[发明专利]深度扩展装置

权利要求书

1.一种深度扩展装置，能够基于焦点位置不同的多个图像生成或者显示焦深被扩展的图像，其特征在于，具备：

摄像光学系统和摄像元件，其使图像A和图像B成像来进行拍摄，其中，该图像A是基准图像，该图像B是焦点位置与上述图像A的焦点位置不同的图像；以及

深度扩展图像构成部，其基于上述图像A和上述图像B中的对应的每个像素的亮度变化，来生成或者显示维持物点至上述摄像光学系统的距离与亮度变化的关系的深度扩展图像，

其中，在将上述图像A的像侧数值孔径设为NA’、将由上述摄像光学系统决定的分辨率和由上述摄像元件决定的分辨率中的低的一方设为R、将图像A的成像面与图像B的成像面之间的光路间隔设为d、将上述图像A与上述图像B中的摄影距离近的图像的数值孔径设为NAn、将上述图像A与上述图像B中的摄影距离远的图像的数值孔径设为NAf时，上述摄像光学系统和上述摄像元件构成为满足下述的条件式(1)和(2)，

R×NA’/2≤d…(1)

0.05≤(NAf/NAn)2≤0.9…(2)。

2.根据权利要求1所述的深度扩展装置，其特征在于，

上述深度扩展图像构成部具有深度扩展图像生成部，该深度扩展图像生成部计算从上述图像A减去上述图像B而得到的差图像，将该差图像的各像素的像素值与用于使该差图像的最大亮度值为像素值所能取到的最大值的相加值相加之后除以上述最大值，由此制作标准化图像C，并且通过将图像A的各像素的像素值除以标准化图像C中对应的像素的像素值来生成深度扩展图像。

3.根据权利要求2所述的深度扩展装置，其特征在于，

上述摄像光学系统设置于内窥镜，上述图像A是近点图像，上述图像B是远点图像。

4.根据权利要求3所述的深度扩展装置，其特征在于，

上述摄像元件具备距上述摄像光学系统的光路长度不同的两个像素组，利用其中一个像素组拍摄上述图像A，利用另一个像素组拍摄上述图像B。

5.根据权利要求3所述的深度扩展装置，其特征在于，

上述摄像元件包括第一摄像元件和第二摄像元件，

上述摄像光学系统包括分割光学元件，该分割光学元件将入射的光分割而向上述第一摄像元件和上述第二摄像元件射出，

上述分割光学元件以无反射的方式向上述第一摄像元件和上述第二摄像元件中的一个摄像元件射出光，以二次反射的方式向另一个摄像元件射出光。

6.根据权利要求2所述的深度扩展装置，其特征在于，

上述摄像光学系统是远心光学系统。

7.根据权利要求2所述的深度扩展装置，其特征在于，

上述深度扩展图像生成部将来自摄像元件的两个图像进行合成来生成深度扩展图像，并且还能够将来自摄像元件的一个图像和一个深度扩展图像或者将两个深度扩展图像进行合成来生成进一步的深度扩展图像，其中，上述来自摄像元件的一个图像和一个深度扩展图像是焦深能够不同的两个图像，上述两个深度扩展图像是焦深能够不同的两个图像，

作为合成对象的两个图像的其中一个图像的焦深与另一个图像的焦深之比RFD满足以下条件，

0.7≤RFD≤(1/0.7)。

8.根据权利要求1所述的深度扩展装置，其特征在于，

在将上述摄像光学系统的焦距设为f时，上述光路间隔d还满足以下条件式(3)，

d≤f²/2000…(3)。

9.根据权利要求8所述的深度扩展装置，其特征在于，

上述深度扩展图像构成部具有深度扩展图像显示部，该深度扩展图像显示部能够在相互平行的多个不同的显示面上以重叠地看到多个图像的方式进行显示，

上述深度扩展图像显示部通过在屈光度0.5以内的范围内将上述图像A与上述图像B隔开间隔地进行显示，来显示深度扩展图像。

10.根据权利要求9所述的深度扩展装置，其特征在于，

上述摄像光学系统设置于内窥镜，上述图像A是近点图像，上述图像B是远点图像。

11.根据权利要求10所述的深度扩展装置，其特征在于，

上述摄像元件具备距上述摄像光学系统的光路长度不同的两个像素组，利用其中一个像素组拍摄上述图像A，利用另一个像素组拍摄上述图像B。