图像拍摄装置、图像拍摄方法和图像拍摄器件
技术领域
本公开内容涉及图像拍摄装置、图像拍摄方法和图像拍摄器件，并且具体地涉及即使在无透镜图像拍摄装置中同时获取大范围波长的情况下也使得能够拍摄具有高空间分辨率的二维图像作为最终图像的图像拍摄装置、图像拍摄方法和图像拍摄器件。
背景技术
无透镜图像拍摄装置是如下图像拍摄装置，其通过使用诸如图案化开口或衍射光栅的光调制机构连同二维图像传感器一起拍摄图像，而不使用已经在现有二维图像拍摄系统中使用的透镜拍摄，并且在拍摄图像之后对像素信号执行信号处理以将像素信号重构为二维最终图像，从而实现图像拍摄装置的尺寸减小、重量减轻、价格降低、非平面化等。
存在用于无透镜图像拍摄装置的配置的若干技术。
例如，在已经提出的一种如下技术中：通过图案化的掩模开口对进入二维图像传感器的图像拍摄面的光进行调制；基于调制的光，拍摄的图像；以及通过对拍摄的图像执行信号处理来重构最终图像(参见专利文献1)。
另外，在已经提出的另一如下技术中：通过菲涅尔结构掩模开口控制进入二维图像传感器的图像拍摄面的光；以及通过执行基于傅立叶变换的信号处理来重构最终图像(参见非专利文献1)。
此外，在已经提出的又一如下技术中：通过使用衍射光栅将入射光调制为具有取决于入射光角度的不同相位的正弦波状形式；通过二维图像传感器拍摄该入射光；并且通过信号处理重构所拍摄的图像来恢复最终图像(参见专利文献2)。
引用列表
专利文献
专利文献1：WO2016/123529A1
专利文献2：JP 2016-510910A(US 2016003994)
非专利文献
非专利文献1：Lensless Light-field Imaging with Fresnel Zone Aperture(Yusuke Nakamura,Takeshi Shimano,Kazuyuki Tajima,Mayu Sao,Taku Hoshizawa(Hitachi,Ltd.)),IWISS2016
发明内容
技术问题
以上提及的专利文献1、专利文献2和非专利文献1中描述的所有技术均主张了能够应对要输入的入射光的波长的可缩放方法。当然，无透镜图像拍摄装置是也可以应用于X射线和γ射线的图像拍摄的技术，并且也被用于天文的图像观测。理论上，无透镜图像拍摄装置也可以应用于毫米波或太赫兹波成像。
然而，如果考虑光学衍射现象，则需要针对目标波长对在每种技术中调制光的开口的图案、形状等进行优化。这是因为衍射是取决于入射光的波长的现象。
例如，在专利文献1的技术中，对于目标波长，如果不对图案掩模与图像传感器之间的距离、或开口的单位图案的尺寸进行优化，则会由于衍射而引起模糊量增大。
另外，非专利文献1的技术被认为更容易受到衍射的影响，并且对于目标波长如果不对掩模的透射率的调制周期进行优化，则会发生由于衍射而引起的相互干涉。
此外，由于专利文献2的技术利用衍射本身，因此到达传感器的光根据波长而表现出不同的行为。如果不将晶格间隔设计成为适合于目标波长的相位，则光不可避免地会扩散，并且作为自然结果，在图像中发生空间模糊。
如上所述，在任何技术中，在同时获取大范围波长的情况下，要被重构为最终图像的二维图像的空间分辨率有可能会降低。
鉴于这样的情况而提出本公开内容，并且本公开内容的具体目的在于，使得即使在无透镜图像拍摄装置中同时获取大范围的波长的情况下，也能够将具有高空间分辨率的二维图像重建和恢复为最终图像。
问题的解决方案
根据本公开内容一个方面的图像拍摄装置是包括以下的图像拍摄装置：带通滤波器，该带通滤波器被划分成多个区域，每个区域使得不同波长带中的入射光透过；掩模，其与所述多个区域相对应地被划分，并且对透过带通滤波器的所述多个区域中的相应区域的、所述不同波长带中的入射光进行调制；固态图像拍摄器件，该固态图像拍摄器件具有与所述多个区域对应地被划分的图像拍摄面，并且拍摄通过所述掩膜按照所述多个区域中的每个区域进行调制后的入射光作为二维像素信号；以及信号处理部，该信号处理部通过信号处理将由固态图像拍摄器件拍摄的二维像素信号重构为最终图像。
掩模可以是掩模图案，该掩模图案具有按照所述多个区域中的每个区域而不同的单位尺寸。
用于所述多个区域中的每个区域的掩模图案可以是具有基于被透过带通滤波器的入射光的波长带的不同单位尺寸的掩模图案。
用于所述多个区域中的每个区域的掩模图案可以是具有下述单位尺寸的掩模图案：使得当被透过带通滤波器的波长带中的入射光被固态图像拍摄器件拍摄时，由于衍射引起的入射光的扩散几乎最小化。
从掩模到固态图像拍摄器件的图像拍摄面的距离可以针对所述多个区域中的每个区域而不同。
从掩模到固态图像拍摄器件的图像拍摄面的距离可以是基于被透过带通滤波器的所述多个区域中的每个区域的入射光的波长带而不同的距离。
对于所述多个区域中的每个区域，从掩模到固态图像拍摄器件的图像拍摄面的距离可以是下述距离：使得当透过带通滤波器的波长带中的入射光被固态图像拍摄器件拍摄时，由于衍射引起的入射光的扩散几乎最小化。
掩模可以是对于所述多个区域中的所有区域具有相同单位尺寸的掩模图案。
还可以包括遮光壁，该遮光壁在带通滤波器、掩模及固态图像拍摄器件的多个区域之间的边界处阻挡来自邻近区域的入射光。
信号处理部可以包括：划分部，该划分部与所述多个区域相关联地划分由固态图像拍摄器件拍摄的二维像素信号；多个图像重构部，所述多个图像重构部通过信号处理将通过划分二维像素信号获得的每个像素信号重构为最终图像；以及整合部，该整合部对由所述多个图像重构部重构的最终图像进行整合。
整合部通过叠加由所述多个图像重构部重构的最终图像来对最终图像进行整合。
通过选择由所述多个图像重构部重构的最终图像中的一个最终图像，该整合部可以对所述一个最终图像进行整合。
整合部可以选择由所述多个图像重构部重构的最终图像中的至少两个最终图像，并且以使得所选择的至少两个最终图像相叠加的方式对所选择的至少两个最终图像进行整合。
在固态图像拍摄器件和与掩模之间沿入射光的入射方向形成有微小间隙。
图像拍摄装置可以具有不包括将所述入射光聚焦到带通滤波器、掩模和固态图像拍摄器件中的任何一者上的透镜的配置。
入射光的波长带为约8μm至约14μm。
根据本公开内容的一个方面的一种图像拍摄方法是图像拍摄装置的图像拍摄方法，该图像拍摄装置包括：带通滤波器，该带通滤波器被划分成多个区域，使得具有按照多个区域中的每个区域而不同的波长带中的入射光透过；掩模，其与所述多个区域对应地被划分，并且对透过带通滤波器的、具有按照所述多个区域中的每个区域而不同的波长带中的入射光进行调制；以及固态图像拍摄器件，该固态图像拍摄器件具有与所述多个区域对应地被划分的图像拍摄面，并且拍摄通过所述掩膜按照所述多个区域中的每个区域进行调制后的入射光作为二维像素信号。该图像拍摄方法包括：通过信号处理将由固态图像拍摄器件拍摄的二维像素信号重构为最终图像的信号处理。
根据本公开内容的一个方面的一种图像拍摄器件是包括以下的图像拍摄器件：带通滤波器，该带通滤波器被划分成多个区域，多个区域中的每个区域透射不同波长带中的入射光；掩模，该掩模与所述多个区域对应地被划分，并且该掩模对被分别透过带通滤波器的所述多个区域中的对应区域的、不同波长带的入射光进行调制；以及固态图像拍摄器件，该固态图像拍摄器件具有与所述多个区域对应地被划分的图像拍摄面，并且拍摄通过所述掩膜按照所述多个区域中的每个区域进行调制后的入射光作为二维像素信号。
本发明的有益效果
根据本公开内容的一个方面，特别地，即使在无透镜图像拍摄装置中同时获取大范围的波长的情况下，也可以对具有高空间分辨率的二维图像进行重构，并且将其恢复为最终图像。
附图说明
[图1]图1是用于说明无透镜图像拍摄装置的概览的图。
[图2]图2是用于说明无透镜图像拍摄装置中的图像拍摄原理的图。
[图3]图3是用于说明本公开内容的第一实施方式的概览的图。
[图4]图4是用于说明本公开内容的无透镜图像拍摄装置的配置示例的框图。
[图5]图5是用于说明带通滤波器的工作的图。
[图6]图6是用于说明在掩模的单位尺寸和入射光的波长变化的情况下当拍摄调制光时观察到的图像中的变化的图。
[图7]图7是用于说明图4中的信号处理部的配置示例的图。
[图8]图8是用于说明图像拍摄处理的流程图。
[图9]图9是用于说明本公开内容的第二实施方式的配置示例的图。
[图10]图10是用于说明在从掩模到固态图像拍摄器件的距离和入射光的波长变化的情况下拍摄调制光时观察到的图像中的变化的图。
[图11]图11是用于说明本公开内容的第三实施方式的配置示例的图。
具体实施方式
在下文中，参照附图详细说明了本公开内容的合适的实施方式。注意，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能配置的组成元件具有相同的附图标记，并且因此省略对这些组成元件的重复说明。
在下文中，将对用于执行本技术的模式进行说明。按照以下顺序给出说明。
1.无透镜图像拍摄装置的概览
2.本公开内容的概览
3.第一实施方式
4.第二实施方式
5.第三实施方式
<<1.无透镜图像拍摄装置的概览>>
在说明本公开内容的配置之前，通过与典型的图像拍摄装置的配置进行比较来对无透镜图像拍摄装置的概览进行说明。
典型的图像拍摄装置的配置的示例包括如图1中右下部分处所示的针孔摄像机。
包括针孔摄像机的图像拍摄装置包括固态图像拍摄器件11和设置为穿过遮光膜12的孔部分的针孔21。在包括针孔的图像拍摄装置的情况下，如图1中右下部分所示，从被摄体平面上彼此不同的光源发射的光线L1至L3分别透过针孔21，并且在固态图像拍摄器件11上的像素I1至I3处被拍摄为图像。
在包括针孔摄像机的图像拍摄装置的情况下，在固态图像拍摄器件11处，仅利用从各个光源发出的光线L1至L3中所包括的、与一个像素相对应的、并且进入固态图像拍摄器件11上的相应像素的光线来形成图像。因此，拍摄图像作为暗的图像。
鉴于此，在如图1中右上部分处所示的一个发明装置中，图像拍摄透镜32设置在遮光膜31的中间，图像拍摄透镜32如光线I11至I13所示聚集光线L1至L3，并且在固态图像拍摄器件11上形成各个图像，并且通过固态图像拍摄器件11拍摄这些图像。
在图1中右上部分的情况下，在固态图像拍摄器件11处，形成利用光强度等于所有光线L1至L3的光强度的总和的光而形成的图像，并且使该图像进入固态图像拍摄器件11。从而，在固态图像拍摄器件11的每个像素处拍摄作为具有足够光量的图像的图像。
如图1中的右上部分处所示，通过使用图像拍摄透镜32，各个点光源的集合构成了被摄体的至少一部分。因此，在被摄体的图像拍摄中，对从被摄体平面上的多个点光源发射的光线进行聚集，并且拍摄由此形成的被摄体的图像。
如参照图1中的右上部分所说明的，图像拍摄透镜32的作用是将从点光源之一出射的每条光线(即，扩散光)引导到固态图像拍摄器件11上。因此，这使得在固态图像拍摄器件11上形成与最终图像相对应的图像，并且利用在固态图像拍摄器件11上的各个像素处检测到的检测信号形成的图像变成其中形成图像的所拍摄的图像。
然而，由于图像拍摄装置(图像拍摄器件)的尺寸由图像拍摄装置的图像拍摄透镜和图像拍摄透镜的焦距来确定，因此在图像拍摄装置的尺寸减小方面存在限制。
鉴于此，在如图1中的左上部分处所示的一个发明装置中，不设置图像拍摄透镜和针孔，而通过使用固态图像拍摄器件11和掩模51来拍摄被摄体平面上的被摄体的图像。
在图1的左上部分处，在固态图像拍摄器件11前面设置包括具有多个尺寸的开口部分51a的掩模51，并且来自各个光源的光线L1至L3被调制，进入固态图像拍摄器件11的图像俘获平面，并且由固态图像拍摄器件11上的各个像素接收。
此处，在掩模51处，如图1中的左下部分所示，开口部分51a和光阻挡部分51b具有在水平方向和竖直方向上以单位尺寸Δ为单位随机设定的尺寸，从而在掩模51上形成掩模图案。单位尺寸Δ是至少大于像素尺寸的尺寸。此外，在固态图像拍摄器件11与掩模51之间设置具有微小距离d的间隙。此外，在图1的左下部分处，固态图像拍摄器件11上的像素之间的间距被设定为w。利用这样的配置，取决于单位尺寸Δ和距离d的尺寸，光线L1至L3在进入固态图像拍摄器件11之前被调制。
更具体地，例如，如图2中左上部分处所示，图1中左上部分处的光线L1至L3的光源可以是点光源PA、PB和PC，并且具有光强度a、b和c的光线可以进入在被透过掩模51之后光线进入的固态图像拍摄器件11上的位置Pa、Pb和Pc中的每个位置。
在无透镜图像拍摄装置的情况下，如图2中左上部处所示，由于入射光通过随机设定穿过掩模51的开口部分51a来调制，因此根据入射光的入射角为每个像素的检测灵敏度提供方向性。此处提及的为每个像素的检测灵敏度提供入射角方向性意指根据入射光的入射角的光敏特性依据固态图像拍摄器件11上的区域而不同。
也就是说，在假定构成被摄体平面71的至少一部分的光源是点光源的情况下，这使得从相同点光源发射的具有相同光强度的光线进入固态图像拍摄器件11，但是由于光线通过掩模51来调制，所以光线的入射角在固态图像拍摄器件11的图像拍摄面上的各个区域之间不同。然后，由于由掩模51生成的、在固态图像拍摄器件11上的区域之间的入射光的入射角的差异，光敏特性在这些区域之间不同，即，区域具有入射角方向性。因此，由于在固态图像拍摄器件11的图像拍摄面前面设置了掩模51，所以即使光线具有相同的光强度，这也会使得以在固态图像拍摄器件11上的各个区域之间不同的灵敏度来检测光线，并且检测在各个区域之间具有不同的检测信号电平的检测信号。
更具体地，如图2中的右上部分处所示，固态图像拍摄器件11上的位置Pa、Pb和Pc处的像素的检测信号电平DA、DB和DC分别由以下公式(1)至公式(3)来表示。
DA＝α1×a+β1×b+γ1×c···(1)
DB＝α2×a+β2×b+γ2×c···(2)
DC＝α3×a+β3×b+γ3×c···(3)
此处，α1是根据来自点光源PA的光线在被摄体平面71上的入射角设定的、要在固态图像拍摄器件11上的位置Pa处恢复的针对检测信号电平α的系数。
另外，β1是根据来自点光源PB的光线在被摄体平面71上的入射角设定的、要在固态图像拍摄器件11上的位置Pa处恢复的针对检测信号电平b的系数。
此外，γ1是根据来自点光源PC的光线在被摄体平面71上的入射角设定的、要在固态图像拍摄器件11上的位置Pa处恢复的针对检测信号电平c的系数。
因此，检测信号电平DA中的(α1×a)指示在位置Pc处的来自点光源PA的光线的检测信号电平。
另外，检测信号电平DA中的(β1×b)指示在位置Pc处的来自点光源PB的光线的检测信号电平。
此外，检测信号电平DA中的(γ1×c)指示在位置Pc处的来自点光源PC的光线的检测信号电平。
因此，检测信号水平DA被表示为点光源PA、PB和PC在位置Pa处的各个分量分别乘以系数α1、β1和γ1的复合值。在下文中，将系数α1、β1和γ1统称为系数集合。
类似地，点光源PB处的检测信号电平DB中的系数集合α2、β2和γ2分别对应于点光源PA处的检测信号电平DA中的系数集合α1、β1和γ1。另外，点光源PC处的检测信号电平DC中的系数集合α3、β3和γ3分别对应于点光源PA处的检测信号电平DA中的系数集合α1、β1和γ1。
然而应当注意，位置Pa、Pb和Pc处的像素的检测信号电平是从点光源PA、PB和PC分别发射的光线的光强度a、b和c与系数的乘积的和所表示的值。因此，这些检测信号电平是从点光源PA、PB和PC分别发射的光线的光强度a、b和c的混合，并且因此与形成被摄体的图像的检测信号电平不同。
也就是说，形成使用系数集合α1、β1和γ1、系数集合α2、β2和γ2、系数集合α3、β3和γ3以及检测信号电平DA、DB和DC的方程组，并且针对光强度a、b和c求解该方程组，从而获得如图2中右下部分处所示的各个位置Pa、Pb和Pc处的像素值。从而重构和恢复作为像素值的集合的恢复的图像(最终图像)。
另外，尽管在图2的左上部处所示的固态图像拍摄器件11与被摄体平面71之间的距离变化的情况下，系数集合α1、β1和γ1，系数集合α2、β2和γ2以及系数集合α3、β3和γ3分别变化，但是可以通过改变系数集合来重构各种距离处的被摄体平面的恢复的图像(最终图像)。
因此，通过将系数集合改变为与各种距离相对应的系数集合，可以通过执行一次图像拍摄来重构距图像拍摄位置的各种距离处的被摄体平面的图像。
因此，在通过使用无透镜图像拍摄装置执行的图像拍摄中，不必知道当利用在图像离焦的状态下使用透镜的图像拍摄装置执行图像拍摄时出现的类似通常所谓的散焦的现象。只要执行图像拍摄使得期望拍摄的被摄体被包括在视角中，就可以通过将系数集合改变为与距离相对应的系数，在图像拍摄之后重构各种距离处的被摄体平面的图像。
注意，在图1的右上部分处示出的检测信号电平不是与形成被摄体的图像的图像相对应的检测信号电平，并且因此不是像素值。另外，在图1的右下部分处示出的检测信号电平每个都是与形成被摄体的图像的图像相对应的每个像素的信号值，即，恢复的图像(最终图像)的每个像素的值，并且因此是像素值。
利用这样的配置，可以实现不需要图像拍摄透镜和针孔的通常称为无透镜图像拍摄装置的装置。因此，图像拍摄透镜、针孔等不是必要的配置，并且因此可以使图像拍摄装置的高度降低，也就是说，在实现图像拍摄功能的配置中，可以使在光的入射方向上的图像拍摄装置的厚度变薄。另外，通过以各种方式改变系数集合，可以重构和恢复在各种距离处的被摄体平面上的最终图像(恢复的图像)。
注意，在下文中将由固态图像拍摄器件拍摄的并且没有被重构的图像简称为拍摄的图像，并且将通过对拍摄的图像执行信号处理而被重构和恢复的图像称为最终图像(恢复的图像)。因此，根据单个拍摄的图像，通过以各种方式改变以上提及的系数集合，可以将各种距离处的被摄体平面71上图像重构为最终图像。
然而，如果光线L1至L3进入无透镜图像拍摄装置中的掩模51设置的开口部分51a，则当光线L1至L3出射时发生衍射。由此，入射光扩散，并且在固态图像拍摄器件11上拍摄的图像上表现为模糊。因此，如果通过重构获得最终图像而不对其进行改变，则由于模糊的影响，要获得的最终图像不可避免地是具有低空间分辨率的图像。
同时，可以通过入射光的波长以及作为用于调整开口部分51a的尺寸的最小单位的单位尺寸来改变衍射的影响的程度。
鉴于此，在本公开内容的无透镜图像拍摄装置中，掩模51和固态图像拍摄器件11被划分成多个区域，并且在掩模51前面针对每个划分的区域设置改变入射光的波长带的带通滤波器。然后，根据由各个区域的带通滤波器透射的光的波长带在掩模51上以单位尺寸提供开口部分51a的尺寸，使得减小由衍射引起的对入射光的扩散的影响。
利用这样的配置，所拍摄的图像在根据针对每个区域设置的入射光的波长带适当地减小衍射的影响的同时在每个区域中被拍摄的图像，通过执行信号处理来重构每个区域的最终图像，并且整合最终图像。因此，可以在无透镜图像拍摄装置中减小由于衍射引起的模糊的影响，并且通过使用具有大范围的入射光波长带中的入射光在图像拍摄中重构具有高空间分辨率的最终图像。
<<2.本公开内容的概览>>
接下来，参照图3对本公开内容的无透镜图像拍摄装置的图像拍摄器件的概览进行说明。注意，图3中的左部分示出了典型无透镜图像拍摄装置中的图像拍摄器件的配置示例，左上部分是掩模51的俯视图，而左下部分是从上方横向和倾斜地观看时掩模51和固态图像拍摄器件11的透视图。另外，图3中的右部分示出了本公开内容的无透镜图像拍摄装置中的图像拍摄器件的配置示例，右上部分是掩模102的俯视图，并且右下部分是在从上方横向和倾斜地观看时在带通滤波器103设置在掩模102前面的状态下掩模102和固态图像拍摄器件101的透视图。
如图3中的左侧部分所示，例如，在典型的无透镜图像拍摄装置的图像拍摄器件中，对于所有区域，均匀地设定掩模51的开口部分51a的单位尺寸，并且在固态图像拍摄器件11中，通过使用已经透过掩模51的光来拍摄作为整体的单个图像。
相比之下，在本公开内容的无透镜图像拍摄装置中的图像拍摄器件中，通过在水平方向和竖直方向上将固态图像拍摄器件101、掩模102和带通滤波器103中的每一个划分成两个区域，来将它们中的每一个总共划分为四个区域，并且通过使用进入各个区域的相互不同波长带中的入射光来拍摄相同被摄体的四个拍摄的图像。
更具体地，掩模102被划分成总共四个区域，包括区域102A至102D，并且在区域102A至102D中，分别设定具有不同单位尺寸的开口部分102a至102d。
另外，根据透过设置在掩模102前面的带通滤波器103的各个区域103A至103D的光的波长带而随机地设定开口部分102a至102d的单位尺寸。
也就是说，区域102A的开口部分102a的单位尺寸被设定为使得当透过带通滤波器103的区域103A的波长带中的光被透射时使衍射的影响最小化的单位尺寸。
另外，区域102B的开口部分102b的单位尺寸被设定为使得当透过带通滤波器103的区域103B的波长带中的光被透射时使衍射的影响最小化的单位尺寸。
此外，区域102C的开口部分102c的单位尺寸被设定为使得当透过带通滤波器103的区域103C的波长带中的光被透射时使衍射的影响最小化的单位尺寸。
另外，区域102D的开口部分102d的单位尺寸被设定为使得当透过带通滤波器103的区域103D的波长带中的光被透射时使衍射的影响最小化的单位尺寸。
固态图像拍摄器件101还被划分为四个区域，区域101A至101D，使得这些区域对应于区域102A至102D，并且固态图像拍摄器件101的区域101A拍摄利用透过带通滤波器103的区域103A的波长带中的光形成的拍摄的图像A。
固态图像拍摄器件101的区域101B拍摄利用透过带通滤波器103的区域103B的波长带中的光形成的拍摄的图像B。
此外，固态图像拍摄器件101的区域101C拍摄利用透过带通滤波器103的区域103C的波长带中的光形成的拍摄的图像C。
另外，固态图像拍摄器件101的区域101D拍摄利用具有透过带通滤波器103的区域103D的波长的光形成的拍摄的图像D。
然后，可以拍摄受由于各个波长带中的衍射引起的模糊影响较小的拍摄的图像A至D。另外，通过基于拍摄的图像A至D在以上提及的无透镜图像拍摄装置中执行信号处理，生成最终图像A至D，并且组合最终图像A至D以整合为单个最终图像。从而可以恢复具有高空间分辨率的单个最终图像。
<<3.第一实施方式>>
接下来，参照图4对本公开内容的无透镜图像拍摄装置(无透镜图像拍摄装置)的配置示例进行说明。
图4示出了本公开内容的无透镜图像拍摄装置111的横向截面的配置示例。更具体地，图4中的无透镜图像拍摄装置111包括控制部121、图像拍摄器件122、信号处理部123、显示部124和存储部125。
控制部121包括处理器等，并且控制无透镜图像拍摄装置111的整体操作。
图像拍摄器件122具有参照图3中的右部分所说明的配置，拍摄利用根据来自图4中的右箭头所指示的被摄体的入射光的光量的像素信号形成的图像作为拍摄的图像，并且将拍摄的图像输出至信号处理部123。
更具体地，图像拍摄器件122对应于图3中的右部分，并且包括从图的左侧开始的带通滤波器103、掩模102和固态图像拍摄器件101。
如参照图3所说明的，带通滤波器103在水平方向和竖直方向上均被划分成两个区域，即，总共被划分成四个区域，区域103A至103D，并且不同的区域透射入射光的不同波长带中的光。
例如，如图5所示，带通滤波器103的区域103A透射入射光的预定波长λ1至λ1+α附近的波长带ZA中的入射光，区域103B透射入射光的预定波长λ1+α至λ1+2α附近的波长带ZB中的入射光，区域103C透射入射光的预定波长λ1+2α至λ1+3α附近的波长带ZC中的入射光，并且区域103D透射入射光的预定波长λ1+3α至λ1+4α附近的波长带ZD中的入射光。
此处，λ1是入射光的预定波长，并且α是预定常数。
因此，带通滤波器103的区域103A至103D透射入射光的相互不同的波长带ZA至ZD中的入射光。注意，虽然在图5中波长带ZA至ZD是具有几乎相同宽度的波长带，但是它们不必具有相同的宽度，而是可以具有不同的宽度。
如图3中的右部分所示，掩模102被划分成区域102A至102D，使得这些区域对应于带通滤波器103的区域103A至103D。调整用于调整各掩模中的遮光部分与开口部分之间的间隔的单位尺寸Δ(参照图1的左下部分)，使得衍射的影响与要透射的光的波长相对应地最小化。
例如，在掩模102与固态图像拍摄器件101之间的间隔是预定距离d的情况下，在入射光透过掩模102的情况下发生的衍射的大小根据透射光的波长和用于调整开口部分的尺寸的单位尺寸Δ而变化。
例如，如图6中的最上行所示，当入射光的波长为波长λ1，并且一个开口部分的尺寸(即单位尺寸Δ)从图中左侧起以预定宽度β为增量从Δ1变化到Δ1+7β时，由固态图像拍摄器件101拍摄的穿过一个开口部分的入射光的拍摄的图像如拍摄的图像F1至F8所示变化。
如果由于开口部分而发生衍射，则利用入射光形成的入射光图像在固态图像拍摄器件101的图像拍摄面上不会变成点状图像，而是变成呈现散射和扩散光的图像，并且此外，扩散的幅度根据衍射的影响程度而变化。
也就是说，在图6中的最上行入射光的波长为波长λ1的情况下，拍摄的图像F4(单位尺寸Δ＝Δ1+3β)呈现具有最小直径的最亮点，并且可以认为衍射的影响被最小化。另外，此时，随着单位尺寸Δ如拍摄的图像F3、F2和F1所示减小，或者随着单位尺寸Δ如拍摄的图像F5至F8所示增大，中心附近的点扩散，并且衍射的影响逐渐增大。
另外，如图6中最上面第二行所示，当入射光的波长为波长λ1+α，并且单位尺寸Δ以预定宽度β为增量从Δ1变化到Δ1+7β时，由固态图像拍摄器件101拍摄的穿过一个开口部分的入射光的拍摄的图像如拍摄的图像F11至F18所示变化。
即，在图6中第二行入射光的波长为波长λ1+α的情况下，拍摄的图像F15(单位尺寸Δ＝Δ1+4β)呈现具有最小直径的最亮点，并且可以认为衍射的影响被最小化。另外，随着单位尺寸Δ如拍摄的图像F14、F13、F12和F11所示减小，或者随着单位尺寸Δ如拍摄的图像F16至F18所示增大，中心附近的点扩散，并且衍射的影响逐渐增大。
此外，如图6中最上面第三行所示，当入射光的波长为波长λ1+2α，并且单位尺寸Δ以预定宽度β为增量从Δ1变化到Δ1+7β时，由固态图像拍摄器件101拍摄的穿过一个开口部分的入射光的拍摄的图像如拍摄的图像F21至F28所示变化。
也就是说，在图6中第三行入射光的波长为波长λ1+2α的情况下，拍摄的图像F25(单位尺寸Δ＝Δ1+4β)呈现具有最小直径的最亮点，并且可以认为衍射的影响被最小化。另外，随着单位尺寸Δ如拍摄的图像F24、F23、F22和F21所示减小，或者随着单位尺寸Δ如拍摄的图像F26至F28所示增大，中心附近的点扩散，并且衍射的影响逐渐增大。
另外，如图6中最上面第四行所示，当入射光的波长为波长λ1+3α，并且单位尺寸Δ以预定宽度β为增量从Δ1变化到Δ1+7β时，由固态图像拍摄器件101拍摄的穿过一个开口部分的入射光的拍摄的图像如拍摄的图像F31至F38所示变化。
也就是说，在图6中第四行入射光的波长为波长λ1+3α的情况下，拍摄的图像F36(单位尺寸Δ＝Δ1+5β)呈现具有最小直径的最亮点，并且可以认为衍射的影响被最小化。另外，随着单位尺寸Δ如拍摄的图像F35、F34、F33、F32和F31所示减小，或者随着单位尺寸Δ如拍摄的图像F26至F28所示增大，中心附近的点扩散，并且衍射的影响逐渐增大。
鉴于此，在带通滤波器103的区域103A至103D中的每个区域透射图5所示的波长带ZA至ZD中的相应波长带中的光的情况下，通过将相应掩模102的区域102A至102D中的开口部分102a至102d的单位尺寸Δ分别设定为Δ1+3β、Δ1+4β、Δ1+4β和Δ1+5β，可以调制入射光，并且使入射光在使对波长带中的光产生的衍射的影响最小化的状态下进入固态图像拍摄器件101。
因此，固态图像拍摄器件101的区域101A至101D可以拍摄每个波长带由于衍射引起的模糊的影响最小化的各个波长带的四个拍摄的图像。
固态图像拍摄器件101至少部分地由CMOS图像传感器等构成，拍摄由根据每个像素单元中的入射光的光量的像素信号形成的拍摄的图像，并且将拍摄图像输出至信号处理部123。另外，固态图像拍摄器件101被划分成区域101A至101D，使得这些区域分别对应于带通滤波器103的区域103A至103D并且分别对应于掩模102的区域102A至102D，针对不同区域拍摄利用不同波长带中的入射光形成的相同的空间范围中的总共四个拍摄的图像A至D，并且将拍摄图像A至D输出至信号处理部123。注意，尽管在固态图像拍摄器件101的区域101A至101D的空间范围中拍摄了利用其间生成了视差的四个相同的拍摄的图像A至D形成的单个拍摄的图像，但是在此处给出的说明中忽略了拍摄的图像A至D之间的视差的影响。
针对从图像拍摄器件122提供的拍摄的图像A至D的图像信号，信号处理部123例如通过使用图2和公式(1)至公式(3)所说明的来求解方程组，从而对区域101A至101D的最终图像A至D进行重构和整合，并且将最终图像A至D作为单个最终图像输出至显示部124，并且使得单个最终图像显示在显示部124上，或者使得该最终图像存储在存储部125中。
注意，下面参照图7详细地提及信号处理部123的详细配置。
<信号处理部的配置示例>
接下来，参照图7对信号处理部123的详细配置示例进行说明。
信号处理部123包括信号区域划分部131、图像重构部132和图像整合部133。
信号区域划分部131将从图像拍摄器件122提供的图像划分为均利用区域101A至101D中的对应区域的像素信号形成的拍摄的图像A至D，并且将拍摄的图像A至D分别输出至图像重构部132的图像重构处理部151A至151D。
图像重构部132针对由信号区域划分部131分别划分为区域101A至101D的四个拍摄的图像A至D中的每一个，求解如参照图2和公式(1)至公式(3)所说明的方程组，从而将拍摄的图像A至D重构为最终图像A至D，并且将重构的最终图像A至D输出至图像整合部133。
更具体地，图像重构部132包括图像重构处理部151A至151D，图像重构处理部151A至151D根据由信号区域划分部131划分的区域101A至101D的拍摄的图像A至D来分别重构最终图像A至D。图像重构处理部151A至151D根据由信号区域划分部131划分的区域101A至101D的拍摄的图像A至D来分别重构最终图像A至D，并且将最终图像A至D输出至图像整合部133。
图像整合部133以使得最终图像A至D叠加的方式对从固态图像拍摄器件101的区域101A至101D的拍摄的图像A至D重构的、从图像重构部132的图像重构处理部151A至151D提供的最终图像A至D进行整合，以形成单个图像。图像整合部133将单个图像输出至显示部124，并且使该图像显示在显示部124上。图像整合部133将该图像输出至存储部125，并且使该图像存储在存储部125中。
<图像拍摄处理>
接下来，参照图8中的流程图对由图1中的无透镜图像拍摄装置111进行的图像拍摄处理进行说明。
在步骤S11中，带通滤波器103的区域103A至103D中的每个区域透射在参照图2说明的入射光的波长带ZA至ZD中的相应一个波长带中的光。
在步骤S12中，掩模102的区域102A至102D中的每个区域通过开口部分102a至102d中与单位尺寸Δ对应的开口部分调制入射光，并且使入射光进入固态图像拍摄器件101的图像拍摄面。
在步骤S13中，固态图像拍摄器件101的区域101A至101D中的每个区域拍摄利用通过被透过掩模102的区域102A至102D而调制的光形成的拍摄的图像A至D中的相应一个，并且将拍摄的图像A至D作为单个拍摄的图像输出至信号处理部123。
在步骤S14中，信号处理部123的信号区域划分部131将从图像拍摄器件122的固态图像拍摄器件101提供的拍摄的图像分别划分为区域101A至101D的拍摄的图像A至D，并且将拍摄的图像A至D分别输出至图像重构部132的图像重构处理部151A至151D。
在步骤S15中，图像重构处理部151A至151D通过参照图2和公式(1)至公式(3)说明的处理来重构分别由固态图像拍摄器件101的区域101A至101D拍摄的所拍摄图像A至D，生成最终图像A至D，并且将最终图像A至D输出至图像整合部133。
在步骤S16中，图像整合部133以叠加最终图像A至D的方式对从区域101A至101D分别拍摄的四个拍摄的图像A至D获得的最终图像A至D进行整合，并且将最终图像A至D作为单个最终图像输出。
通过以上说明的处理，根据入射光的波长带，通过具有与掩模102的各个区域102A至102D的单位尺寸Δ对应的尺寸的开口部分和光阻挡部分来调制光。由此，可以在衍射的影响被最小化的状态下拍摄各个波长带的拍摄的图像A至D，并且可以从已经拍摄的所拍摄图像A至D重构最终图像A至D。因此，可以减小由于在重构的最终图像A至D中的衍射而引起的模糊的影响，并且还可以生成具有高空间分辨率的最终图像。
特别地，由于长波长带中的光的衍射的影响大，因此可以有效地抑制由于长波长带中的光的衍射的影响而产生的模糊。
例如，在已知能够将温度信息拍摄为图像的远红外图像感测(热成像感测)中，从长波长带的宽范围中的积分光的峰值波长确定目标的温度。更具体地，要感测的波长带的范围通常被认为是约8μm至14μm。在这种情况下，感测目标的最长波长约是感测目标的最短波长的两倍。
另外，近年来，存在许多同时从可见光和近红外光拍摄图像的图像拍摄系统，但是同样在这种情况下，蓝光具有最短波长峰值450nm，近红外光具有最长波长峰值800nm，并且因此近红外光的最长波长近似为蓝光的最短波长的两倍。
以这种方式，在对具有大范围的波长带中的光进行整合并用于曝光的情况下，变得难以尝试用于减小大范围的波长带的整个区域的由于衍射引起的模糊的影响的优化。例如，在设计用于减小较短波长侧上的点扩散的调制的情况下，较长波长侧上的点扩散增大，并且图像的空间分辨率降低。同样的情况类似地适用于相反的情况，并且变得难以恢复具有高空间分辨率的图像。
鉴于此，例如，在执行能够将温度信息拍摄为图像的图像感测的情况下，将图5中提及的波长λ1设定为8μm，将α设定为1.5μm，并且将波长带ZA至ZD设定为8μm至9.5μm、9.5μm至11μm、11μm至12.5μm、以及12.5μm至14μm附近的波长带。由此，可以将近红外光到远红外光的范围设定为适当的波长带。另外，掩模102的区域102A至102D中的每个区域的单位尺寸Δ被设定为使得减小每个波长带中的衍射的影响。由此，可以实现受由于衍射引起的模糊的影响小的温度信息的拍摄。
另外，以上提及的波长带ZA至ZD也可以被设定为其他波长带，并且例如可以被设定为RGB(红、绿、蓝可见光)和IR(红外光)。
此外，在以上给出的说明中的示例中，带通滤波器103、掩模102和固态图像拍摄器件101中的每一个根据波长带被划分为四个区域，在各个区域中拍摄的图像A至D，并且通过使用拍摄的图像A至D执行信号处理来重构最终图像A至D，以将最终图像A和D整合为单个最终图像。然而，划分区域的数目可以是除了四个之外的任何数目，并且带通滤波器103、掩模102和固态图像拍摄器件101可以被划分成更多数目的区域以仅达到这样的划分不引起分辨率的显著降低的程度。另外，由于最终对最终图像A至D进行整合，因此期望各个区域的尺寸彼此近似相同；然而，各个区域的尺寸不必严格相同，并且它们仅需要具有使得最终图像中所需的空间范围被拍摄的图像整体覆盖的尺寸。
此外，当对多个图像进行整合时，图像整合部133可以在根据在该固态图像拍摄器件101中的所述多个区域中拍摄的图像的位置执行视差校正之后来对所述多个图像进行整合。由此，可以提高空间分辨率。
另外，尽管在以上说明的示例中，图像整合部133以叠加多个重构的最终图像的方式将所述多个重构的最终图像整合为单个图像，但是只要最终能够通过使用所述多个最终图像来生成单个图像，就可以将所述多个重构的最终图像视为是整合的。
因此，例如，图像整合部133可以通过从所述多个最终图像中选择单个最终图像来对多个最终图像进行整合。例如。此处要选择的单个最终图像可以是受衍射影响最小的图像。
另外，图像整合部133可以从所述多个最终图像中选择多个最终图像，并且例如以使得所选择的最终图像相叠加的方式对多个最终图像进行整合。例如，此处要选择的多个最终图像可以是受衍射影响相对较小的多个最终图像。
<<4.第二实施方式>>
在以上说明的示例中，带通滤波器103、掩模102和固态图像拍摄器件101中的每一个被划分为多个对应区域，针对每个划分的区域设定要由带通滤波器103透射的入射光的波长带，并且通过包括开口部分的掩模102调制入射光，每个开口部分具有与按照对应区域的波长带对应的单位尺寸。由此，拍摄的图像在衍射的影响被减小的状态下在每个区域中被拍摄的图像，从在每个区域中拍摄的图像重构最终图像，并且对各个区域的最终图像进行整合。由此，通过减小由于衍射引起的模糊的影响，拍摄具有高空间分辨率的单个最终图像。
然而，衍射的影响程度也可以根据入射光的波长带通过掩模102与固态图像拍摄器件101之间的距离来调整。鉴于此，掩模102的开口部分可以形成为在所有区域中具有相同的单位尺寸Δ，并且掩模102与固态图像拍摄器件101之间的距离可以根据入射光的波长带而针对每个区域而变化，以减小衍射的影响。
图9示出了无透镜图像拍摄装置111的图像拍摄器件122的配置示例，其中掩模102的开口部分被形成为在所有区域中具有相同的单位尺寸Δ，并且掩模102与固态图像拍摄器件101之间的距离根据入射光的波长带针对每个区域而变化以减小衍射的影响。
注意，图9中与图3中的配置功能相同的配置具有相同的附图标记，并且适当地省略对其的说明。也就是说，图9与图3的不同在于，代替掩模102的区域102A至区域102D以及带通滤波器103的区域103A至103D，设定区域102A'至102D'以及区域103A'至103D'。另外，尽管在图9中省略了用于区域102A'和102B'的掩模图案的描述，但是省略仅是为了便于说明，并且具有相同单位尺寸的掩模图案实际上被设置到区域102A'至102D'。
在图9中，固态图像拍摄器件101的区域101A至101D与掩模102的区域102A'至102D'之间的距离分别彼此不同。
也就是说，在图9中，固态图像拍摄器件101的区域101A与掩模102的区域102A'之间的距离为距离GapA，固态图像拍摄器件101的区域101B与掩模102的区域102B'之间的距离为距离GapB，固态图像拍摄器件101的区域101C与掩模102的区域102C'之间的距离为距离GapC，固态图像拍摄器件101的区域101D与掩模102的区域102D'之间的距离为距离GapD，并且GapA至GapD为彼此不同的距离。
这是因为衍射的影响程度可以根据入射光的波长带通过掩模102与固态图像拍摄器件101之间的距离来调整。
例如，在用于调整掩模102的开口部分的单位尺寸Δ对于所有区域都是预定的相同值，并且如图10中的最上行所示入射光的波长为波长λ1的情况下，当掩模102与固态图像拍摄器件101之间的距离从G1变为G1+11γ时，由固态图像拍摄器件101拍摄的穿过一个开口部分的入射光的拍摄的图像如拍摄的图像F101至F108所示变化。
如果由于开口部分而发生衍射，则利用入射光形成的入射光图像在固态图像拍摄器件101的图像拍摄面上不会变成点状图像，而是变成呈现散射和扩散光的图像，并且此外，扩散的幅度根据衍射的影响程度而变化。
也就是说，在图10中的最上行入射光的波长为波长λ1的情况下，图像F106(掩模102与固态图像拍摄器件101之间的距离＝G1+9γ)呈现具有最小直径的最亮点，并且可以认为衍射的影响被最小化。另外，此时，随着掩模102与固态拍摄器件101之间的距离如图像F105到F101所示减小，或者随着掩模102与固态拍摄器件101之间的距离如图像F107所示增大，中心附近的光点扩散，并且衍射的影响逐渐增大。
另外，如图10中的第二行所示，在入射光的波长为波长λ1+α的情况下，当掩模102与固态拍摄器件101之间的距离从G1变为G1+11γ时，由固态拍摄器件101拍摄的穿过一个开口部分的入射光的拍摄的图像如拍摄的图像F111至F118所示变化。
也就是说，在图10中的第二行入射光的波长为波长λ1+α的情况下，拍摄的图像F115(掩模102与固态图像拍摄器件101之间的距离＝G1+7γ)呈现具有最小直径的最亮点，并且可以认为衍射的影响被最小化。另外，此时，随着掩模102与固态拍摄器件101之间的距离如拍摄的图像F114到F111所示减小，或者随着掩模102与固态拍摄器件101之间的距离如拍摄的图像F116和F117所示增大，中心附近的光点扩散，并且衍射的影响逐渐增大。
另外，如图10中的第三行所示，在入射光的波长为波长λ1+2α的情况下，当掩模102与固态拍摄器件101之间的距离从G1变为G1+11γ时，由固态拍摄器件101拍摄的穿过一个开口部分的入射光的拍摄的图像如拍摄的图像F121至F128所示变化。
也就是说，在图10中的第三行入射光的波长为波长λ1+2α的情况下，拍摄的图像F124(掩模102与固态图像拍摄器件101之间的距离＝G1+5γ)呈现具有最小直径的最亮点，并且可以认为衍射的影响被最小化。另外，此时，随着掩模102与固态拍摄器件101之间的距离如拍摄的图像F123到F121所示减小，或者随着掩模102与固态拍摄器件101之间的距离如拍摄的图像F125到F127所示增大，中心附近的光点扩散，并且衍射的影响逐渐增大。
另外，如图10中的第四行所示，在入射光的波长为波长λ1+3α的情况下，当掩模102与固态拍摄器件101之间的距离从G1变为G1+11γ时，由固态拍摄器件101拍摄的穿过一个开口部分的入射光的拍摄的图像如拍摄的图像F131至F138所示变化。
也就是说，在图10中的第四行入射光的波长为波长λ1+3α的情况下，拍摄的图像F133(掩模102与固态图像拍摄器件101之间的距离＝G1+3γ)呈现具有最小直径的最亮点，并且可以认为衍射的影响被最小化。另外，此时，随着掩模102与固态拍摄器件101之间的距离如拍摄的图像F132和F131所示减小，或者随着掩模102与固态拍摄器件101之间的距离如拍摄的图像F134到F137所示增大，中心附近的光点扩散，并且衍射的影响逐渐增大。
鉴于此，在图9中的带通滤波器103的区域103A'至103D'中的每个区域透射图5中所示的波长带ZA至ZD中的相应波长带中的光的情况下，通过将相应掩模102的区域102A'至102D'和相应固态图像拍摄器件101的区域101A至101D的距离GapA至GapD分别设定为G1+9γ、G1+7γ、G1+5γ和G1+3γ，可以调制入射光，并且使其在最小化各个波长带中的光发生的衍射的状态下进入固态图像拍摄器件101。
因此，固态图像拍摄器件101可以拍摄每个波长带由于衍射引起的模糊的影响最小化的各个波长带的四个拍摄的图像。
注意，由于通过使用具有参照图9说明的配置的图像拍摄器件122在无透镜图像拍摄装置111处的图像拍摄处理类似于参照图8中的流程图说明的处理，因此省略对图像拍摄处理的说明。
另外，由于仅需带通滤波器103、掩模102和固态图像拍摄器件101具有根据要透射的波长带使衍射的影响最小化的配置，因此可针对透射相同波长带的各个区域调整掩模102的单位尺寸以及掩模102与固态图像拍摄器件101之间的距离两者。
<<5.第三实施方式>>
在以上说明的示例中，带通滤波器103、掩模102和固态图像拍摄器件101中的每一个根据要由带通滤波器103透射的光的波长带而被划分为多个区域，光在各个区域中通过掩模102调制，使得衍射的影响对于各个区域中的各个波长带而言被最小化，并且由固态图像拍摄器件101拍摄，从在该区域中拍摄的所拍摄图像重构每个区域的最终图像，并且最终图像被整合为单个最终图像。
然而，在各个区域之间的边界附近，不同波长带中的光可能不可避免地经历混色，并且在边界附近可能不能适当地减小衍射的影响。
鉴于此，通过在划分区域的边界处设置遮光壁，能够防止不同波长带中的光的混色，从而使得可以适当地降低每个波长带区域的衍射的影响。
图11示出了无透镜图像拍摄装置111的图像拍摄器件122的配置示例，其中在划分区域之间的边界处设置了遮光壁。注意，图11中与图3中的配置功能相同的配置具有相同的附图标记，并且省略对其的说明。
也就是说，图11与图3中的无透镜图像拍摄装置的图像拍摄器件的区别在于，在带通滤波器103的区域103A到130D之间、掩模102的区域102A到102D之间、以及固态图像拍摄器件101的区域101A到101D之间的边界处设置了遮光壁201-1和201-2。
通过在带通滤光器103的区域103A至130D之间、掩模102的区域102A至102D之间以及固态图像拍摄器件101的区域101A至101D之间的边界处设置遮光壁201-1和201-2，可以防止由于各个区域之间的边界附近的邻近波长带中的光而引起的混色，并且可以确定地减小各个区域中的衍射的影响。
因此，可以利用每个区域中的波长带中的入射光来拍摄的图像，同时减小了由于衍射而引起的模糊的影响，并且因此可以提高基于拍摄的图像而重构的最终图像的空间分辨率。
注意，在本说明书中，系统是指多个构成元件(装置、模块(部分)等)的集合，并且所有构成元件是否包含在单个壳体中并不重要。因此，容纳在单独的壳体中并且经由网络连接的多个装置和其中多个模块容纳在一个壳体中的一个装置都是系统。
另外，本公开内容的实施方式不限于以上提及的实施方式，并且可以在不脱离本公开内容的主旨的范围内以各种方式进行改变。
此外，以上提及的流程图中说明的各步骤不仅可以由一个装置执行，而且可以通过在多个装置之间共享而由多个装置执行。
另外，在一个步骤包括多个处理的情况下，不仅可以由一个装置执行包括在一个步骤中的多个处理，而且可以通过在多个装置之间共享而由多个装置执行包括在一个步骤中的多个处理。
注意，本公开内容还可以具有如下配置。
<1>
一种图像拍摄装置，包括：
带通滤波器，其被划分成多个区域，每个区域使不同波长带中的入射光透过；
掩模，其与所述多个区域对应地被划分，并且对透过所述带通滤波器的所述多个区域中的相应区域的、所述不同波长带中的入射光进行调制；
固态图像拍摄器件，其具有与所述多个区域对应地被划分的图像拍摄面，并且拍摄通过所述掩膜按照所述多个区域中的每个区域进行调制后的入射光作为二维像素信号；以及
信号处理部，其通过信号处理将由所述固态图像拍摄器件拍摄的所述二维像素信号重构为最终图像。
<2>
根据<1>所述的图像拍摄装置，其中，
所述掩模是掩模图案，所述掩模图案具有按照所述多个区域中的每个区域而不同的单位尺寸。
<3>
根据<2>所述的图像拍摄装置，其中，
所述多个区域中的每个区域的掩模图案是具有基于被透过所述带通滤波器的入射光的波长带的不同单位尺寸的掩模图案。
<4>
根据<2>所述的图像拍摄装置，其中，
用于所述多个区域中的每个区域的掩模图案是具有下述单位尺寸的掩模图案：使得当被透过所述带通滤波器的波长带中的入射光被所述固态图像拍摄器件拍摄时，由于衍射引起的入射光的扩散几乎最小化。
<5>
根据<1>所述的图像拍摄装置，其中，
从所述掩模到所述固态图像拍摄器件的图像拍摄面的距离是对于所述多个区域中的每个区域而不同的距离。
<6>
根据<5>所述的图像拍摄装置，其中，
从所述掩模到所述固态图像拍摄器件的图像拍摄面的所述距离是基于被透过所述带通滤波器的所述多个区域中的每个区域的入射光的波长带而不同的距离。
<7>
根据<6>所述的图像拍摄装置，其中，
对于所述多个区域中的每个区域，从所述掩模到所述固态图像拍摄器件的图像拍摄面的距离是下述距离：使得当被透过所述带通滤波器的波长带中的入射光被所述固态图像拍摄器件拍摄时，由于衍射引起的入射光的扩散几乎最小化。
<8>
根据<5>所述的图像拍摄装置，其中，
所述掩模是对于所述多个区域中的所有区域具有相同单位尺寸的掩模图案。
<9>
根据<1>所述的图像拍摄装置，还包括：
遮光壁，其在所述带通滤波器、所述掩模及所述固态图像拍摄器件的多个区域之间的边界处阻挡来自邻近区域的入射光。
<10>
根据<1>所述的图像拍摄装置，其中，
所述信号处理部包括：
划分部，其与所述多个区域相关联地划分由所述固态图像拍摄器件拍摄的二维像素信号；
多个图像重构部，其通过信号处理将通过划分所述二维像素信号获得的每个像素信号重构为最终图像；以及
整合部，其对由所述多个图像重构部重构的所述最终图像进行整合。
<11>
根据<10>所述的图像拍摄装置，其中，
所述整合部通过叠加由所述多个图像重构部重构的所述最终图像来对所述最终图像进行整合。
<12>
根据<10>所述的图像拍摄装置，其中，
通过选择由所述多个图像重构部重构的所述最终图像中的一个最终图像，所述整合部对所述一个最终绘制图像进行整合。
<13>
根据<10>所述的图像拍摄装置，其中，
所述整合部选择由所述多个图像重构部重构的所述最终图像中的至少两个最终图像，并且以使得所选择的至少两个最终图像相叠加的方式对所述所选择的至少两个最终图像进行整合。
<14>
根据<1>所述的图像拍摄装置，其中，
在所述固态图像拍摄器件和与所述掩模之间沿所述入射光的入射方向形成有微小间隙。
<15>
根据<1>所述的图像拍摄装置，其中，
所述图像拍摄装置不包括将所述入射光聚焦到所述带通滤波器、所述掩模和所述固态图像拍摄器件中的任何一者上的透镜。
<16>
根据<1>所述的图像拍摄装置，其中，
所述入射光的波长带为约8μm至约14μm。
<17>
一种图像拍摄装置的的图像拍摄方法，所述图像拍摄装置包括：
带通滤波器，其被划分成多个区域，每个区域使不同波长带中的入射光透过，
掩模，其与所述多个区域对应地被划分，并且对透过所述带通滤波器的所述多个区域中的相应区域的、不同波长带中的入射光进行调制，以及
固态图像拍摄器件，其具有与所述多个区域对应地被划分的图像拍摄面，并且拍摄通过所述掩膜按照所述多个区域中的每个区域进行调制后的入射光作为二维像素信号，所述图像拍摄方法包括：
通过信号处理将由所述固态图像拍摄器件拍摄的所述二维像素信号重构为最终图像的信号处理。
<18>
一种图像拍摄器件，包括：
带通滤波器，其被划分成多个区域，每个区域使不同波长带中的入射光透过；
掩模，其与所述多个区域对应地被划分，并且对透过所述带通滤波器的所述多个区域中的相应区域的、不同波长带中的入射光进行调制；以及
固态图像拍摄器件，其具有与所述多个区域对应地被划分的图像拍摄面，并且拍摄通过所述掩膜按照所述多个区域中的每个区域进行调制后的入射光作为二维像素信号。
附图标记列表
101固态图像拍摄器件，101A至101D、101A'至101D'区域，102掩模，102A至102D、102A'至102D'区域，103带通滤波器，103A至103D、103A'至103D'区域，111无透镜图像拍摄装置，121控制部，122图像拍摄器件，123信号处理部，124显示部，125存储部，131信号区域划分部，132图像重构部，133图像整合部，151A至151D图像重构处理部。
