開放型放射開口を用いた全焦点レンズレスイメージング

Optics Express

Abstract

符号化開口と計算再構成を組み合わせたレンズレスイメージングは、極めて薄型なカメラ実現に向けた有望な技術として注目されています。私たちはこれまでに、開口パターンを放射状に設計することで被写界深度を大きく拡張できることを示してきました[1]。しかし、再構成の安定性を確保するためには開口領域を制限する必要があり、それが被写界深度の伸長におけるボトルネックとなっていました。本研究では、開放型の放射状開口（full-aperture radial mask）を採用した新しいレンズレス光学系と、その特性に最適化した画像再構成アルゴリズムを開発することで、この課題を克服しました。その結果、より「全焦点」に近い撮像を小型光学系・処理系で実現できるようになりました。数値実験および実機プロトタイプにより、近距離から遠距離までの被写体を同時に鮮明に捉える超薄型カメラの可能性を実証するとともに、文字認識、QRコード読み取り、自然物体撮像など、多様な応用への有効性を確認しました。
[1] José Reinaldo Cunha Santos A. V. Silva Neto, Tomoya Nakamura, Yasushi Makihara, and Yasushi Yagi, “Extended Depth-of-Field Lensless Imaging using an Optimized Radial Mask,” IEEE Transactions on Computational Imaging, Vol. 9, pp. 857-868 (2023).

Citation

José Reinaldo Cunha Santos A. V. Silva Neto, Hodaka Kawachi, Yasushi Yagi, and Tomoya Nakamura, ” Toward all-in-focus lensless imaging with full-aperture radial masks,” Optics Express, Vol. 33, No. 23, pp. 48112-48129, 2025.