ルカメラにおいては、一般にピンホール２の径が小さい
ほど尖鋭な画像が得られるが、これには限度があって５
０μｍφ以下にすると逆に尖鋭さが低下する。これはピ
ンホール径が光の波長に近づくと回折の影響が大きくな
るためであって、このような状態では、得られる像には
ピンホール径の数倍程度のボケを伴うことになる。
さらにピンホールの径が有限であることに基づく幾何光
学的ボケを生じる。第２図は幾何光学的ボケを説明する
ものであって、ピンホール２から撮像物体１および結像
面３までの距離をそれぞれ１、．１１ｂとし、ピンホー
ル径をａとすると結像面３上における幾何光学的ボケｂ
は、 となって、一般に幾何光学的ボケはピンホール２の径よ
り常に大きい。
学的ボケを生じる。第２図は幾何光学的ボケを説明する
ものであって、ピンホール２から撮像物体１および結像
面３までの距離をそれぞれ１、．１１ｂとし、ピンホー
ル径をａとすると結像面３上における幾何光学的ボケｂ
は、 となって、一般に幾何光学的ボケはピンホール２の径よ
り常に大きい。
一方、−船釣な撮像管やＣＯＤ素子等の撮像素子におい
ては、例えば画素数５１２Ｘ５１２の場じることとなっ
て好ましくない。
ては、例えば画素数５１２Ｘ５１２の場じることとなっ
て好ましくない。
そこでピンホール２を経た光によって、−旦結像面３上
に画像を結ばせる。次にこの画像をレンズ４を経て縮小
し、撮像素子５上に再結像させて撮像する。これによっ
て撮像素子５の面におけるボケは１画素程度となり、鮮
明な画像入力を得ることができる。
に画像を結ばせる。次にこの画像をレンズ４を経て縮小
し、撮像素子５上に再結像させて撮像する。これによっ
て撮像素子５の面におけるボケは１画素程度となり、鮮
明な画像入力を得ることができる。
本発明の方法は、撮像対象とピンホールとの距離が１０
ｃｍ程度以上の場合、例えば風景等を撮像する場合に適
している。一方、１０ｍｍ程度の小さなものを撮像対象
とする場合には、十分縮小することができないためボケ
が大きくなって実用的でない。また本発明の方法ではピ
ンホールを用いるため撮像素子上に生じる像の光量が小
さくなる。従って特に高感度で撮像できる手段が必要と
なる。
ｃｍ程度以上の場合、例えば風景等を撮像する場合に適
している。一方、１０ｍｍ程度の小さなものを撮像対象
とする場合には、十分縮小することができないためボケ
が大きくなって実用的でない。また本発明の方法ではピ
ンホールを用いるため撮像素子上に生じる像の光量が小
さくなる。従って特に高感度で撮像できる手段が必要と
なる。
第３図は本発明の一実施例を示したものであって、撮像
対象ｌまでの距離がｌＱｃｍ程度から無限大の範囲まで
合焦状態の撮像が可能なものである。第３図において、
第１図におけると同じ部分を同じ番号で示し、６は透明
ないし半透明のスクリーン、７は高感度ＣＣＤカメラで
ある。
対象ｌまでの距離がｌＱｃｍ程度から無限大の範囲まで
合焦状態の撮像が可能なものである。第３図において、
第１図におけると同じ部分を同じ番号で示し、６は透明
ないし半透明のスクリーン、７は高感度ＣＣＤカメラで
ある。
撮像対象１からの光はピンホール２を経て、撮像対象ｌ
と反対側に置かれたスクリーン６上に結像する。スクリ
ーン６上の像はレンズ４を経て縮小されて、ＣＯＤカメ
ラ７上に投影されて撮像される。
と反対側に置かれたスクリーン６上に結像する。スクリ
ーン６上の像はレンズ４を経て縮小されて、ＣＯＤカメ
ラ７上に投影されて撮像される。
いまピンホール２の径を５０μｍφとすると、撮像対象
１までの最短距離において幾何光学的ボケは＋１）式か
ら７５μｍφとなる。ま７．： ＣＣＤカメラ７は一般
に１列の画素数が約５００．１画素の大きさは１０ｐｍ
程度である。従ってスクリーン６上のボケを１画素以下
とするためには、レンズ４の縮小率を約１／８とすれば
よい。この場合ＣＯＤカメラフのサイズは約５ｍｍなの
で、スクリーン６の有効サイズは４０ｍｍ程度とすれば
よい。
１までの最短距離において幾何光学的ボケは＋１）式か
ら７５μｍφとなる。ま７．： ＣＣＤカメラ７は一般
に１列の画素数が約５００．１画素の大きさは１０ｐｍ
程度である。従ってスクリーン６上のボケを１画素以下
とするためには、レンズ４の縮小率を約１／８とすれば
よい。この場合ＣＯＤカメラフのサイズは約５ｍｍなの
で、スクリーン６の有効サイズは４０ｍｍ程度とすれば
よい。
第４図は本発明の他の実施例を示したものであって、第
１図におけると同じ部分を同じ番号で示し、８はマイク
ロチャンネルプレート（ＭＣＰ）である。
１図におけると同じ部分を同じ番号で示し、８はマイク
ロチャンネルプレート（ＭＣＰ）である。
第４図において対象物体ｌからの光はピンホール２を経
て、撮像対象１と反対側に置かれたＭＣＰ８の入力側に
結像する。ＭＣＰ８においては、各微小チャンネルごと
に入力光を光電変換して増幅し、さらに光信号に変換し
て出力する。ＭＣＰ８の出力側の、光はレンズ４を経て
縮小されて、撮像素子５上に投影されて撮像される。
て、撮像対象１と反対側に置かれたＭＣＰ８の入力側に
結像する。ＭＣＰ８においては、各微小チャンネルごと
に入力光を光電変換して増幅し、さらに光信号に変換し
て出力する。ＭＣＰ８の出力側の、光はレンズ４を経て
縮小されて、撮像素子５上に投影されて撮像される。
第４図の実施例においては、ＭＣＰ８において光量の増
幅が行われる。各部の寸法の関係は第３図の実施例の場
合と同様にすればよい。
幅が行われる。各部の寸法の関係は第３図の実施例の場
合と同様にすればよい。
以上説明したように本発明によれば、簡単な構成で広い
範囲の撮像距離に存在する撮像対象を同時に焦点ボケな
く鮮明に撮像することができる。
範囲の撮像距離に存在する撮像対象を同時に焦点ボケな
く鮮明に撮像することができる。
第１図は本発明の原理的構成を示す図、第２図は幾何光
学的ボケを説明する図、第３図は本発明の一実施例を示
す図、 第４図は本発明の他の実施例を示す図、第５図は従来の
可変路１ｉ！！１ｉ像装置を例示する図、第６図は従来
の可変距離↑最像装置における画像の一例を示す図であ
る。 １・・・撮像対象 ２・・・ピンホール ３・・・結像面 ４・・・結像用レンズ ５・・・撮像素子 ６・・・スクリーン ７・・・高感度ＣＯＤカメラ ８・・・マイクロチャンネルプレート （ＭＣＰ）特許
出願人 富 士 通 株式株式 代理人 弁理士 玉 蟲 久五部 （外１名） 本発明の原理的構成Ｐ示す図 第１図 褒何光学的ホケＥ示′を口 菓 ２ 図 スつリーン 本発明の一実施例Ｐ示す図 第 ３ 図 本発明のイ也の実施例を示す図 第 ４［２１
学的ボケを説明する図、第３図は本発明の一実施例を示
す図、 第４図は本発明の他の実施例を示す図、第５図は従来の
可変路１ｉ！！１ｉ像装置を例示する図、第６図は従来
の可変距離↑最像装置における画像の一例を示す図であ
る。 １・・・撮像対象 ２・・・ピンホール ３・・・結像面 ４・・・結像用レンズ ５・・・撮像素子 ６・・・スクリーン ７・・・高感度ＣＯＤカメラ ８・・・マイクロチャンネルプレート （ＭＣＰ）特許
出願人 富 士 通 株式株式 代理人 弁理士 玉 蟲 久五部 （外１名） 本発明の原理的構成Ｐ示す図 第１図 褒何光学的ホケＥ示′を口 菓 ２ 図 スつリーン 本発明の一実施例Ｐ示す図 第 ３ 図 本発明のイ也の実施例を示す図 第 ４［２１
Claims (2)
- （１）ピンホール（２）と、 該ピンホール（２）に対して撮像対象と反対側に置かれ
た結像面（３）と、 該結像面（３）上の像を縮小して投影する結像用レンズ
（４）と、 該結像用レンズ（４）の結像面に置かれた撮像素子（５
）と、 を具えてなることを特徴とする画像入力装置。 - （２）前記結像面（３）が、一方の面の入力像を増幅し
て他方の面に出力するマイクロチャンネルプレートから
なることを特徴とする請求項１記載の画像入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63034689A JPH01209884A (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 画像入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63034689A JPH01209884A (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 画像入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01209884A true JPH01209884A (ja) | 1989-08-23 |
Family
ID=12421355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63034689A Pending JPH01209884A (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 画像入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01209884A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0830003A3 (en) * | 1996-09-16 | 2000-10-18 | Eastman Kodak Company | Apparatus for scanning slides |
| JPWO2005002213A1 (ja) * | 2003-06-30 | 2006-11-24 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 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 |
-
1988
- 1988-02-17 JP JP63034689A patent/JPH01209884A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0830003A3 (en) * | 1996-09-16 | 2000-10-18 | Eastman Kodak Company | Apparatus for scanning slides |
| JPWO2005002213A1 (ja) * | 2003-06-30 | 2006-11-24 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 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 |
| JP4925001B2 (ja) * | 2003-06-30 | 2012-04-25 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 開放孔と２次元撮像装置を組み合わせた結像および撮像装置並びに撮像方法 |
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