ヘビでもわかるライトフィールドカメラの原理 その2.4 Lytroのライトフィールドカメラの構造

今回はついにライトフィールドカメラの構造について説明する。

その2.2では、レンズの結像面にピンホールを置けば光線が分離され、光線の角度方向も記録できることを説明した。Lytroのライトフィールドカメラも基本的には同じ原理である。

しかし、その2.3で説明したようにピンホールでは光の利用効率が悪い。
ピンホールではなくレンズ（マイクロレンズアレイ）を置くことによってそれを回避できる。
Lytroのライトフィールドカメラはその構造をとっている。

具体的に図示しよう。

便宜上マイクロレンズが５つあるとして、それらに番号を振っておく。（ホントはもっと小さいくてたくさんある）
１点から出た光は結像面で再び１点へ集光するマイクロレンズにどのような角度で入射してきたかによって、到達するピクセルが変わるのである。

たとえば③番目のマイクロレンズに到達する光線に注目する。
③番目のマイクロレンズに到達する光線のうち、u座標が小さい（下側の）光線はマイクロレンズ下のピクセルの上側に到達する。反対にu座標が大きいもの（上側の光線）は
マイクロレンズ下のピクセルの下側に到達することになる。

まとめると、どのマイクロレンズを通ったかによってx座標が決定され、そのマイクロレンズ下のどのピクセルに到達するかによってu座標が決定される。
このようにしてライトフィールドを取得するのである。