JP2011028166A - Optical device, imaging apparatus using the same, and imaging system - Google Patents

Optical device, imaging apparatus using the same, and imaging system Download PDF

Info

Publication number
JP2011028166A
JP2011028166A JP2009176346A JP2009176346A JP2011028166A JP 2011028166 A JP2011028166 A JP 2011028166A JP 2009176346 A JP2009176346 A JP 2009176346A JP 2009176346 A JP2009176346 A JP 2009176346A JP 2011028166 A JP2011028166 A JP 2011028166A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mtf
image
imaging
imaging apparatus
optical system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009176346A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011028166A5 (en
Inventor
Masako Asakura
理子 朝倉
Shoichi Yanai
章一 谷内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2009176346A priority Critical patent/JP2011028166A/en
Publication of JP2011028166A publication Critical patent/JP2011028166A/en
Publication of JP2011028166A5 publication Critical patent/JP2011028166A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve an effective image recovery process by providing an optical device having a property matching the image recovery process, an imaging apparatus using the optical device, and an imaging system. <P>SOLUTION: The optical device forms an image of an object onto an imaging element, performs the image recovery process to the image obtained by the imaging element, and has MTF satisfying the following conditional expression (1): 0.1≤La/Lb≤1, 10<a<30, 5<b<20 (1), where, La: MTF width at a% of MTF, Lb: MTF width at b% of MTF. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタルカメラなどに用いられる光学装置、その光学装置を用いた撮像装置、または撮像装置と外部装置にて構成される撮像システムに関するものであり、特に、撮像した画像に対して実行される画像復元処理に適した光学系を有するものに関するものである。   The present invention relates to an optical device used for a digital camera or the like, an imaging device using the optical device, or an imaging system including an imaging device and an external device, and is particularly executed for a captured image. And an optical system suitable for image restoration processing.

従来より、光学系を通して集光した被写体の像をCCD等の撮像素子に投影し、撮像を行う各種撮像装置が知られている。このような撮像装置においては、撮像して得られた画像に対して、所定の特性を有するフィルタにて加工する各種画像処理が行われることが一般的である。   2. Description of the Related Art Conventionally, various imaging devices are known that project an image of a subject condensed through an optical system onto an imaging element such as a CCD. In such an imaging apparatus, it is common to perform various types of image processing on an image obtained by imaging using a filter having predetermined characteristics.

このような、画像処理を可能とする撮像装置として、特許文献1には、光学系と、撮像素子と、変換手段と、信号処理手段とを備え、第1フィルタと第2フィルタを用いる撮像装置が開示されている。光学系は、合焦位置およびその前後の距離において焦点のボケ量が略一定となるように形成されている。撮像素子は、光学系によって結像された被写体像を撮像する。変換手段は、撮像素子から得た画像における焦点のボケを補正して、復元した画像を生成する。信号処理手段は、画像信号に所定の画像処理を行う。また、第1フィルタは、静止画撮影モード時に、変換手段の画像復元処理のために用いられる。第2フィルタは、動画撮影モード時、またはスルー画像表示時に、変換手段の画像復元処理のために用いられている。   As such an imaging apparatus capable of image processing, Patent Literature 1 includes an optical system, an imaging element, a conversion unit, and a signal processing unit, and uses an first filter and a second filter. Is disclosed. The optical system is formed so that the amount of defocusing is substantially constant at the in-focus position and the distances before and after the in-focus position. The image pickup device picks up a subject image formed by the optical system. The conversion unit corrects the focal blur in the image obtained from the image sensor and generates a restored image. The signal processing means performs predetermined image processing on the image signal. The first filter is used for the image restoration process of the conversion means in the still image shooting mode. The second filter is used for the image restoration process of the conversion means in the moving image shooting mode or when the through image is displayed.

この特許文献1の開示によれば、動画撮影モード時やスルー画像表示時において第2フィルタを用いた簡易な画像復元処理を行うことができる。そして、これにより、高価な変換手段を必要することなく光学系を簡単化できるので、コスト低減を図ることができる。また、復元画像を劣化させることのない撮像装置を提供することができるものである。   According to the disclosure of Patent Document 1, it is possible to perform simple image restoration processing using the second filter in the moving image shooting mode or when displaying a through image. As a result, the optical system can be simplified without the need for expensive conversion means, thereby reducing costs. It is also possible to provide an imaging device that does not degrade the restored image.

特開2008−011492号公報JP 2008-011492 A

特許文献1では、画像における焦点のボケを補正して画像を復元している。しかしながら、復元した画像における解像は十分とはいえなかった。   In Patent Document 1, the image is restored by correcting the focal blur in the image. However, the reconstructed image was not sufficiently resolved.

本発明は、復元した画像において解像が十分得られ、また、焦点深度が拡大した画像を簡単に得ることを課題としている。   An object of the present invention is to easily obtain an image in which a sufficient resolution is obtained in the restored image and the depth of focus is enlarged.

上述の課題を解決するために、本発明の光学装置、およびそれを用いた撮像装置、撮像システムは以下の何れかとするものである。   In order to solve the above-described problems, an optical device of the present invention, an imaging device using the optical device, and an imaging system are any of the following.

本発明の光学装置の第1の構成は、撮像素子に被写体の像を結像するとともに、前記撮像素子で得た画像に対し画像回復処理が実行される光学装置において、以下の条件式(1)を満足するMTFを有することを特徴とするものである。
0.1≦La/Lb≦1、10<a<30、5<b<20 …(1)
ただし、
La:MTFがa%におけるMTF幅、
Lb:MTFがb%におけるMTF幅、
である。
According to a first configuration of the optical device of the present invention, an optical device that forms an image of a subject on an image sensor and performs image restoration processing on an image obtained by the image sensor, the following conditional expression (1 It is characterized by having an MTF that satisfies (1).
0.1 ≦ La / Lb ≦ 1, 10 <a <30, 5 <b <20 (1)
However,
La: MTF width when MTF is a%,
Lb: MTF width when MTF is b%,
It is.

本発明の光学装置の第2の構成は、第1の構成において、前記MTFが以下の条件式(2)を満足することを特徴とするものである。
1≦MTF_H/MTF_L≦2 …(2)
ただし、
MTF_H:MTFの最大ピーク値、
MTF_L:MTFの最小ボトム値、
である。
According to a second configuration of the optical device of the present invention, in the first configuration, the MTF satisfies the following conditional expression (2).
1 ≦ MTF_H / MTF_L ≦ 2 (2)
However,
MTF_H: Maximum peak value of MTF,
MTF_L: Minimum bottom value of MTF,
It is.

本発明の光学装置の第3の構成は、第1または第2の構成において、前記MTFが以下の条件式(3)を満足することを特徴とするものである。
1≦MTF_H/MTF_ave≦1.7 …(3)
ただし、
MTF_H:MTFの最大ピーク値、
MTF_ave:La範囲内のMTFの平均値、
である。
A third configuration of the optical device of the present invention is characterized in that, in the first or second configuration, the MTF satisfies the following conditional expression (3).
1 ≦ MTF_H / MTF_ave ≦ 1.7 (3)
However,
MTF_H: Maximum peak value of MTF,
MTF_ave: average value of MTF within La range,
It is.

本発明の光学装置の第4の構成は、第1から第3の何れかの構成において、前記MTFが、以下の条件式(4)を満足することを特徴とするものである。
0.2≦La/Lc≦1.2 …(4)
ただし、
Lc:MTFの半値幅
である。
According to a fourth configuration of the optical device of the present invention, in any one of the first to third configurations, the MTF satisfies the following conditional expression (4).
0.2 ≦ La / Lc ≦ 1.2 (4)
However,
Lc: half width of MTF.

本発明の撮像装置の第1の構成は、撮像素子と、前記撮像素子に被写体の像を結像する光学系と、前記撮像素子で得た画像に対して画像処理を実行する画像処理手段を有し、前記光学系は、以下の条件式(1)を満足するMTFを有することを特徴とするものである。
0.1≦La/Lb≦1、10<a<30、5<b<20 …(1)
ただし、
La:MTFがa%におけるMTF幅、
Lb:MTFがb%におけるMTF幅、
である。
A first configuration of an imaging apparatus according to the present invention includes an imaging device, an optical system that forms an image of a subject on the imaging device, and an image processing unit that performs image processing on an image obtained by the imaging device. And the optical system has an MTF that satisfies the following conditional expression (1).
0.1 ≦ La / Lb ≦ 1, 10 <a <30, 5 <b <20 (1)
However,
La: MTF width when MTF is a%,
Lb: MTF width when MTF is b%,
It is.

本発明の撮像装置の第2の構成は、第1の構成において、前記MTFが以下の条件式(2)を満足することを特徴とするものである。
1≦MTF_H/MTF_L≦2 …(2)
ただし、
MTF_H:MTFの最大ピーク値、
MTF_L:MTFの最小ボトム値、
である。
The second configuration of the imaging apparatus of the present invention is characterized in that, in the first configuration, the MTF satisfies the following conditional expression (2).
1 ≦ MTF_H / MTF_L ≦ 2 (2)
However,
MTF_H: Maximum peak value of MTF,
MTF_L: Minimum bottom value of MTF,
It is.

本発明の撮像装置の第3の構成は、第1または第2の構成において、前記MTFが以下の条件式(3)を満足することを特徴とするものである。
1≦MTF_H/MTF_ave≦1.7 …(3)
ただし、
MTF_H:MTFの最大ピーク値、
MTF_ave:La範囲内のMTFの平均値、
である。
According to a third configuration of the imaging apparatus of the present invention, in the first or second configuration, the MTF satisfies the following conditional expression (3).
1 ≦ MTF_H / MTF_ave ≦ 1.7 (3)
However,
MTF_H: Maximum peak value of MTF,
MTF_ave: average value of MTF within La range,
It is.

本発明の撮像装置の第4の構成は、第1から第3何れかの構成において、前記MTFが、以下の条件式(4)を満足することを特徴とするものである。
0.2≦La/Lc≦1.2 …(4)
ただし、
Lc:MTFの半値幅
である。
According to a fourth configuration of the imaging apparatus of the present invention, in any one of the first to third configurations, the MTF satisfies the following conditional expression (4).
0.2 ≦ La / Lc ≦ 1.2 (4)
However,
Lc: half width of MTF.

本発明の撮像装置の第5の構成は、第1から第4の構成において、前記MTFは、条件式(5)を満足する空間周波数を有することを特徴とするものである。
ν=1/(2×P×A)、1<A<20 …(5)
ただし、
ν:空間周波数、
P:撮像素子の画素ピッチ、
である。
According to a fifth configuration of the imaging apparatus of the present invention, in the first to fourth configurations, the MTF has a spatial frequency that satisfies the conditional expression (5).
ν = 1 / (2 × P × A), 1 <A <20 (5)
However,
ν: spatial frequency,
P: Pixel pitch of the image sensor,
It is.

本発明の撮像装置の第6の構成は、第1から第4の構成において、前記MTFは、条件式(6)を満足する空間周波数を有することを特徴とするものである。
ν=1/(2×P×A)、2<A<8 …(6)
ただし、
ν:空間周波数、
P:撮像素子の画素ピッチ、
である。
According to a sixth configuration of the imaging apparatus of the present invention, in the first to fourth configurations, the MTF has a spatial frequency that satisfies the conditional expression (6).
ν = 1 / (2 × P × A), 2 <A <8 (6)
However,
ν: spatial frequency,
P: Pixel pitch of the image sensor,
It is.

本発明の撮像装置の第7の構成は、第1から第4の構成において、前記MTFは、条件式(7)を満足する空間周波数を有することを特徴とするものである。
0.001<ν/N<3 …(7)
ただし、
ν:空間周波数、
N:撮像素子一辺の画素数、
である。
According to a seventh configuration of the imaging apparatus of the present invention, in the first to fourth configurations, the MTF has a spatial frequency that satisfies the conditional expression (7).
0.001 <ν / N <3 (7)
However,
ν: spatial frequency,
N: the number of pixels on one side of the image sensor,
It is.

また、この撮像装置の第1〜第7の構成に、以下に記載する何れかの構成を同時に満足することがより好ましい。   In addition, it is more preferable that the first to seventh configurations of the imaging apparatus simultaneously satisfy any of the configurations described below.

本発明の撮像装置の第8の構成は、第1から第7の何れかの撮像装置において、前記MTFは、開放Fナンバーにおいて、前記各条件式を満足することを特徴とするものである。   According to an eighth configuration of the imaging apparatus of the present invention, in any one of the first to seventh imaging apparatuses, the MTF satisfies each conditional expression at an open F number.

本発明の撮像装置の第9の構成は、第1から第8の何れかの撮像装置において、前記MTFは、コントラストが0にならない範囲で他の空間周波数のMTFと交差することを特徴とするものである。   According to a ninth configuration of the imaging apparatus of the present invention, in any one of the first to eighth imaging apparatuses, the MTF intersects with MTFs of other spatial frequencies in a range where the contrast does not become zero. Is.

本発明の撮像装置の第10の構成は、第9の撮像装置において、前記MTFは、他の空間周波数のMTFと10%以下の位置で交差することを特徴とするものである。   According to a tenth configuration of the imaging apparatus of the present invention, in the ninth imaging apparatus, the MTF intersects with an MTF of another spatial frequency at a position of 10% or less.

本発明の撮像装置の第11の構成は、第1から第10の何れかの撮像装置において、前
記光学系の球面収差特性が、ピークを有することを特徴とするものである。
According to an eleventh configuration of the imaging apparatus of the present invention, in any of the first to tenth imaging apparatuses, the spherical aberration characteristic of the optical system has a peak.

本発明の撮像装置の第12の構成は、第11の撮像装置において、前記光学系の球面収差特性は、2つ以上のピークを有することを特徴とするものである。   According to a twelfth configuration of the imaging apparatus of the present invention, in the eleventh imaging apparatus, the spherical aberration characteristic of the optical system has two or more peaks.

本発明の撮像装置の第13の構成は、第12の撮像装置において、前記球面収差特性のピークは、プラス側とマイナス側に位置することを特徴とするものである。   According to a thirteenth configuration of the imaging apparatus of the present invention, in the twelfth imaging apparatus, the spherical aberration characteristic peaks are located on the plus side and the minus side.

本発明の撮像装置の第14の構成は、第1から第13の撮像装置において、前記光学系は、前記MTFを実現するための波面制御素子を備えることを特徴とするものである。   According to a fourteenth configuration of the imaging device of the present invention, in the first to thirteenth imaging devices, the optical system includes a wavefront control element for realizing the MTF.

本発明の撮像装置の第15の構成は、第14の撮像装置において、前記MTFを実現するための波面制御素子は、非球面を有することを特徴とするものである。   According to a fifteenth configuration of the imaging apparatus of the present invention, in the fourteenth imaging apparatus, the wavefront control element for realizing the MTF has an aspherical surface.

本発明の撮像装置の第16の構成は、第14の撮像装置において、前記MTFを実現するための波面制御素子は、位相板であることを特徴とするものである。   According to a sixteenth configuration of the imaging apparatus of the present invention, in the fourteenth imaging apparatus, the wavefront control element for realizing the MTF is a phase plate.

本発明の撮像装置の第17の構成は、第14の撮像装置において、前記MTFを実現するための波面制御素子は、1面に複数の曲率を有するレンズであることを特徴とするものである。   According to a seventeenth configuration of the imaging device of the present invention, in the fourteenth imaging device, the wavefront control element for realizing the MTF is a lens having a plurality of curvatures on one surface. .

本発明の撮像装置の第18の構成は、第14の撮像装置において、前記MTFを実現するための波面制御素子は、中心と周辺で異なる曲率を有するレンズであることを特徴とするものである。   According to an eighteenth configuration of the imaging apparatus of the present invention, in the fourteenth imaging apparatus, the wavefront control element for realizing the MTF is a lens having different curvatures at the center and the periphery. .

本発明の撮像装置の第19の構成は、第17または第18の撮像装置において、前記MTFを実現するための波面制御素子は、1面に3つの曲率を有するレンズであることを特徴とするものである。   According to a nineteenth configuration of the imaging apparatus of the present invention, in the seventeenth or eighteenth imaging apparatus, the wavefront control element for realizing the MTF is a lens having three curvatures on one surface. Is.

本発明の撮像装置の第20の構成は、第14から第19の何れか1つの撮像装置において、前記MTFを実現するための波面制御素子は、その材質に複屈折結晶が用いられることを特徴とするものである。   According to a twentieth configuration of the imaging apparatus of the present invention, in any one of the fourteenth to nineteenth imaging apparatuses, a birefringent crystal is used as a material of a wavefront control element for realizing the MTF. It is what.

本発明の撮像装置の第21の構成は、第14から第20の何れか1つの撮像装置において、前記MTFを実現するための波面制御素子は、着脱可能とすることを特徴とするものである。   A twenty-first configuration of the imaging device of the present invention is characterized in that, in any one of the fourteenth to twentieth imaging devices, the wavefront control element for realizing the MTF is detachable. .

本発明の撮像装置の第22の構成は、第1から第21の何れか1つの撮像装置において、前記画像処理手段において実行される画像処理は、前記撮像素子で得た画像に対する画像回復処理を含むことを特徴とするものである。   According to a twenty-second configuration of the imaging apparatus of the present invention, in any one of the first to twenty-first imaging apparatuses, the image processing executed in the image processing means is an image restoration process for an image obtained by the imaging element. It is characterized by including.

本発明の撮像装置の第23の構成は、第22の撮像装置において、前記画像回復処理は、前記光学系の結像特性を用いることを特徴とするものである。   According to a twenty-third configuration of the imaging apparatus of the present invention, in the twenty-second imaging apparatus, the image restoration process uses an imaging characteristic of the optical system.

本発明の撮像装置の第24の構成は、第23の撮像装置において、前記画像回復処理は、回復画像が下記微分方程式で表される処理を実行することを特徴とするものである。
f(x,y)=g(x,y)+a1(x,y)・g'(x,y)+ …
… +an(x,y)・g(n)(x,y)
ただし、
f:前記回復画像、g:前記画像、a1、a2、…an:劣化パラメータ、
(n):前記画像に対するn次微分、
である。
According to a twenty-fourth configuration of the imaging apparatus of the present invention, in the twenty-third imaging apparatus, the image restoration process executes a process in which the restored image is represented by the following differential equation.
f (x, y) = g (x, y) + a 1 (x, y) · g ′ (x, y) +
... + a n (x, y) · g (n) (x, y)
However,
f: the restored image, g: the image, a 1 , a 2 ,... a n : deterioration parameter,
g (n) : nth-order derivative with respect to the image,
It is.

本発明の第1の撮像システムの構成は、第1から第24の何れか1つの撮像装置と、前記撮像素子で得た画像に対して画像回復処理を実行する外部装置とを有することを特徴とするものである。   The configuration of the first imaging system of the present invention includes any one of the first to twenty-fourth imaging devices and an external device that executes an image restoration process on an image obtained by the imaging device. It is what.

本発明の第2の撮像システムの構成は、第1の撮像システムにおいて、前記画像回復処理は、前記光学系の結像特性を用いることを特徴とするものである。   The configuration of the second imaging system of the present invention is characterized in that, in the first imaging system, the image restoration processing uses an imaging characteristic of the optical system.

本発明の第3の撮像システムの構成は、第1または第2の撮像システムにおいて、前記画像回復処理は、回復画像が下記微分方程式で表される処理を実行することを特徴とするものである。
f(x,y)=g(x,y)+a1(x,y)・g'(x,y)+ …
… +an(x,y)・g(n)(x,y)
ただし、
f:前記回復画像、g:前記画像、a1、a2、…an:劣化パラメータ、
(n):前記画像に対するn次微分、
である。
The configuration of the third imaging system of the present invention is characterized in that, in the first or second imaging system, the image restoration process executes a process in which the restored image is represented by the following differential equation. .
f (x, y) = g (x, y) + a 1 (x, y) · g ′ (x, y) +
... + a n (x, y) · g (n) (x, y)
However,
f: the restored image, g: the image, a 1 , a 2 ,... a n : deterioration parameter,
g (n) : nth-order derivative with respect to the image,
It is.

本発明の第4の撮像システムの構成は、前記撮像装置と前記外部装置はそれぞれ通信手段を備え、前記撮像素子で得た画像を、前記通信手段を介して前記外部装置に送信することを特徴とするものである。   According to a fourth imaging system of the present invention, the imaging device and the external device each include a communication unit, and an image obtained by the imaging element is transmitted to the external device via the communication unit. It is what.

本発明に拠れば、復元した画像において、十分な解像が得られる。また、焦点深度が拡大した画像を簡単に得ることが可能となる。   According to the present invention, sufficient resolution can be obtained in the restored image. In addition, it is possible to easily obtain an image with an increased focal depth.

本発明のMTF特性において各種パラメータを説明するための図。The figure for demonstrating various parameters in the MTF characteristic of this invention. 比較例1、並びに、本発明の実施例1〜実施例3の光学系を展開して光軸に沿ってとった断面図。Sectional drawing which developed the optical system of the comparative example 1 and Examples 1-3 of this invention along the optical axis. 比較例1のMTF特性を示す図。The figure which shows the MTF characteristic of the comparative example 1. 比較例1の球面収差特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing spherical aberration characteristics of Comparative Example 1. 本発明の実施例1の光学系のMTF特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing MTF characteristics of the optical system according to Example 1 of the present invention. 本発明の実施例1の球面収差特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing spherical aberration characteristics of Example 1 of the present invention. 本発明の実施例2で用いる2焦点レンズの構成を示した模式図。FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of a bifocal lens used in Example 2 of the present invention. 本発明の実施例2の光学系のMTF特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing MTF characteristics of an optical system according to Example 2 of the present invention. 本発明の実施例2の球面収差特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing spherical aberration characteristics of Example 2 of the present invention. 本発明の実施例3で用いる2焦点レンズの構成を示した模式図。FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of a bifocal lens used in Example 3 of the present invention. 本発明の実施例3の光学系のMTF特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing MTF characteristics of an optical system according to Example 3 of the present invention. 本発明の実施例4の球面収差特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing spherical aberration characteristics of Example 4 of the present invention. 本発明の実施例4で用いる3焦点レンズの構成を示した模式図。FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of a trifocal lens used in Example 4 of the present invention. 本発明の実施例4の光学系のMTF特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing MTF characteristics of an optical system according to Example 4 of the present invention. 本発明の実施例4の球面収差特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing spherical aberration characteristics of Example 4 of the present invention. 比較例2の光学系を展開して光軸に沿ってとった断面図。Sectional drawing which developed the optical system of the comparative example 2 and taken along the optical axis. 比較例2のMTF特性を示す図。The figure which shows the MTF characteristic of the comparative example 2. 比較例2の球面収差特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing spherical aberration characteristics of Comparative Example 2. 本発明の実施例4の光学系を展開して光軸に沿ってとった断面図。Sectional drawing which developed the optical system of Example 4 of this invention and took along the optical axis. 本発明の実施例4の光学系のMTF特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing MTF characteristics of an optical system according to Example 4 of the present invention. 本発明の実施例4の球面収差特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing spherical aberration characteristics of Example 4 of the present invention. 本発明の撮像装置の構成を示す概略図。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to the present invention. 本発明の画像回復処理を示す概略図。Schematic which shows the image restoration process of this invention. 本発明の撮像システムの構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the imaging system of this invention.

本実施形態の光学装置の第1の構成は、撮像素子に被写体の像を結像するとともに、前記撮像素子で得た画像に対し画像回復処理が実行される光学装置において、以下の条件式(1)を満足するMTFを有することを特徴とする。
0.1≦La/Lb≦1、10<a<30、5<b<20 …(1)
ただし、
La:MTFがa%におけるMTF幅、
Lb:MTFがb%におけるMTF幅、
である。
The first configuration of the optical device according to the present embodiment is an optical device that forms an image of a subject on an image sensor and performs image restoration processing on an image obtained by the image sensor. It has MTF which satisfies 1).
0.1 ≦ La / Lb ≦ 1, 10 <a <30, 5 <b <20 (1)
However,
La: MTF width when MTF is a%,
Lb: MTF width when MTF is b%,
It is.

以下に、この光学装置の第1の構成を採用する理由と作用について説明する。   Below, the reason and effect | action which employ | adopt the 1st structure of this optical apparatus are demonstrated.

光学装置では、光学系によって被写体の像が形成される。このとき、被写体の位置に応じて形成される像の位置も異なる。複数の被写体でそれぞれの位置が異なっている場合、各被写体の像の位置も異なる。ここで、ある被写体を基準として、この被写体にピントを合わせたとする。この場合、この被写体の像位置(以下、基準像位置)の前後に、他の被写体の像が形成される。そして、基準像位置ではピントの合った被写体像が得られるが、基準像位置の前後では、ピントのずれた(ぼけた)被写体像になる。   In an optical device, an image of a subject is formed by an optical system. At this time, the position of the formed image varies depending on the position of the subject. When the positions of the plurality of subjects are different, the positions of the images of the subjects are also different. Here, it is assumed that the subject is focused on a certain subject. In this case, images of other subjects are formed before and after the subject image position (hereinafter referred to as a reference image position). An in-focus subject image is obtained at the reference image position, but the subject image is out of focus (blurred) before and after the reference image position.

第1の構成は、MTF特性の形状が一定、または略一定であることを規定したものである。なお、MTFとはModulation Transfer Functionのことである。図1は、本実施形態の光学装置、より具体的には、光学系のMTF特性において、各種パラメータを説明するための模式図である。この図には、デフォーカス量、すなわち、光軸に沿う方向の距離(図における横軸)に対してMTFの値をとったMTF特性が示されている。本実施形態でいうMTF幅とは、MTF特性の最両端間の距離をいうものであって、最両端間の途中でMTF特性が交差した場合においても、その交差は考慮されない。この図に示されるように、MTFがa%においてMTF幅はLaであり、MTFがb%においてMTF幅はLbである。   The first configuration defines that the shape of the MTF characteristic is constant or substantially constant. Note that MTF stands for Modulation Transfer Function. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining various parameters in the MTF characteristic of the optical device of the present embodiment, more specifically, the optical system. This figure shows the MTF characteristics that take the MTF value with respect to the defocus amount, that is, the distance in the direction along the optical axis (horizontal axis in the figure). The MTF width referred to in the present embodiment refers to the distance between the extreme ends of the MTF characteristics, and even when the MTF characteristics intersect in the middle between the extreme ends, the intersection is not considered. As shown in this figure, the MTF width is La when the MTF is a%, and the MTF width is Lb when the MTF is b%.

条件式(1)を満足することで、MTF特性の形状を一定、または略一定とすることができる。この場合、基準位置とその近傍位置で得られた画像それぞれについて、画像特性(画質、ボケ具合等)をほぼ同じようにすることができる。そのため、この画像に対して画像回復処理を行った場合、画像回復を効果的に行うことができる。   By satisfying conditional expression (1), the shape of the MTF characteristic can be made constant or substantially constant. In this case, the image characteristics (image quality, degree of blur, etc.) can be made substantially the same for the images obtained at the reference position and its neighboring positions. Therefore, when image restoration processing is performed on this image, image restoration can be performed effectively.

具体的には、例えば、MTF特性を上昇させる回復処理を行った場合、画像の各画素において同じようにMTFを回復させることができる。すなわち、画像を構成する各画素について十分に解像をあげることができる。その結果、十分に解像された画像の回復ができる。また、焦点深度の広い画像として復元することができる。なお、略一定なMTFとは、画像回復処理が実行された時に、多くの画素で同じように像の回復が行なわれる(例えば、十分な解像が得られる程度となる)範囲(変動幅)をいう。   Specifically, for example, when a recovery process for increasing the MTF characteristic is performed, the MTF can be recovered in the same manner in each pixel of the image. That is, the resolution can be sufficiently improved for each pixel constituting the image. As a result, a fully resolved image can be recovered. Further, it can be restored as an image with a wide focal depth. Note that the substantially constant MTF is a range (variation range) in which image recovery is performed in the same way for many pixels (for example, sufficient resolution can be obtained) when image recovery processing is executed. Say.

一方、上記条件を満足しない場合、撮像素子の設置位置におけるその前後の所定位置におけるMTFの差(変動幅)が大きくなる。この場合、画像回復処理が実行されたとしても、解像の変化が目立つ画像となってしまう。   On the other hand, if the above condition is not satisfied, the difference (variation width) in MTF at a predetermined position before and after the installation position of the image sensor increases. In this case, even if the image restoration process is executed, an image in which a change in resolution is conspicuous is obtained.

本実施形態の光学装置の第2の構成は、第1の構成において、MTFが以下の条件式(2)を満足することを特徴とする。
1≦MTF_H/MTF_L≦2 …(2)
ただし、
MTF_H:MTFの最大ピーク値、
MTF_L:MTFの最小ボトム値、
である。
The second configuration of the optical device according to the present embodiment is characterized in that, in the first configuration, the MTF satisfies the following conditional expression (2).
1 ≦ MTF_H / MTF_L ≦ 2 (2)
However,
MTF_H: Maximum peak value of MTF,
MTF_L: Minimum bottom value of MTF,
It is.

以下に、この光学装置の第2の構成を採用する理由と作用について説明する。この光学装置の第2の構成は、MTFの最小ボトム値MTF_Lに対する、MTFの最大ピーク値
MTF_Hの比の上限を2、下限を1と定めることでMTF特性の形状が一定、または略
一定であることを規定したものである。ここで、MTFのピーク値とは、MTFが上昇から下降に転じるときの値であって、MTF特性の最大値に相当するものである。これに対し、MTFのボトム値とは、MTFが下降から上昇に転じるときの値をいうものである。図1にMTF特性の模式図に最大ピーク値MTF_H、MTF_Lを示しておく。
Below, the reason and effect | action which employ | adopt the 2nd structure of this optical apparatus are demonstrated. In the second configuration of the optical device, the upper limit of the ratio of the maximum peak value MTF_H of the MTF to the minimum bottom value MTF_L of the MTF is set to 2 and the lower limit is set to 1, so that the shape of the MTF characteristic is constant or substantially constant. It is stipulated. Here, the peak value of the MTF is a value when the MTF changes from rising to falling, and corresponds to the maximum value of the MTF characteristic. On the other hand, the bottom value of the MTF refers to a value when the MTF turns from rising to rising. FIG. 1 shows the maximum peak values MTF_H and MTF_L in a schematic diagram of the MTF characteristics.

この第2の構成では、特に、MTFの最小ボトム値MTF_Lに対する、MTFの最大
ピーク値MTF_Hの比において上限を設けたことで、デフォーカス量に対するMTFの
変化を抑えることができる。これにより、MTF特性の形状が略一定となる。このような光学装置によれば、画像回復処理を効果的に行うことができる。すなわち、十分に解像された画像回復をすることができる。
In the second configuration, in particular, the upper limit is set in the ratio of the maximum peak value MTF_H of the MTF to the minimum bottom value MTF_L of the MTF, so that the change of the MTF with respect to the defocus amount can be suppressed. Thereby, the shape of the MTF characteristic becomes substantially constant. According to such an optical apparatus, the image restoration process can be effectively performed. That is, a sufficiently resolved image can be restored.

一方、上記条件を満足しない場合、撮像素子の設置位置におけるその前後の所定位置におけるMTFの差(変動幅)が大きくなる。この場合、画像回復処理が実行されたとしても、解像の変化が目立つ画像となってしまう。   On the other hand, if the above condition is not satisfied, the difference (variation width) in MTF at a predetermined position before and after the installation position of the image sensor increases. In this case, even if the image restoration process is executed, an image in which a change in resolution is conspicuous is obtained.

本実施形態の光学装置の第3の構成は、第1または第2の構成において、MTFが以下の条件式(3)を満足することを特徴とする。
1≦MTF_H/MTF_ave≦1.7 …(3)
ただし、
MTF_H:MTFの最大ピーク値、
MTF_ave:La範囲内のMTFの平均値、
である。
The third configuration of the optical device of the present embodiment is characterized in that, in the first or second configuration, the MTF satisfies the following conditional expression (3).
1 ≦ MTF_H / MTF_ave ≦ 1.7 (3)
However,
MTF_H: Maximum peak value of MTF,
MTF_ave: average value of MTF within La range,
It is.

以下に、この光学装置の第3の構成を採用する理由と作用について説明する。この光学装置の第3の構成は、MTF幅Laの範囲内のMTFの平均値MTF_aveに対する、
MTFの最大ピーク値MTF_Hの比の上限を1.7、下限を1と定めることでMTF特
性の形状が一定、または略一定であることを規定している。
Below, the reason and effect | action which employ | adopt the 3rd structure of this optical apparatus are demonstrated. The third configuration of the optical device is based on the MTF average value MTF_ave within the range of the MTF width La.
By setting the upper limit of the ratio of the maximum peak value MTF_H of MTF to 1.7 and the lower limit to 1, it is defined that the shape of the MTF characteristic is constant or substantially constant.

上記条件を満足しない場合、撮像素子の設置位置におけるその前後の所定位置におけるMTFの差(変動幅)が大きくなる。この場合、画像回復処理が実行されたとしても、解像の変化が目立つ画像となってしまう。   When the above conditions are not satisfied, the difference (variation width) in MTF at a predetermined position before and after the installation position of the image sensor increases. In this case, even if the image restoration process is executed, an image in which a change in resolution is conspicuous is obtained.

本実施形態の光学装置の第4の構成は、第1から第3の何れかの構成において、前記MTFが、以下の条件式(4)を満足する。
0.2≦La/Lc≦1.2 …(4)
ただし、
Lc:MTFの半値幅
である。
According to a fourth configuration of the optical device of the present embodiment, in any one of the first to third configurations, the MTF satisfies the following conditional expression (4).
0.2 ≦ La / Lc ≦ 1.2 (4)
However,
Lc: half width of MTF.

以下に、この光学装置の第4の構成を採用する理由と作用について説明する。この光学装置の第4の構成は、MTFの半値幅Lcに対する、MTFの最大ピーク値MTF_Hの
比の上限を1.2、下限を0.2と定めることでMTF特性の形状が一定、または略一定であることを規定している。ここで、MTFの半値幅Lcとは、MTFの最大ピーク値(最大値)の半分のMTFの値におけるMTF幅をいうものである。
Below, the reason and effect | action which employ | adopt the 4th structure of this optical apparatus are demonstrated. In the fourth configuration of the optical device, the upper limit of the ratio of the maximum peak value MTF_H of the MTF to the half width Lc of the MTF is set to 1.2, and the lower limit is set to 0.2. It stipulates that it is constant. Here, the half-value width Lc of the MTF means the MTF width at the MTF value that is half of the maximum peak value (maximum value) of the MTF.

上記条件を満足しない場合、撮像素子の設置位置におけるその前後の所定位置におけるMTFの差(変動幅)が大きくなる。この場合、画像回復処理が実行されたとしても、解像の変化が目立つ画像となってしまう。   When the above conditions are not satisfied, the difference (variation width) in MTF at a predetermined position before and after the installation position of the image sensor increases. In this case, even if the image restoration process is executed, an image in which a change in resolution is conspicuous is obtained.

また、この第4の構成では、下限値が0.2の場合の条件を満足することが好ましい。このようにすると、さらに好ましいMTF特性とすることができる。   Moreover, in this 4th structure, it is preferable to satisfy the conditions in case a lower limit is 0.2. In this way, more preferable MTF characteristics can be obtained.

本実施形態の撮像装置の第1の構成は、撮像素子と、前記撮像素子に被写体の像を結像する光学系と、前記撮像素子で得た画像に対して画像処理を実行する画像処理手段を有し、前記光学系は、以下の条件式(1)を満足するMTFを有することを特徴とする。
0.1≦La/Lb≦1、10<a<30、5<b<20 …(1)
ただし、
La:MTFがa%におけるMTF幅、
Lb:MTFがb%におけるMTF幅、
である。
The first configuration of the imaging apparatus according to the present embodiment includes an imaging device, an optical system that forms an image of a subject on the imaging device, and an image processing unit that performs image processing on an image obtained by the imaging device. And the optical system has an MTF that satisfies the following conditional expression (1).
0.1 ≦ La / Lb ≦ 1, 10 <a <30, 5 <b <20 (1)
However,
La: MTF width when MTF is a%,
Lb: MTF width when MTF is b%,
It is.

本実施形態の撮像装置の第2の構成は、第1の構成において、MTFが以下の条件式(2)を満足することを特徴とする。
1≦MTF_H/MTF_L≦2 …(2)
ただし、
MTF_H:MTFの最大ピーク値、
MTF_L:MTFの最小ボトム値、
である。
The second configuration of the imaging apparatus of the present embodiment is characterized in that, in the first configuration, the MTF satisfies the following conditional expression (2).
1 ≦ MTF_H / MTF_L ≦ 2 (2)
However,
MTF_H: Maximum peak value of MTF,
MTF_L: Minimum bottom value of MTF,
It is.

本実施形態の撮像装置の第3の構成は、第1または第2の構成において、MTFが以下の条件式(3)を満足することを特徴とするものである。
1≦MTF_H/MTF_ave≦1.7 …(3)
ただし、
MTF_H:MTFの最大ピーク値、
MTF_ave:La範囲内のMTFの平均値、
である。
The third configuration of the imaging apparatus according to the present embodiment is characterized in that, in the first or second configuration, the MTF satisfies the following conditional expression (3).
1 ≦ MTF_H / MTF_ave ≦ 1.7 (3)
However,
MTF_H: Maximum peak value of MTF,
MTF_ave: average value of MTF within La range,
It is.

本実施形態の撮像装置の第4の構成は、第1から第3何れかの構成において、前記MTFが、以下の条件式(4)を満足することを特徴とする。
0.2≦La/Lc≦1.2 …(4)
ただし、
Lc:MTFの半値幅
である。
According to a fourth configuration of the imaging apparatus of the present embodiment, in any one of the first to third configurations, the MTF satisfies the following conditional expression (4).
0.2 ≦ La / Lc ≦ 1.2 (4)
However,
Lc: half width of MTF.

これら第1から第4の構成における撮像装置は、それぞれ前述した光学装置(光学系)の第1から第4の構成に、撮像素子と、撮像素子で得た画像に対して画像処理を実行する画像処理手段を付加することで、撮像装置として実現したものである。これら第1から第4の撮像装置の構成に拠れば、MTF特性の形状が一定、または略一定である光学系によって被写体の像が形成される。そして、この被写体像を撮像素子で撮像することで、被写
体の画像(観測画像)を得ることができる。そして、この画像に対して画像回復処理を行った場合、画像回復処理を効果的に行うことができる。すなわち、十分に解像された画像回復を行なうことができる。
The imaging devices in the first to fourth configurations execute image processing on the imaging device and the image obtained by the imaging device in the first to fourth configurations of the optical device (optical system) described above, respectively. By adding an image processing means, the imaging apparatus is realized. According to the configurations of the first to fourth imaging devices, an image of a subject is formed by an optical system in which the shape of the MTF characteristic is constant or substantially constant. Then, an image of the subject (observation image) can be obtained by capturing the subject image with the image sensor. When the image restoration process is performed on this image, the image restoration process can be effectively performed. That is, it is possible to recover a sufficiently resolved image.

本実施形態の撮像装置の第5の構成は、第1から第4の構成において、MTFは、条件式(5)を満足する空間周波数を有することを特徴とする。
ν=1/(2×P×A)、1<A<20 …(5)
ただし、
ν:空間周波数、
P:撮像素子の画素ピッチ、
である。
According to a fifth configuration of the imaging apparatus of the present embodiment, in the first to fourth configurations, the MTF has a spatial frequency that satisfies the conditional expression (5).
ν = 1 / (2 × P × A), 1 <A <20 (5)
However,
ν: spatial frequency,
P: Pixel pitch of the image sensor,
It is.

以下に、この撮像装置の第5の構成を採用する理由と作用について説明する。この第5の構成は、略一定なMTFが存在する空間周波数を規定したものである。第5の構成では、画素ピッチPを有する撮像素子における最大空間周波数νmax=1/(2×P)と係数
Aを用いて、略一定なMTFが存在する空間周波数を規定している。この第5の構成では、特に、空間周波数νの下限をνmax/20に規定している。撮像素子の設置位置および
その前後の所定距離において略一定なMTFが、この空間周波数νの範囲内で少なくとも1つ存在することを条件としている。このような条件を有する光学系を用いることで、画像回復処理を効果的に行うことが可能となる。すなわち、十分に解像された画像回復ができる。
Below, the reason and effect | action which employ | adopt the 5th structure of this imaging device are demonstrated. The fifth configuration defines a spatial frequency where a substantially constant MTF exists. In the fifth configuration, the spatial frequency at which a substantially constant MTF exists is defined using the maximum spatial frequency νmax = 1 / (2 × P) and the coefficient A in the image sensor having the pixel pitch P. In the fifth configuration, in particular, the lower limit of the spatial frequency ν is defined as νmax / 20. It is a condition that there is at least one MTF that is substantially constant within the range of the spatial frequency ν at the installation position of the image sensor and a predetermined distance before and after the image sensor. By using an optical system having such conditions, it is possible to effectively perform image restoration processing. That is, a sufficiently resolved image can be recovered.

本実施形態の撮像装置の第6の構成は、第1から第4の構成において、MTFは、条件式(6)を満足する空間周波数を有することを特徴とする。
ν=1/(2×P×A)、2<A<8 …(6)
ただし、
ν:空間周波数、
P:撮像素子の画素ピッチ、
である。
According to a sixth configuration of the imaging apparatus of the present embodiment, in the first to fourth configurations, the MTF has a spatial frequency that satisfies the conditional expression (6).
ν = 1 / (2 × P × A), 2 <A <8 (6)
However,
ν: spatial frequency,
P: Pixel pitch of the image sensor,
It is.

以下に、この撮像装置の第6の構成を採用する理由と作用について説明する。この第6の構成は、第5の構成と同様、略一定なMTFが存在する空間周波数を規定したものであって、第5の構成よりも空間周波数の範囲を狭め、更に良好な画像回復処理を行うことを可能としている。具体的には、最大空間周波数をνmaxとすると、空間周波数の上限をνmax/2、下限をνmax/8とするものである。この条件を満足することで、画像回復処理
を更に効果的に行うことが可能となる。すなわち、より解像された画像回復ができる。
Below, the reason and effect | action which employ | adopt the 6th structure of this imaging device are demonstrated. Similar to the fifth configuration, the sixth configuration defines a spatial frequency in which a substantially constant MTF exists, and the spatial frequency range is narrower than that of the fifth configuration, so that an even better image restoration process is performed. It is possible to do. Specifically, when the maximum spatial frequency is νmax, the upper limit of the spatial frequency is νmax / 2 and the lower limit is νmax / 8. By satisfying this condition, the image restoration process can be performed more effectively. That is, a more resolved image can be recovered.

本実施形態の撮像装置の第7の構成は、第1から第4の構成において、MTFは、条件式(7)を満足する空間周波数を有することを特徴とする。
0.001<ν/N<3 …(7)
ただし、
ν:空間周波数、
N:撮像素子一辺の画素数、
である。
According to a seventh configuration of the imaging apparatus of the present embodiment, in the first to fourth configurations, the MTF has a spatial frequency that satisfies the conditional expression (7).
0.001 <ν / N <3 (7)
However,
ν: spatial frequency,
N: the number of pixels on one side of the image sensor,
It is.

以下に、この撮像装置の第7の構成を採用する理由と作用について説明する。この第7の構成も、略一定なMTFが存在する空間周波数を規定したものである。この第4の構成では、撮像装置で使用される撮像素子の一辺の画素数を用いて、空間周波数の上限と下限を規定したものである。ここで撮像素子一辺の画素数とは、矩形の撮像素子の場合、縦、横どちらか一辺の画素の並びにおいて多い方の画素数をいうものである。このように、条
件式(7)は、撮像素子の設置位置およびその前後の所定距離において略一定なMTFが、この空間周波数νの範囲内で少なくとも1つ存在することを条件としている。この条件を満足することで、画像回復処理を効果的に行うことが可能となる。すなわち、十分に解像された画像回復ができる。
Below, the reason and effect | action which employ | adopts the 7th structure of this imaging device are demonstrated. The seventh configuration also defines a spatial frequency where a substantially constant MTF exists. In the fourth configuration, the upper and lower limits of the spatial frequency are defined using the number of pixels on one side of the image sensor used in the imaging apparatus. Here, in the case of a rectangular image sensor, the number of pixels on one side of the image sensor means the larger number of pixels in the vertical or horizontal pixel array. As described above, the conditional expression (7) is based on the condition that there is at least one MTF that is substantially constant within the range of the spatial frequency ν at the installation position of the image sensor and the predetermined distance before and after the image sensor. By satisfying this condition, the image restoration process can be performed effectively. That is, a sufficiently resolved image can be recovered.

また、この撮像装置の第1〜第7の構成に、以下に記載する何れかの構成を同時に満足することがより好ましい。   In addition, it is more preferable that the first to seventh configurations of the imaging apparatus simultaneously satisfy any of the configurations described below.

本実施形態の撮像装置の第8の構成は、第1から第7の何れかの撮像装置において、MTFは、開放Fナンバーにおいて、前記各条件式を満足することを特徴とする。   According to an eighth configuration of the imaging apparatus of the present embodiment, in any one of the first to seventh imaging apparatuses, the MTF satisfies the above conditional expressions at the open F number.

この第8の構成は、焦点深度の一番浅くなる開放Fナンバーにおいて、光学系が略一定なMTFを有することを規定したものである。光学系が可変絞りを有する場合、このように開放Fナンバーにおいて、略一定なMTFを有することを規定したものである。このようにすることで、可変絞りを変更した場合においても略一定なMTFを得ることができる。その結果、どの絞り位置の撮影で得られた画像に対しても、効果的な画像回復処理を実現できる。すなわち、十分に解像された画像回復ができる。   The eighth configuration stipulates that the optical system has a substantially constant MTF at the open F number where the depth of focus is the shallowest. When the optical system has a variable stop, it is defined that the open F number has a substantially constant MTF. In this way, a substantially constant MTF can be obtained even when the variable aperture is changed. As a result, an effective image restoration process can be realized for an image obtained by photographing at any aperture position. That is, a sufficiently resolved image can be recovered.

本実施形態の撮像装置の第9の構成は、第1から第8の何れかの撮像装置において、前記MTFは、コントラストが0にならない範囲で他の空間周波数のMTFと交差することを特徴とする。   According to a ninth configuration of the imaging apparatus of the present embodiment, in any one of the first to eighth imaging apparatuses, the MTF intersects with MTFs of other spatial frequencies in a range where the contrast does not become zero. To do.

この第9の構成は、目的とする空間周波数のMTFにおいて、撮像素子の設置位置およびその前後の所定位置におけるMTFが、略一定な箇所を有することを、他の空間周波数のMTFとの関係において保証するものである。具体的には、目的とする空間周波数のMTFとが他の空間周波数におけるMTFを重ね合わせたとする。この場合、目的とする空間周波数のMTFが略一定であれば、コントラスト0とならない範囲で他の空間周波数のMTFと交差する。なお、コントラストが0とは、着目する空間周波数のMTFにおいて、白黒が反転する位置であって、ちょうどMTFが0となる位置に相当している。   In the ninth configuration, in the MTF of the target spatial frequency, the MTF at the installation position of the imaging device and the MTF at a predetermined position before and after the MTF has a substantially constant location in relation to the MTFs of other spatial frequencies. It is guaranteed. Specifically, it is assumed that the MTF at the target spatial frequency and the MTF at another spatial frequency are overlapped. In this case, if the MTF of the target spatial frequency is substantially constant, it intersects with MTFs of other spatial frequencies as long as the contrast is not zero. Note that the contrast of 0 corresponds to a position where the black and white are reversed in the MTF of the spatial frequency of interest, and exactly where the MTF is 0.

本実施形態の撮像装置の第10の構成は、第9の撮像装置において、MTFは、他の空間周波数のMTFと10%以下の位置で交差することを特徴とする。   According to a tenth configuration of the imaging apparatus of the present embodiment, in the ninth imaging apparatus, the MTF intersects with an MTF of another spatial frequency at a position of 10% or less.

この第10の構成は、第9の構成において更に良好となる条件を規定したものである。この第10の構成によれば、目的とする空間周波数のMTFにおいて、撮像素子の設置位置およびその前後の所定位置におけるMTFが、略一定な箇所を有することを、他の空間周波数のMTFとの関係においてさらに保証することができる。   The tenth configuration defines conditions that are even better in the ninth configuration. According to the tenth configuration, in the MTF having the target spatial frequency, the MTF at the installation position of the imaging device and the MTF at a predetermined position before and after the imaging element has a substantially constant location. Further assurance can be made in the relationship.

本実施形態の撮像装置の第11の構成は、第1から第10の何れかの撮像装置において、光学系の球面収差特性が、ピーク値を有することを特徴とする。   The eleventh configuration of the imaging apparatus of the present embodiment is characterized in that, in any of the first to tenth imaging apparatuses, the spherical aberration characteristic of the optical system has a peak value.

この第11の構成は、光学系の球面収差特性に基づいて、撮像素子の設置位置およびその前後の所定位置におけるMTFが略一定であることを規定したものである。球面収差特性がピーク値を有する場合、球面収差特性はプラス側、および、マイナス側の両方向に変動することとなる。このように球面収差特性を両方向に変動させることで、撮像素子の設置位置近傍に光線を分散させることができる。このような特性を持たせることで、略一定なMTFを形成することが可能となる。   The eleventh configuration stipulates that the MTF at the installation position of the imaging element and the predetermined positions before and after the imaging element is substantially constant based on the spherical aberration characteristics of the optical system. When the spherical aberration characteristic has a peak value, the spherical aberration characteristic fluctuates in both the positive and negative directions. In this way, by changing the spherical aberration characteristics in both directions, it is possible to disperse the light rays in the vicinity of the installation position of the image sensor. By giving such characteristics, it is possible to form a substantially constant MTF.

本実施形態の撮像装置の第12の構成は、第11の撮像装置において、光学系の球面収差特性は、2つ以上のピーク値を有することを特徴とする。   According to a twelfth configuration of the imaging apparatus of this embodiment, in the eleventh imaging apparatus, the spherical aberration characteristic of the optical system has two or more peak values.

この第12の構成は、第11の構成において更に良好となる条件を規定したものである。このように球面収差特性が2つ以上のピーク値を有することで、球面収差特性は、プラス側、および、マイナス側の両方向へ少なくとも2回変動することとなる。このような特性を持たせることで、略一定なMTFを持つ光学系を実現できる。   The twelfth configuration defines conditions that are even better in the eleventh configuration. As described above, since the spherical aberration characteristic has two or more peak values, the spherical aberration characteristic fluctuates at least twice in both the positive and negative directions. By giving such characteristics, an optical system having a substantially constant MTF can be realized.

本実施形態の撮像装置の第13の構成は、第12の撮像装置において、前記球面収差特性のピーク値は、プラス側とマイナス側に位置することを特徴とする。   A thirteenth configuration of the imaging apparatus according to the present embodiment is characterized in that, in the twelfth imaging apparatus, the peak values of the spherical aberration characteristics are located on the plus side and the minus side.

この第13の構成は、第12の構成において更に良好となる条件を規定したものである。このように、球面収差特性のピーク値をプラス側、マイナス側の両方に位置させることで、略一定なMTFを持つ光学系実現できる。   The thirteenth configuration defines conditions that are even better in the twelfth configuration. Thus, by positioning the peak value of the spherical aberration characteristic on both the plus side and the minus side, an optical system having a substantially constant MTF can be realized.

本実施形態の撮像装置の第14の構成は、第1から第13の撮像装置において、光学系は、略一体なMTFを実現するための波面制御素子を備えることを特徴とする。   According to a fourteenth configuration of the imaging apparatus of the present embodiment, in the first to thirteenth imaging apparatuses, the optical system includes a wavefront control element for realizing a substantially integrated MTF.

光波面制御素子を設けることで、略一定なMTFを持つ光学系を実現することができる。   By providing the light wavefront control element, an optical system having a substantially constant MTF can be realized.

本実施形態の撮像装置の第15の構成は、第14の撮像装置において、略一定なMTFを実現するための波面制御素子は、非球面を有することを特徴とする。   The fifteenth configuration of the imaging device of this embodiment is characterized in that, in the fourteenth imaging device, the wavefront control element for realizing a substantially constant MTF has an aspherical surface.

波面制御素子が非球面を有することで、略一定なMTFを持つ光学系を実現することができる。この非球面を有する波面制御素子としては、非球面レンズや非球面板、または、何れかの領域を非球面とする多焦点レンズなどを採用することができる。   Since the wavefront control element has an aspherical surface, an optical system having a substantially constant MTF can be realized. As the wavefront control element having an aspherical surface, an aspherical lens, an aspherical plate, or a multifocal lens having an aspherical surface in any region can be adopted.

本実施形態の撮像装置の第16の構成は、第14の撮像装置において、MTFを実現するための波面制御素子は、位相板であることを特徴とする。   According to a sixteenth configuration of the imaging apparatus of the present embodiment, in the fourteenth imaging apparatus, the wavefront control element for realizing the MTF is a phase plate.

位相板を波面制御素子として用いることで、略一定なMTFを持つ光学系を実現することができる。   By using the phase plate as a wavefront control element, an optical system having a substantially constant MTF can be realized.

本実施形態の撮像装置の第17の構成は、第14の撮像装置において、MTFを実現するための波面制御素子は、1面に複数の曲率を有するレンズであることを特徴とする。   According to a seventeenth configuration of the imaging device of this embodiment, in the fourteenth imaging device, the wavefront control element for realizing MTF is a lens having a plurality of curvatures on one surface.

1面に複数の曲率を有するレンズを波面制御素子として用いることで、略一定なMTFを持つ光学系を実現することができる。1つの曲率としては、球面形状のような所定の曲率半径を有するものの他、非球面形状のように所定の計算式で得られる曲率を含むものである。   An optical system having a substantially constant MTF can be realized by using a lens having a plurality of curvatures on one surface as a wavefront control element. One curvature includes a curvature having a predetermined radius of curvature such as a spherical shape, and a curvature obtained by a predetermined calculation formula such as an aspherical shape.

本実施形態の撮像装置の第18の構成は、第14の撮像装置において、MTFを実現するための波面制御素子は、中心と周辺で異なる曲率を有するレンズであることを特徴とする。   According to an eighteenth configuration of the imaging apparatus of the present embodiment, in the fourteenth imaging apparatus, the wavefront control element for realizing the MTF is a lens having different curvatures at the center and the periphery.

中心と周辺で異なる曲率を有するレンズを波面制御素子として用いることで、略一定なMTFを持つ光学系を実現することができる。   By using lenses having different curvatures at the center and the periphery as the wavefront control element, an optical system having a substantially constant MTF can be realized.

本実施形態の撮像装置の第19の構成は、第17または第18の撮像装置において、MTFを実現するための波面制御素子は、1面に3つの曲率を有するレンズであることを特徴とする。   According to a nineteenth configuration of the imaging device of this embodiment, in the seventeenth or eighteenth imaging device, the wavefront control element for realizing MTF is a lens having three curvatures on one surface. .

1面に3つの曲率を有するレンズを波面制御素子として用いることで、略一定なMTFを持つ光学系を実現することができる。   An optical system having a substantially constant MTF can be realized by using a lens having three curvatures on one surface as a wavefront control element.

本実施形態の撮像装置の第20の構成は、第14から第19の何れか1つの撮像装置において、MTFを実現するための波面制御素子は、その材質に複屈折結晶が用いられることを特徴とする。   According to a twentieth configuration of the imaging apparatus of this embodiment, in any one of the fourteenth to nineteenth imaging apparatuses, a wavefront control element for realizing MTF is made of a birefringent crystal as a material thereof. And

波面制御素子の材質に複屈折結晶を用いることで、略一定なMTFを持つ光学系を実現することができる。   By using a birefringent crystal as the material of the wavefront control element, an optical system having a substantially constant MTF can be realized.

本実施形態の撮像装置の第21の構成は、第14から第20の何れか1つの撮像装置において、MTFを実現するための波面制御素子は、着脱可能とすることを特徴とする。   A twenty-first configuration of the imaging device of the present embodiment is characterized in that, in any one of the fourteenth to twentieth imaging devices, the wavefront control element for realizing the MTF is detachable.

このような構成に拠れば、この波面制御素子を光学系から抜く、あるいは、別の光学素子と交換することができる。略一定なMTFを有する光学系と他の光学系を1つの装置にて実現し、必要なときに所望のMTF特性に変更することができる。   According to such a configuration, the wavefront control element can be removed from the optical system or replaced with another optical element. An optical system having a substantially constant MTF and another optical system can be realized by one apparatus, and can be changed to a desired MTF characteristic when necessary.

本実施形態の撮像装置の第22の構成は、第1から第21の何れか1つの撮像装置において、前記画像処理手段において実行される画像処理は、撮像素子で得た画像に対する画像回復処理を含むことを特徴とする。   According to a twenty-second configuration of the imaging apparatus of the present embodiment, in any one of the first to twenty-first imaging apparatuses, the image processing executed in the image processing means is an image restoration process for an image obtained by the imaging element. It is characterized by including.

この第22の構成に拠れば、1つの撮像装置のみで撮像、並びに撮像により得た画像に対する画像回復処理を実行することが可能となる。   According to the twenty-second configuration, it is possible to perform imaging with only one imaging device and to perform image restoration processing on an image obtained by imaging.

本実施形態の撮像装置の第23の構成は、第22の撮像装置において、画像回復処理は、光学系の結像特性を用いることを特徴とする。   The twenty-third configuration of the image pickup apparatus of the present embodiment is characterized in that, in the twenty-second image pickup apparatus, the image restoration process uses the imaging characteristics of the optical system.

この第23の構成に拠れば、光学系の結像特性を利用して画像回復処理を行うことで、さらに効果的な画像回復処理を行うことができる。   According to the twenty-third configuration, more effective image recovery processing can be performed by performing image recovery processing using the imaging characteristics of the optical system.

本実施形態の撮像装置の第24の構成は、第23の撮像装置において、画像回復処理は、回復画像が下記微分方程式で表される処理を実行することを特徴とする。
f(x,y)=g(x,y)+a1(x,y)・g'(x,y)+ …
… +an(x,y)・g(n)(x,y)
ただし、
f:回復画像、g:画像、a1、a2、…an:劣化パラメータ、
(n):画像に対するn次微分、
である。
According to a twenty-fourth configuration of the imaging apparatus of the present embodiment, in the twenty-third imaging apparatus, the image restoration process executes a process in which the restored image is represented by the following differential equation.
f (x, y) = g (x, y) + a 1 (x, y) · g ′ (x, y) +
... + a n (x, y) · g (n) (x, y)
However,
f: recovered image, g: image, a 1 , a 2 ,... a n : degradation parameter,
g (n) : nth derivative with respect to the image,
It is.

この第24の構成に拠れば、光学系の結像特性として、画像の位置に応じて変化する劣化パラメータ、いわゆる、スペースバリアントなパラメータにてフィルタリングすることで、さらに効果的な画像回復処理を行うことができる。   According to the twenty-fourth configuration, more effective image restoration processing is performed by filtering with a deterioration parameter that changes according to the position of the image, that is, a so-called space variant parameter, as the imaging characteristics of the optical system. be able to.

本実施形態の第1の撮像システムの構成は、第1から第24の何れか1つの撮像装置と、撮像素子で得た画像に対して画像回復処理を実行する外部装置とを有することを特徴とする。   The configuration of the first imaging system of the present embodiment includes any one of the first to 24th imaging devices and an external device that executes an image restoration process on an image obtained by the imaging device. And

この第1の撮像システムの構成に拠れば、画像回復処理を外部装置にて行うことで、撮像装置内での処理負担を削減することが可能となる。その結果、撮像装置の低コスト化、
高速処理を実現することができる。
According to the configuration of the first imaging system, it is possible to reduce the processing load in the imaging apparatus by performing the image restoration process in the external apparatus. As a result, cost reduction of the imaging device,
High-speed processing can be realized.

本実施形態の第2の撮像システムの構成は、第1の撮像システムにおいて、画像回復処理は、光学系の結像特性を用いることを特徴とする。   The configuration of the second imaging system of the present embodiment is characterized in that in the first imaging system, the image restoration process uses the imaging characteristics of the optical system.

この第2の撮像システムの構成に拠れば、光学系の結像特性を利用して画像回復処理を行うことで、さらに効果的な画像回復処理を行うことができる。   According to the configuration of the second imaging system, more effective image recovery processing can be performed by performing image recovery processing using the imaging characteristics of the optical system.

本実施形態の第3の撮像システムの構成は、第1または第2の撮像システムにおいて、画像回復処理は、回復画像が下記微分方程式で表される処理を実行することを特徴とする。
f(x,y)=g(x,y)+a1(x,y)・g'(x,y)+ …
… +an(x,y)・g(n)(x,y)
ただし、
f:回復画像、g:画像、a1、a2、…an:劣化パラメータ、
(n):画像に対するn次微分、
である。
The configuration of the third imaging system of the present embodiment is characterized in that, in the first or second imaging system, the image restoration process executes a process in which the restored image is represented by the following differential equation.
f (x, y) = g (x, y) + a 1 (x, y) · g ′ (x, y) +
... + a n (x, y) · g (n) (x, y)
However,
f: recovered image, g: image, a 1 , a 2 ,... a n : degradation parameter,
g (n) : nth derivative with respect to the image,
It is.

この撮像システムの第3の構成に拠れば、光学系の結像特性として、画像の位置に応じて変化する劣化パラメータ、いわゆる、スペースバリアントなパラメータにてフィルタリングすることができる。これにより、さらに効果的な画像回復処理を行うことができる。   According to the third configuration of the imaging system, it is possible to perform filtering with a deterioration parameter that changes according to the position of the image, a so-called space variant parameter, as the imaging characteristics of the optical system. Thereby, more effective image restoration processing can be performed.

本実施形態の第4の撮像システムの構成は、撮像装置と外部装置はそれぞれ通信手段を備え、撮像素子で得た画像を、前記通信手段を介して前記外部装置に送信することを特徴とする。   The configuration of the fourth imaging system of the present embodiment is characterized in that the imaging device and the external device each include a communication unit, and an image obtained by the imaging device is transmitted to the external device via the communication unit. .

この第4の撮像システムの構成に拠れば、撮像素子で得た画像を簡易に外部装置に提供することが可能となる。また、撮像装置における記録容量や処理量を削減することが可能となる。   According to the configuration of the fourth imaging system, an image obtained by the imaging device can be easily provided to an external device. In addition, it is possible to reduce the recording capacity and processing amount in the imaging apparatus.

図2から図21を用い、本実施形態の撮像装置で用いる光学系について説明を行う。   The optical system used in the imaging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図2は、比較例1、並びに、本実施形態発明の実施例1〜実施例4で使用する光学系の概略を展開して光軸に沿ってとった断面図である。比較例1、実施例1〜実施例4は、図中、第3レンズL3の詳細において異なっている。   FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the optical axis by developing an outline of the optical system used in Comparative Example 1 and Examples 1 to 4 of the present invention. Comparative Example 1 and Examples 1 to 4 differ in the details of the third lens L3 in the drawing.

この比較例1は、実施例1〜実施例4を説明するために例示するものであり、第3レンズL3の両面を球面形状としている。これに対し、実施例1では第3レンズL3の6面を非球面形状とし、実施例2、実施例3では第3レンズL3の5面を2焦点レンズとし、実施例4では第3レンズL3の5面を3焦点レンズとしている点において異なったものとなっている。   The comparative example 1 is illustrated for explaining the first to fourth embodiments, and both surfaces of the third lens L3 are spherical. In contrast, in Example 1, the six surfaces of the third lens L3 are aspherical, in Examples 2 and 3, the five surfaces of the third lens L3 are bifocal lenses, and in Example 4, the third lens L3 is used. Are different in that the five surfaces are trifocal lenses.

比較例1において、図2に示す光学系Oは、物体側から射出側に向かって順に、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、明るさ絞りSにて構成されている。図中、r8で示される撮像面には、CCDなどの撮像素子が設置される。   In Comparative Example 1, the optical system O shown in FIG. 2 includes a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, and an aperture stop S in order from the object side to the emission side. In the drawing, an imaging element such as a CCD is installed on the imaging surface indicated by r8.

第1レンズL1は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の単レンズであり、第2レンズL2は、負屈折力を有する両凹形状の単レンズであり、第3レンズL3は、正屈折力を有する両凸形状の単レンズである。   The first lens L1 is a positive meniscus single lens having a convex surface facing the object side, the second lens L2 is a biconcave single lens having negative refractive power, and the third lens L3 is positively refracted. It is a biconvex single lens having force.

また、本比較例では、撮像面に設置される撮像素子には、縦または横方向の最大画素数を4000、画素ピッチを1.7(μm)のものを想定して設計を行っている。なお、これは、実施例でも同じである。   In this comparative example, the imaging device installed on the imaging surface is designed assuming that the maximum number of pixels in the vertical or horizontal direction is 4000 and the pixel pitch is 1.7 (μm). This also applies to the embodiments.

以下に上記比較例1の数値データを示す。数値データ中、rは各レンズ面(光学面)の曲率半径、dは各レンズ面(光学面)間の間隔、ndは各レンズ(光学媒質)のd線の屈折率、Vdは各レンズ(光学媒質)のアッベ数、Fは焦点距離である。なお、曲率半径に記載する記号"∞"は、無限大であることを示している。   The numerical data of the comparative example 1 is shown below. In the numerical data, r is a radius of curvature of each lens surface (optical surface), d is a distance between each lens surface (optical surface), nd is a refractive index of d-line of each lens (optical medium), and Vd is each lens ( The Abbe number of the optical medium), F is the focal length. Note that the symbol “∞” written in the radius of curvature indicates infinite.

各種データには、光学系の焦点距離、Fナンバーが示されている。焦点距離の単位は、ミリメートル(mm)であって、Fナンバーは、本測定に用いた開放時のものが示されている。   Various data indicate the focal length and F number of the optical system. The unit of the focal length is millimeter (mm), and the F number is shown in the open state used for this measurement.

深度特性は、評価空間周波数84(lp/mm)におけるMTF20%、10%時、それぞれのMTFの幅を示したものであり、その単位は、ミリメートル(mm)である。   The depth characteristic indicates the width of each MTF when the MTF is 20% and 10% at an evaluation spatial frequency of 84 (lp / mm), and the unit is millimeter (mm).

数値比較例1
単位 mm
面データ
面番号 r d nd Vd F
1 3.0139 1.2800 1.72341 50.20 6.1743
2 7.6146 0.1923
3 -10.5848 0.2367 1.70448 30.10 -3.5085
4 3.2544 0.3997
5 10.7443 0.4438 1.81067 41.00 5.0931
6 -6.5817 0.2367
7(絞り) ∞ 7.7389
8(撮像面) ∞

各種データ
焦点距離 9.9902
Fナンバー 3.5

深度特性(評価空間周波数:84[lp/mm])
深度
MTF20% 0.09
MTF10% 0.11 。
Numerical comparison example 1
Unit mm
Surface data surface number r d nd Vd F
1 3.0139 1.2800 1.72341 50.20 6.1743
2 7.6146 0.1923
3 -10.5848 0.2367 1.70448 30.10 -3.5085
4 3.2544 0.3997
5 10.7443 0.4438 1.81067 41.00 5.0931
6 -6.5817 0.2367
7 (Aperture) ∞ 7.7389
8 (imaging surface) ∞

Various data focal length 9.9902
F number 3.5

Depth characteristics (Evaluation spatial frequency: 84 [lp / mm])
Depth MTF 20% 0.09
MTF 10% 0.11.

図3は、この比較例1における評価空間周波数84(lp/mm)でのMTF特性を示した図である。図2には、軸上でのデフォーカス量(単位:ミリメートル(mm))に対するMTF(単位:%)が示されている。この比較例1のMTF特性は、基準位置に対して−0.05(mm)付近に約70%の尖鋭なピークを持つ形状となっている。図4は、この比較例1における球面収差特性を示した図であり、ここでは、波長546.07(nm)での球面収差特性が示されている。   FIG. 3 is a diagram showing the MTF characteristic at the evaluation spatial frequency 84 (lp / mm) in Comparative Example 1. FIG. 2 shows the MTF (unit:%) with respect to the defocus amount (unit: millimeter (mm)) on the axis. The MTF characteristic of Comparative Example 1 has a shape having a sharp peak of about 70% near −0.05 (mm) with respect to the reference position. FIG. 4 is a diagram showing the spherical aberration characteristic in the comparative example 1. Here, the spherical aberration characteristic at a wavelength of 546.07 (nm) is shown.

次に、実施例1について数値実施例、並びに各種特性を以下に説明する。この実施例1は、図2における第3レンズL3の6面を非球面形状とすることで、撮像素子の設置位置およびその前後の所定距離において略一定なMTFを実現している。各数値の意味、各種設計条件は、比較例1において説明したものと同様である。面データ中、面番号の右側に付されたアスタリスク"*"は、そのレンズ面が非球面形状であることを示している。   Next, numerical examples and various characteristics of the first embodiment will be described below. In the first embodiment, the six surfaces of the third lens L3 in FIG. 2 are aspherical, thereby realizing a substantially constant MTF at the installation position of the imaging element and a predetermined distance before and after the installation position. The meaning of each numerical value and various design conditions are the same as those described in Comparative Example 1. In the surface data, an asterisk “*” attached to the right side of the surface number indicates that the lens surface is aspherical.

深度特性に記載する対比較例は、比較例1に対するMTF20%、10%時、それぞれのMTFの幅の比を示したものである。また、換算Fナンバーは、本実施例1のMTFの幅を比較例1において実現する場合に必要とされるFナンバーを示したものである。   The comparative example described in the depth characteristics shows the ratio of the width of each MTF at 20% and 10% of MTF with respect to Comparative Example 1. Further, the converted F number indicates the F number required when the width of the MTF of the first embodiment is realized in the first comparative example.

また、非球面形状は、xを光の進行方向を正とした光軸とし、yを光軸と直交する方向にとると下記の式にて表される。   The aspherical shape is expressed by the following equation, where x is an optical axis with the light traveling direction being positive, and y is a direction orthogonal to the optical axis.

x=(y2/r)/[1+{1−(K+1)(y/r)21/2
+A2y2+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+ …
ただし、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A2〜A10はそれぞれ2次〜10次の非球面係数である。なお、記号"E"は、それに続く数値が10を底にもつ、べき指数であることを示している。例えば「1.0E−5」は「1.0×10-5」を意味している。
x = (y 2 / r) / [1+ {1- (K + 1) (y / r) 2 } 1/2 ]
+ A2y 2 + A4y 4 + A6y 6 + A8y 8 + A10y 10 +
Here, r is a paraxial radius of curvature, K is a conical coefficient, and A2 to A10 are secondary to 10th order aspherical coefficients, respectively. The symbol “E” indicates that the subsequent numerical value is a power exponent with 10 as the base. For example, “1.0E-5” means “1.0 × 10 −5 ”.

数値実施例1
単位 mm
面データ
面番号 r d nd Vd F
1 3.0139 1.2800 1.72341 50.20 6.1743
2 7.6146 0.1923
3 -10.5848 0.2367 1.70448 30.10 -3.5085
4 3.2544 0.3997
5 10.7443 0.4438 1.81067 41.00 5.0931
6* -6.5817 0.2367
7(絞り) ∞ 7.7389
8(撮像面) ∞

非球面データ
第6面
K=0
A2=-2.01E-12
A4=5.98E-03
A6=-2.08E-02
A8=2.19E-02
A10=-7.06E-03

各種データ
焦点距離 9.9902
Fナンバー 3.5

深度特性(評価空間周波数:84[lp/mm])
深度 対比較例[%] 換算Fナンバー
MTF20% 0.16 182 6.4
MTF10% 0.25 223 7.8 。
Numerical example 1
Unit mm
Surface data surface number r d nd Vd F
1 3.0139 1.2800 1.72341 50.20 6.1743
2 7.6146 0.1923
3 -10.5848 0.2367 1.70448 30.10 -3.5085
4 3.2544 0.3997
5 10.7443 0.4438 1.81067 41.00 5.0931
6 * -6.5817 0.2367
7 (Aperture) ∞ 7.7389
8 (imaging surface) ∞

Aspheric data 6th surface
K = 0
A2 = -2.01E-12
A4 = 5.98E-03
A6 = -2.08E-02
A8 = 2.19E-02
A10 = -7.06E-03

Various data focal length 9.9902
F number 3.5

Depth characteristics (Evaluation spatial frequency: 84 [lp / mm])
Depth vs. comparative example [%] Converted F number MTF 20% 0.16 182 6.4
MTF 10% 0.25 223 7.8.

図5は、この実施例1におけるMTF特性を示した図であり、図5(a)は、軸上でのMTF特性を示したものである。また、図5(b)は、軸外でのMTF特性を示したものである。ここでは、0.25dと、0.35d(ただし、0.5d:撮像面最大高)、2つの軸外におけるMTF特性が示されている。なお、図5(a)、(b)ともに評価空間周波数は、84(lp/mm)としている。   FIG. 5 is a diagram showing the MTF characteristics in Example 1, and FIG. 5A shows the MTF characteristics on the axis. FIG. 5B shows the off-axis MTF characteristics. Here, MTF characteristics in two off-axis directions are shown, 0.25d and 0.35d (where 0.5d is the maximum imaging surface height). 5A and 5B, the evaluation spatial frequency is 84 (lp / mm).

図5(c)は、評価空間周波数が異なる場合のMTF特性を示したものである。ここでは、図5(a)と同じ84(lp/mm)のMTF特性と、50(lp/mm)、2つのMTF特性が示されている。   FIG. 5C shows MTF characteristics when the evaluation spatial frequencies are different. Here, the same 84 (lp / mm) MTF characteristics as in FIG. 5A and 50 (lp / mm) two MTF characteristics are shown.

このように図5(a)に示される軸上でのMTF特性は、図3の比較例1のMTF特性と比較してみると分かるように、デフォーカス量を0とする位置、すなわち、撮像素子が設置される位置、そしてその前後の所定距離範囲内において、低い値ではあるものの略一定なMTFを実現するものである。   As described above, the MTF characteristics on the axis shown in FIG. 5A are compared with the MTF characteristics of Comparative Example 1 in FIG. In the predetermined distance range before and after the position where the element is installed, a substantially constant MTF is realized although the value is low.

このような特性(曲線)を有するMTFでは、得られた画像に対し各種画像回復処理を施すことで、所定の範囲でデフォーカスした画像において、一様にMTFを上昇させることができる。これにより、十分な解像を持つ画像を復元することができる。また、焦点深度の深い画像を実現することが可能となる。なお、デフォーカス量を0とする位置、すなわち、撮像素子の設置位置は、各種MTF特性の形状を考慮して適宜な位置とすることが可能である。   In the MTF having such a characteristic (curve), it is possible to uniformly increase the MTF in an image defocused within a predetermined range by performing various image restoration processes on the obtained image. Thereby, an image having sufficient resolution can be restored. In addition, an image with a deep focal depth can be realized. Note that the position where the defocus amount is 0, that is, the installation position of the image sensor can be set to an appropriate position in consideration of the shape of various MTF characteristics.

図5(b)からは、軸上と同様、軸外においても略一定なMTF特性を有することがみてとれる。そして、図5(c)からは、84(lp/mm)のMTF特性においてコントラストが0とならない範囲で84(lp/mm)のMTF特性と50(lp/mm)のMTF特性が交差している。このような状態であれば、84(lp/mm)のMTF特性が略一定であることが保証されているといえる。なお、コントラストが0とは、着目する評価空間周波数のMTFにおいて、白黒が反転する位置であって、MTFが0になる位置に相当している。   From FIG. 5 (b), it can be seen that, as well as on the axis, the MTF characteristic is substantially constant even outside the axis. From FIG. 5C, the 84 (lp / mm) MTF characteristic intersects with the MTF characteristic of 84 (lp / mm) and the MTF characteristic of 50 (lp / mm) in a range where the contrast does not become zero in the MTF characteristic of 84 (lp / mm). Yes. In such a state, it can be said that the MTF characteristic of 84 (lp / mm) is guaranteed to be substantially constant. Note that the contrast of 0 corresponds to a position where black and white are reversed and the MTF becomes 0 in the MTF of the target evaluation spatial frequency.

図6は、この実施例1における球面収差特性を示した図であり、ここでは、波長546.07(nm)での球面収差特性が示されている。この球面収差特性は、図4の球面収差特性と比較して、収差を表す曲線がプラス側、マイナス側に変動している。図6では、収差曲線は、矢印で示すように、3つのピークを有する。このピークの前後では、収差の発生方向がプラス側からマイナス側、あるいはその逆になっている。。   FIG. 6 is a diagram showing the spherical aberration characteristics in Example 1. Here, the spherical aberration characteristics at a wavelength of 546.07 (nm) are shown. In this spherical aberration characteristic, the curve representing the aberration fluctuates on the plus side and the minus side as compared with the spherical aberration characteristic of FIG. In FIG. 6, the aberration curve has three peaks as indicated by arrows. Before and after this peak, the aberration occurs in the direction from the plus side to the minus side or vice versa. .

このように、球面収差特性をプラス側、マイナス側の両方向に変動させることで、デフォーカス量0の位置付近において、略一定なMTFを実現することが可能となる。この実施例1のように、球面収差特性において、プラス側、マイナス側の両方に複数のピークを形成することが好ましい。なお、球面収差特性において、2つ以上のピークを持たせることだけでもで、MTFを略一定とすることができる。   Thus, by changing the spherical aberration characteristics in both the positive and negative directions, a substantially constant MTF can be realized in the vicinity of the position where the defocus amount is zero. As in Example 1, it is preferable to form a plurality of peaks on both the positive side and the negative side in the spherical aberration characteristics. In the spherical aberration characteristic, the MTF can be made substantially constant simply by having two or more peaks.

次に、実施例2について数値実施例、並びに各種特性を説明する。この実施例2は、図2における第3レンズL3の5面を2焦点レンズとすることで、撮像素子の設置位置およびその前後の所定距離において略一定なMTFを実現している。各種数値の意味、各種設計条件は、比較例1、実施例1において説明したものと同様である。   Next, a numerical example and various characteristics will be described for the second embodiment. In the second embodiment, the fifth surface of the third lens L3 in FIG. 2 is a bifocal lens, thereby realizing a substantially constant MTF at the installation position of the image sensor and a predetermined distance before and after that. The meaning of various numerical values and various design conditions are the same as those described in Comparative Example 1 and Example 1.

図7は、第3レンズL3の5面に採用される2焦点レンズの正面図、並びに、光軸に沿ってとった断面図である。この図は複数焦点レンズを分かり易く説明するため模式的に示した図であって、その形状は実際の数値による形状とは異なっている。   FIG. 7 is a front view of a bifocal lens employed on the fifth surface of the third lens L3 and a cross-sectional view taken along the optical axis. This figure is a diagram schematically illustrating the multifocal lens for easy understanding, and its shape is different from the actual numerical value.

図7に示されるように、この2焦点レンズは、その中央に領域Aが設けられ、領域Aを取り巻くように領域Bが設けられている。本実施例では領域A、領域Bは、共に球面形状を有するとともに、領域Aと領域B間は段差を有すること無く連続的に変化する形状となっている。下記数値実施例に、領域毎の半径、曲率、各レンズ面(光学面)間の間隔d4
、d5を示しておく。ここで、領域Bの面間隔d4、d5は、図7に示すように、領域Bのレンズ面が形成する仮想面が光軸と交差する位置での面間隔(図中d4'、d5')をいうものである。
As shown in FIG. 7, the bifocal lens has a region A at the center thereof and a region B so as to surround the region A. In this embodiment, both the region A and the region B have a spherical shape, and the region A and the region B have a shape that changes continuously without a step. In the following numerical examples, the radius for each region, the curvature, and the distance d4 between the lens surfaces (optical surfaces).
, D5 is shown. Here, as shown in FIG. 7, the surface intervals d4 and d5 of the region B are the surface intervals (d4 ′ and d5 ′ in the drawing) at the position where the virtual surface formed by the lens surface of the region B intersects the optical axis. It means something.

数値実施例2
単位 mm
面データ
面番号 r d nd Vd F
1 3.0139 1.2800 1.72341 50.20 6.1743
2 7.6146 0.1923
3 -10.5848 0.2367 1.70448 30.10 -3.5085
4 3.2544 0.3997
5(2焦点) 10.7443 0.4438 1.81067 41.00 8.1189
6 -6.5817 0.2367
7(絞り) ∞ 7.7389
8(撮像面) ∞

2焦点レンズデータ(面番号5)
半径 曲率 d4 d5
領域A 0.715 10.7443 0.3997 0.4438
領域B 1.2 11.0443 0.4003 0.4432

各種データ
焦点距離 9.9902
Fナンバー 3.5

深度特性(評価空間周波数:84[lp/mm])
深度 対比較例[%] 換算Fナンバー
MTF20% 0.16 177 6.2
MTF10% 0.19 175 6.1 。
Numerical example 2
Unit mm
Surface data surface number r d nd Vd F
1 3.0139 1.2800 1.72341 50.20 6.1743
2 7.6146 0.1923
3 -10.5848 0.2367 1.70448 30.10 -3.5085
4 3.2544 0.3997
5 (2 focal points) 10.7443 0.4438 1.81067 41.00 8.1189
6 -6.5817 0.2367
7 (Aperture) ∞ 7.7389
8 (imaging surface) ∞

Bifocal lens data (surface number 5)
Radius curvature d4 d5
Area A 0.715 10.7443 0.3997 0.4438
Region B 1.2 11.0443 0.4003 0.4432

Various data focal length 9.9902
F number 3.5

Depth characteristics (Evaluation spatial frequency: 84 [lp / mm])
Depth vs. comparative example [%] Converted F number MTF 20% 0.16 177 6.2
MTF 10% 0.19 175 6.1.

図8は、この実施例2における軸上でのMTF特性を示した図である。評価空間周波数は、比較例1と同様、84(lp/mm)としている。このように図8に示される軸上でのMTF特性においても、デフォーカス量を0とする位置、すなわち、撮像素子が設置される位置、そしてその前後の所定距離範囲内において略一定なMTFを実現することがみてとれる。   FIG. 8 is a graph showing the MTF characteristics on the axis in the second embodiment. The evaluation spatial frequency is 84 (lp / mm) as in Comparative Example 1. As described above, in the MTF characteristics on the axis shown in FIG. 8 as well, a substantially constant MTF is obtained in a position where the defocus amount is 0, that is, a position where the image sensor is installed and a predetermined distance range before and after the position. You can see it happen.

図9は、この実施例2における球面収差特性を示した図であって、比較例1と同様、波長546.07(nm)での球面収差特性が示されている。この球面収差特性は、プラス側、マイナス側にいくつかのピーク値を有するものとなっている。よって、実施例2においても、デフォーカス量0となる前後の位置においてMTFが略一定となっている。   FIG. 9 is a diagram showing the spherical aberration characteristic in Example 2, and shows the spherical aberration characteristic at a wavelength of 546.07 (nm) as in Comparative Example 1. This spherical aberration characteristic has several peak values on the plus side and the minus side. Therefore, also in the second embodiment, the MTF is substantially constant at positions before and after the defocus amount is zero.

次に、実施例3について数値実施例、並びに各種特性を説明する。この実施例3は、実施例2と同様、図2における第3レンズL3の5面を2焦点レンズとすることで、撮像素子の設置位置およびその前後の所定距離において略一定なMTFを実現している。ただし、実施例2とは2焦点レンズの詳細において異なったものとなっている。各種数値の意味、各種設計条件は、比較例1、実施例1、2において説明したものと同様である。   Next, a numerical example and various characteristics of the third embodiment will be described. In the third embodiment, as in the second embodiment, the fifth surface of the third lens L3 in FIG. ing. However, the second embodiment differs from the second embodiment in the details of the bifocal lens. The meaning of various numerical values and various design conditions are the same as those described in Comparative Example 1 and Examples 1 and 2.

図10は、第3レンズL3の5面に採用される2焦点レンズの正面図、並びに、光軸に沿ってとった断面図である。この図は複数焦点レンズを分かり易く説明するため模式的に
示した図であって、その形状は実際の数値による形状とは異なっている。
FIG. 10 is a front view of a bifocal lens employed on the fifth surface of the third lens L3 and a cross-sectional view taken along the optical axis. This figure is a diagram schematically illustrating the multifocal lens for easy understanding, and its shape is different from the actual numerical value.

図10に示されるように、この2焦点レンズは、その中央に領域Aが設けられ、領域Aを取り巻くように領域Bが設けられている。本実施例3は、実施例2と比較して領域Aの半径が大きい点において異なっている。下記数値実施例には、領域毎の半径、曲率、各レンズ面(光学面)間の間隔d4、d5を示しておく。   As shown in FIG. 10, this bifocal lens is provided with a region A at the center and a region B so as to surround the region A. The third embodiment is different from the second embodiment in that the radius of the region A is large. In the following numerical examples, the radius, curvature, and distances d4 and d5 between lens surfaces (optical surfaces) for each region are shown.

数値実施例3
単位 mm
面データ
面番号 r d nd Vd F
1 3.0139 1.2800 1.72341 50.20 6.1743
2 7.6146 0.1923
3 -10.5848 0.2367 1.70448 30.10 -3.5085
4 3.2544 0.3997
5(2焦点) 10.7443 0.4438 1.81067 41.00 8.1189
6 -6.5817 0.2367
7(絞り) ∞ 7.7389
8(撮像面) ∞

2焦点レンズデータ(面番号5)
半径 曲率 d4 d5
領域A 0.78 10.7443 0.3997 0.4438
領域B 1.2 11.0443 0.4005 0.4430

各種データ
焦点距離 9.9902
Fナンバー 3.5

深度特性(評価空間周波数:84[lp/mm])
深度 対比較例[%] 換算Fナンバー
MTF20% 0.14 157 5.5
MTF10% 0.20 176 6.2 。
Numerical Example 3
Unit mm
Surface data surface number r d nd Vd F
1 3.0139 1.2800 1.72341 50.20 6.1743
2 7.6146 0.1923
3 -10.5848 0.2367 1.70448 30.10 -3.5085
4 3.2544 0.3997
5 (2 focal points) 10.7443 0.4438 1.81067 41.00 8.1189
6 -6.5817 0.2367
7 (Aperture) ∞ 7.7389
8 (imaging surface) ∞

Bifocal lens data (surface number 5)
Radius curvature d4 d5
Area A 0.78 10.7443 0.3997 0.4438
Region B 1.2 11.0443 0.4005 0.4430

Various data focal length 9.9902
F number 3.5

Depth characteristics (Evaluation spatial frequency: 84 [lp / mm])
Depth vs. comparative example [%] Converted F number MTF 20% 0.14 157 5.5
MTF 10% 0.20 176 6.2.

図11(a)は、比較例1と同様、評価空間周波数が84(lp/mm)における軸上でのMTF特性を示したものである。   FIG. 11A shows the MTF characteristics on the axis when the evaluation spatial frequency is 84 (lp / mm), as in the first comparative example.

このように図11(a)に示される軸上でのMTF特性においても、デフォーカス量を0とする位置、すなわち、撮像素子が設置される位置、そしてその前後の所定距離範囲内において、略一定なMTFを実現することがみてとれる。   As described above, in the MTF characteristics on the axis shown in FIG. 11A as well, the position where the defocus amount is 0, that is, the position where the image sensor is installed and within a predetermined distance range before and after the position, It can be seen that a constant MTF is achieved.

図12は、この実施例3における球面収差特性を示した図であって、比較例1と同様、波長546.07(nm)での球面収差特性が示されている。この球面収差特性は、プラス側、マイナス側にいくつかのピークを有するものとなっている。よって、実施例3においても、デフォーカス量0となる前後の位置においてMTFは略一定となっている。   FIG. 12 is a diagram showing the spherical aberration characteristic in Example 3, and shows the spherical aberration characteristic at a wavelength of 546.07 (nm), as in Comparative Example 1. This spherical aberration characteristic has several peaks on the plus side and the minus side. Therefore, also in the third embodiment, the MTF is substantially constant at positions before and after the defocus amount becomes zero.

では、次に実施例4についての数値実施例、並びに各種特性を説明する。この実施例4は、図2における第3レンズL3の5面を3焦点レンズとすることで、撮像素子の設置位置およびその前後の所定距離において略一定なMTFを実現している。各種数値の意味、各種設計条件は、比較例1、実施例1〜実施例3において説明したものと同様である。   Next, numerical examples and various characteristics of the fourth embodiment will be described. In Example 4, the five surfaces of the third lens L3 in FIG. 2 are trifocal lenses, thereby realizing a substantially constant MTF at the installation position of the image sensor and a predetermined distance before and after the installation position. The meanings of various numerical values and various design conditions are the same as those described in Comparative Example 1 and Examples 1 to 3.

図13は、第3レンズL3の5面に採用される3焦点レンズの正面図、並びに、光軸に沿ってとった断面図を示す。この図は複数焦点レンズを分かり易く説明するため、模式的に示した図であって、その形状は実際の数値による形状とは異なったものとなっている。   FIG. 13 shows a front view of a trifocal lens employed on the fifth surface of the third lens L3 and a cross-sectional view taken along the optical axis. This figure is a diagram schematically showing the multifocal lens for easy understanding, and the shape thereof is different from the actual numerical value.

図13に示されるように、この3焦点レンズは、その中央に領域Aが設けられ、領域Aを取り巻くように領域B、さらに領域Bを取り巻くように領域Cが設けられている。本実施例4では領域A、領域B、領域Cは、それぞれが球面形状を有するとともに、各領域間は段差を有すること無く連続的に変化する形状となっている。下記数値実施例に、各領域毎の半径、曲率、各レンズ面(光学面)間の間隔d4、d5を示しておく。ここで、領域Bの面間隔d4、d5は、図13に示すように、領域Bのレンズ面が形成する仮想面が光軸と交差する位置での面間隔(図中d4'、d5')であり、また、領域Cの面間隔d4、d5は、領域Cのレンズ面が形成する仮想面が光軸と交差する位置での面間隔(図中d4''、d5'')である。   As shown in FIG. 13, the trifocal lens has a region A at the center thereof, a region B surrounding the region A, and a region C surrounding the region B. In Example 4, each of the regions A, B, and C has a spherical shape, and has a shape that continuously changes without a step between the regions. In the following numerical examples, the radius, curvature, and distance d4, d5 between lens surfaces (optical surfaces) for each region are shown. Here, the surface intervals d4 and d5 of the region B are as shown in FIG. 13 in the positions where the virtual plane formed by the lens surface of the region B intersects the optical axis (d4 ′ and d5 ′ in the figure). Further, the surface intervals d4 and d5 of the region C are the surface intervals (d4 ″ and d5 ″ in the drawing) at the position where the virtual surface formed by the lens surface of the region C intersects the optical axis.

数値実施例4
単位 mm
面データ
面番号 r d nd Vd F
1 3.0139 1.2800 1.72341 50.20 6.1743
2 7.6146 0.1923
3 -10.5848 0.2367 1.70448 30.10 -3.5085
4 3.2544 0.3997
5(3焦点) 10.7443 0.4438 1.81067 41.00 8.1189
6 -6.5817 0.2367
7(絞り) ∞ 7.7389
8(撮像面) ∞

3焦点レンズデータ(面番号5)
半径 曲率 d4 d5
領域A 0.715 10.7443 0.3997 0.4438
領域B 1.105 11.0443 0.4003 0.4432
領域C 1.2 11.2943 0.4025 0.4410

各種データ
焦点距離 9.9902
Fナンバー 3.5

深度特性(評価空間周波数:84[lp/mm])
深度 対比較例[%] 換算Fナンバー
MTF20% 0.17 184 6.5
MTF10% 0.22 195 6.8 。
Numerical Example 4
Unit mm
Surface data surface number r d nd Vd F
1 3.0139 1.2800 1.72341 50.20 6.1743
2 7.6146 0.1923
3 -10.5848 0.2367 1.70448 30.10 -3.5085
4 3.2544 0.3997
5 (3 focal points) 10.7443 0.4438 1.81067 41.00 8.1189
6 -6.5817 0.2367
7 (Aperture) ∞ 7.7389
8 (imaging surface) ∞

Trifocal lens data (surface number 5)
Radius curvature d4 d5
Area A 0.715 10.7443 0.3997 0.4438
Region B 1.105 11.0443 0.4003 0.4432
Region C 1.2 11.2943 0.4025 0.4410

Various data focal length 9.9902
F number 3.5

Depth characteristics (Evaluation spatial frequency: 84 [lp / mm])
Depth vs. Comparative Example [%] Converted F number MTF 20% 0.17 184 6.5
MTF 10% 0.22 195 6.8.

この3焦点レンズを用いた実施例4についてもそのMTF特性、並びに球面収差特性を示しておく。   Example 4 using this trifocal lens also shows its MTF characteristics and spherical aberration characteristics.

図14は、この実施例4における軸上でのMTF特性を示した図であり、図14(a)は、比較例1と同様、評価空間周波数が84(lp/mm)における軸上でのMTF特性を示したものである。また、図14(c)は、評価空間周波数が異なる場合のMTF特性を示したものである。ここでは、図14(a)と同じ84(lp/mm)と、100(l
p/mm)、2つのMTF特性を併せて示している。
FIG. 14 is a diagram showing the MTF characteristics on the axis in Example 4, and FIG. 14A shows the axis on the axis when the evaluation spatial frequency is 84 (lp / mm), as in Comparative Example 1. This shows the MTF characteristics. FIG. 14C shows MTF characteristics when the evaluation spatial frequencies are different. Here, the same 84 (lp / mm) and 100 (l as in FIG.
p / mm) and shows two MTF characteristics together.

このように図14(a)に示される軸上でのMTF特性においても、デフォーカス量を0とする位置、すなわち、撮像素子が設置される位置、そしてその前後の所定距離範囲内において、略一定なMTFが実現されている。また、図14(c)では、84(lp/mm)のMTF特性においてコントラストが0とならない範囲で84(lp/mm)のMTF特性と、評価空間周波数100(lp/mm)のMTF特性が交差している。このような状態であれば、84(lp/mm)のMTF特性が略一定であることが保証されているといえる。また、この実施例4では、10%以下の位置で交差したものとなっており、84(lp/mm)のMTF特性が略一定であることを更に裏付けている。   As described above, in the MTF characteristics on the axis shown in FIG. 14A as well, the position where the defocus amount is 0, that is, the position where the image sensor is installed, and the predetermined distance range before and after the position are substantially A constant MTF is realized. In FIG. 14C, the MTF characteristic of 84 (lp / mm) and the MTF characteristic of the evaluation spatial frequency 100 (lp / mm) are within the range where the contrast does not become zero in the MTF characteristic of 84 (lp / mm). Crossed. In such a state, it can be said that the MTF characteristic of 84 (lp / mm) is guaranteed to be substantially constant. Further, in Example 4, the crossing is performed at a position of 10% or less, further confirming that the MTF characteristic of 84 (lp / mm) is substantially constant.

図15は、この実施例4における球面収差特性を示した図であって、比較例1と同様、波長546.07(nm)での球面収差特性が示されている。この球面収差特性は、プラス側、マイナス側にいくつかのピークを有するものとなっている。よって、実施例4においても、デフォーカス量0となる前後の位置においてMTFは略一定となっている。   FIG. 15 is a diagram showing the spherical aberration characteristics in Example 4. As in Comparative Example 1, the spherical aberration characteristics at a wavelength of 546.07 (nm) are shown. This spherical aberration characteristic has several peaks on the plus side and the minus side. Therefore, also in Example 4, the MTF is substantially constant at the positions before and after the defocus amount is zero.

次に、別の光学系を用いた実施例5について、その比較例2とともに説明を行う。図16は、この比較例2で使用する光学系を展開して光軸に沿ってとった断面図である。   Next, Example 5 using another optical system will be described together with Comparative Example 2. FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the optical axis of the optical system used in Comparative Example 2. FIG.

この比較例2の光学系Oは、物体側から射出側に向かって配列された第1レンズL1、明るさ絞りS、第2レンズL2、第3レンズL3にて構成されている。図中、r9で示される撮像面には、CCDなどの撮像素子が設置される。   The optical system O of Comparative Example 2 includes a first lens L1, an aperture stop S, a second lens L2, and a third lens L3 arranged from the object side to the emission side. In the drawing, an imaging element such as a CCD is installed on the imaging surface indicated by r9.

第1レンズL1は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の単レンズであり、第2レンズL2は、物体側に凹面を向けた正メニスカス形状の単レンズであり、第3レンズL3は、正屈折力を有する両凸形状の単レンズである。また、実施例5との比較のため、明るさ絞りSの前段に仮想面r3を設けて設計を行うこととしている。   The first lens L1 is a positive meniscus single lens having a convex surface facing the object side, the second lens L2 is a positive meniscus single lens having a concave surface facing the object side, and the third lens L3 is It is a biconvex single lens having positive refractive power. Further, for comparison with the fifth embodiment, the design is performed by providing the virtual surface r3 in front of the aperture stop S.

また、本実施例では、撮像面に設置される撮像素子には、縦または横方向の最大画素数を353、画素ピッチを3.0(μm)のものを想定して設計を行っている。   Further, in this embodiment, the imaging device installed on the imaging surface is designed assuming that the maximum number of pixels in the vertical or horizontal direction is 353 and the pixel pitch is 3.0 (μm).

以下に上記比較例2の数値実施例を示す。各種数値の意味は、比較例1、実施例1〜4において説明したものと同様である。また、深度特性における評価空間周波数は111(lp/mm)としている。   The numerical example of the comparative example 2 is shown below. The meanings of various numerical values are the same as those described in Comparative Example 1 and Examples 1 to 4. The evaluation spatial frequency in the depth characteristic is 111 (lp / mm).

数値比較例2
単位 mm
面データ
面番号 r d nd Vd F
1* 1.0577 0.4200 1.59008 29.90 3.5608
2 1.8160 0.3820
3 ∞ 0.0500
4(絞り) ∞ 0.2020
5 -0.3626 0.4200 1.49380 57.40 4.1989
6* -0.4268 0.0380
7 1.1353 0.3530 1.69979 55.50 1.2981
8 -3.9640 0.6686
9(撮像面) ∞

非球面データ
第1面
K=0
A2=0.00E+00
A4=1.58E-01
A6=0.00E+00
A8=0.00E+00
A10=0.00E+00
第6面
K=0
A2=0.00E+00
A4=1.08E+00
A6=-5.63E+00
A8=7.40E+01
A10=0.00E+00

各種データ
焦点距離 0.9971
Fナンバー 2.8

深度特性(評価空間周波数:111[lp/mm])
深度
MTF20% 0.06
MTF10% 0.07 。
Numerical comparison example 2
Unit mm
Surface data surface number r d nd Vd F
1 * 1.0577 0.4200 1.59008 29.90 3.5608
2 1.8160 0.3820
3 ∞ 0.0500
4 (Aperture) ∞ 0.2020
5 -0.3626 0.4200 1.49380 57.40 4.1989
6 * -0.4268 0.0380
7 1.1353 0.3530 1.69979 55.50 1.2981
8 -3.9640 0.6686
9 (imaging surface) ∞

Aspheric data first surface
K = 0
A2 = 0.00E + 00
A4 = 1.58E-01
A6 = 0.00E + 00
A8 = 0.00E + 00
A10 = 0.00E + 00
6th page
K = 0
A2 = 0.00E + 00
A4 = 1.08E + 00
A6 = -5.63E + 00
A8 = 7.40E + 01
A10 = 0.00E + 00

Various data focal length 0.9971
F number 2.8

Depth characteristics (Evaluation spatial frequency: 111 [lp / mm])
Depth MTF 20% 0.06
MTF 10% 0.07.

図17は、この比較例2における評価空間周波数111(lp/mm)でのMTF特性を示した図であり、軸上でのデフォーカス量(単位:ミリメートル(mm))に対するMTF(単位:%)が示されている。この比較例1のMTF特性は、0(mm)付近に約65%の尖鋭なピーク値を持つ形状となっている。   FIG. 17 is a diagram showing the MTF characteristic at the evaluation spatial frequency 111 (lp / mm) in Comparative Example 2, and the MTF (unit:%) with respect to the defocus amount (unit: millimeter (mm)) on the axis. )It is shown. The MTF characteristic of Comparative Example 1 has a shape having a sharp peak value of about 65% in the vicinity of 0 (mm).

図18は、この比較例2における球面収差特性を示した図であり、ここでは、波長546.07(nm)での球面収差特性が示されている。この図からは変動の少ない球面収差特性がみてとれる。   FIG. 18 is a diagram showing the spherical aberration characteristics in Comparative Example 2. Here, the spherical aberration characteristics at a wavelength of 546.07 (nm) are shown. From this figure, spherical aberration characteristics with little fluctuation can be seen.

次に、実施例5について数値実施例、並びに各種特性を以下に説明する。図19に実施例5の光学系を展開して光軸に沿ってとった断面図を示す。この実施例5は、図16における仮想面r3と明るさ絞りS間に非球面板Cを挿入することで、撮像素子の設置位置およびその前後の所定距離において略一定なMTFを実現するものである。各数値の意味、各種設定条件は、比較例2のものと同様である。   Next, a numerical example and various characteristics of Example 5 will be described below. FIG. 19 shows a cross-sectional view taken along the optical axis by developing the optical system of the fifth embodiment. In the fifth embodiment, an aspheric plate C is inserted between the virtual surface r3 and the aperture stop S in FIG. 16, thereby realizing a substantially constant MTF at the installation position of the image sensor and a predetermined distance before and after the installation position. is there. The meaning of each numerical value and various setting conditions are the same as those in Comparative Example 2.

数値実施例5
単位 mm
面データ
面番号 r d nd Vd F
1* 1.0577 0.4200 1.59008 29.90 3.5608
2 1.8160 0.3820
3* ∞ 0.0500 2.11986 36.80 11.0766
4(絞り) ∞ 0.2020
5 -0.3626 0.4200 1.49380 57.40 4.1989
6* -0.4268 0.0380
7 1.1353 0.3530 1.69979 55.50 1.2981
8 -3.9640 0.6222
9(撮像面) ∞

非球面データ
第1面
K=0
A2=0.00E+00
A4=1.58E-01
A6=0.00E+00
A8=0.00E+00
A10=0.00E+00
第3面
K=0
A2=4.01E-02
A4=-3.95E+00
A6=6.19E+02
A8=-7.92E-01
A10=-1.04E+06
第6面
K=0
A2=0.00E+00
A4=1.08E+00
A6=-5.63E+00
A8=7.40E+01
A10=0.00E+00

各種データ
焦点距離 0.9973
Fナンバー 2.8

深度特性(評価空間周波数:111[lp/mm])
深度 対比較例[%] 換算Fナンバー
MTF20% 0.09 159 4.4
MTF10% 0.11 158 4.4 。
Numerical Example 5
Unit mm
Surface data surface number r d nd Vd F
1 * 1.0577 0.4200 1.59008 29.90 3.5608
2 1.8160 0.3820
3 * ∞ 0.0500 2.11986 36.80 11.0766
4 (Aperture) ∞ 0.2020
5 -0.3626 0.4200 1.49380 57.40 4.1989
6 * -0.4268 0.0380
7 1.1353 0.3530 1.69979 55.50 1.2981
8 -3.9640 0.6222
9 (imaging surface) ∞

Aspheric data first surface
K = 0
A2 = 0.00E + 00
A4 = 1.58E-01
A6 = 0.00E + 00
A8 = 0.00E + 00
A10 = 0.00E + 00
Third side
K = 0
A2 = 4.01E-02
A4 = -3.95E + 00
A6 = 6.19E + 02
A8 = -7.92E-01
A10 = -1.04E + 06
6th page
K = 0
A2 = 0.00E + 00
A4 = 1.08E + 00
A6 = -5.63E + 00
A8 = 7.40E + 01
A10 = 0.00E + 00

Various data focal length 0.9973
F number 2.8

Depth characteristics (Evaluation spatial frequency: 111 [lp / mm])
Depth vs. comparative example [%] Converted F number MTF 20% 0.09 159 4.4
MTF 10% 0.11 158 4.4.

図20は、この実施例5におけるMTF特性を示した図であり、図20(a)は、軸上でのMTF特性を示したものである。また、図20(b)は、軸外でのMTF特性を示したものである。ここでは、0.25dと、0.35d(ただし、0.5d:撮像面最大高)、2つの軸外におけるMTF特性が示されている。なお、図20(a)、(b)ともに評価空間周波数は、111(lp/mm)としている。   FIG. 20 is a diagram showing the MTF characteristics in Example 5, and FIG. 20A shows the MTF characteristics on the axis. FIG. 20B shows off-axis MTF characteristics. Here, MTF characteristics in two off-axis directions are shown, 0.25d and 0.35d (where 0.5d is the maximum imaging surface height). In FIGS. 20A and 20B, the evaluation spatial frequency is 111 (lp / mm).

このように図20(a)に示される軸上でのMTF特性は、図17の比較例2のMTF特性と比較してみると分かるように、デフォーカス量を0とする位置、すなわち、撮像素子が設置される位置、そしてその前後の所定距離範囲内において、低い値ではあるものの略一定なMTFを実現するものである。   As can be seen from the comparison of the MTF characteristics on the axis shown in FIG. 20A with the MTF characteristics of Comparative Example 2 in FIG. 17, the position where the defocus amount is 0, that is, the imaging In the predetermined distance range before and after the position where the element is installed, a substantially constant MTF is realized although the value is low.

また、図20(b)からは、軸上と同様、軸外においても略一定なMTF特性を有することがみてとれる。   Further, from FIG. 20B, it can be seen that, as with the on-axis, it has a substantially constant MTF characteristic even on the off-axis.

図21は、この実施例5における球面収差特性を示した図であり、ここでは、波長54
6.07(nm)での球面収差特性が示されている。この球面収差特性は、図18の球面収差特性と比較して、大幅に変動する特性となっており、マイナス側に2つのピーク値をとって変動することがみてとれる。
FIG. 21 is a diagram showing the spherical aberration characteristics in Example 5, and here, the wavelength 54
The spherical aberration characteristic at 6.07 (nm) is shown. This spherical aberration characteristic is a characteristic that varies greatly compared to the spherical aberration characteristic of FIG. 18, and it can be seen that the spherical aberration characteristic varies with two peak values on the minus side.

このように、球面収差特性を変動させることで、デフォーカス量0の位置付近において、略一定なMTFを実現することが可能となる。   As described above, by changing the spherical aberration characteristics, it is possible to realize a substantially constant MTF in the vicinity of the position where the defocus amount is zero.

以上、図2〜図15を用いて実施例1〜実施例4、並びにその比較例1を、図16〜図21を用いて実施例5、並びにその比較例2について説明を行ったが、このような実施例1から実施例5の光学系によれば、デフォーカス量が0となる位置、すなわち、撮像素子の設置位置およびその前後の所定距離において略一定なMTFを実現している。このような光学系を介して画像を得た場合、得られた画像に対して画像回復処理を施すことで、十分な解像を持った画像を得る事ができる。また、焦点深度の広い画像を得ることが可能となる。   As mentioned above, although Example 1-Example 4 and its comparative example 1 were demonstrated using FIGS. 2-15, Example 5 and its comparative example 2 were demonstrated using FIGS. 16-21, According to the optical systems of Examples 1 to 5 as described above, a substantially constant MTF is realized at a position where the defocus amount is 0, that is, at an installation position of the image sensor and a predetermined distance before and after the installation position. When an image is obtained via such an optical system, an image having sufficient resolution can be obtained by performing image restoration processing on the obtained image. It is also possible to obtain an image with a wide depth of focus.

なお、略一定なMTFを実現するため、比較例1に対し、実施例1では非球面形状を、実施例2、実施例3では2焦点レンズを、実施例4では3焦点レンズを設けた点が、また、比較例2に対し実施例5では非球面板を設けた点が異なっている。なお、略一定なMTFを実現するための波面制御素子としては、このようなレンズの非球面形状、複数焦点レンズ、非球面板だけでなく、位相板を用いても良い。更に、複数の波面制御素子にて略一定なMTFを実現することとしても構わない。実施例2〜実施例4では複数焦点レンズの各々の領域を球面形状としたが、何れかの領域を非球面形状としてもよい。また、波面制御素子の材質に複屈折結晶を採用することで略一定なMTFを実現してもよい。   In order to achieve a substantially constant MTF, the first embodiment is provided with an aspherical shape in the first embodiment, a bifocal lens in the second and third embodiments, and a trifocal lens in the fourth embodiment. However, Example 5 is different from Comparative Example 2 in that an aspheric plate is provided. As a wavefront control element for realizing a substantially constant MTF, not only the aspherical shape of the lens, the multifocal lens and the aspherical plate, but also a phase plate may be used. Furthermore, a substantially constant MTF may be realized by a plurality of wavefront control elements. In Examples 2 to 4, each region of the multifocal lens has a spherical shape, but any region may have an aspherical shape. Further, a substantially constant MTF may be realized by using a birefringent crystal as the material of the wavefront control element.

また、これら略一定なMTFを実現するための波面制御素子を着脱可能としても良い。このようにすることで、尖鋭なMTF特性を有する通常の光学系(比較例1、比較例2)として用いることができるようにしてもよい。例えば、実施例1〜実施例4では、第3レンズL3を交換することで比較例1の光学系に変更することができ、実施例5では、非球面板Cを取り除くことで比較例2の光学系に変更することが可能となる。   Further, the wavefront control element for realizing these substantially constant MTFs may be detachable. By doing in this way, you may enable it to use as a normal optical system (Comparative Example 1 and Comparative Example 2) which has a sharp MTF characteristic. For example, in Examples 1 to 4, the optical system of Comparative Example 1 can be changed by exchanging the third lens L3. In Example 5, the aspherical plate C is removed, and the optical system of Comparative Example 2 is removed. It becomes possible to change to an optical system.

上記実施例1〜実施例5について、各条件式(1)〜条件式(7)の値を下記に示しておく。なお、これらは、a=20、b=10における値である。また、実施例1、実施例5については0.25dと、0.35d(ただし、0.5d:撮像面最大高)、2つの軸外における軸外データを示しておく。   About the said Example 1- Example 5, the value of each conditional expression (1)-conditional expression (7) is shown below. Note that these are values at a = 20 and b = 10. In addition, with respect to Example 1 and Example 5, 0.25d and 0.35d (however, 0.5d: imaging surface maximum height), off-axis data in two off-axis directions are shown.

実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5
条件式(1) 0.66 0.82 0.72 0.77 0.77
条件式(2) 1.34 1.25 - 1.08 1.10
条件式(3) 1.01 1.16 1.23 1.08 1.08
条件式(4) 0.73 0.89 0.90 0.91 0.93
条件式(5) 84 84 84 84 111
条件式(6) 84 84 84 84 111
条件式(7) 0.021 0.021 0.021 0.021 0.314

軸外データ
-------- 実施例1 -------- -------- 実施例5 --------
(0.25d) (0.35d) (0.25d) (0.35d)
条件式(1) 0.25 0.25 0.72 0.715
条件式(2) 1.20 1.16 1.16 1.10
条件式(3) 1.10 1.17 1.12 1.10
条件式(4) 0.21 0.22 0.82 0.80
条件式(5) 84 84 111 111
条件式(6) 84 84 111 111
条件式(7) 0.021 0.021 0.314 0.314
Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5
Conditional expression (1) 0.66 0.82 0.72 0.77 0.77
Conditional expression (2) 1.34 1.25-1.08 1.10
Conditional expression (3) 1.01 1.16 1.23 1.08 1.08
Conditional expression (4) 0.73 0.89 0.90 0.91 0.93
Conditional expression (5) 84 84 84 84 111
Conditional expression (6) 84 84 84 84 111
Conditional expression (7) 0.021 0.021 0.021 0.021 0.314
.
Off-axis data
-------- Example 1 -------- -------- Example 5 --------
(0.25d) (0.35d) (0.25d) (0.35d)
Conditional expression (1) 0.25 0.25 0.72 0.715
Conditional expression (2) 1.20 1.16 1.16 1.10
Conditional expression (3) 1.10 1.17 1.12 1.10
Conditional expression (4) 0.21 0.22 0.82 0.80
Conditional expression (5) 84 84 111 111
Conditional expression (6) 84 84 111 111
Conditional expression (7) 0.021 0.021 0.314 0.314
.

では、次に図22〜図24を用い、本実施形態で用いる撮像装置および撮像システムについて説明を行う。図22は、本実施形態の撮像装置の構成を示した概略図である。この撮像装置10は、光学系11と、撮像素子12と、画像処理手段14と、制御手段13により構成されている。なお、本実施形態では、画像処理手段14により画像回復処理30を実行することとしているが、この画像回復処理30は撮像装置10の外部で行うこととしてもよい。   Next, the imaging apparatus and imaging system used in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 22 is a schematic diagram illustrating a configuration of the imaging apparatus according to the present embodiment. The image pickup apparatus 10 includes an optical system 11, an image pickup element 12, an image processing unit 14, and a control unit 13. In the present embodiment, the image restoration processing 30 is executed by the image processing unit 14, but the image restoration processing 30 may be performed outside the imaging apparatus 10.

この撮像装置10において、光学系11は、これまで説明してきた撮像素子12の設置位置およびその前後の所定距離において略一定なMTFを有するものである。被写体からの光は、この光学系11により集光され、この集光位置に被写体の像が結像される。そして、この集光位置には、CCD等の撮像素子12が配置されている。撮像素子12は、規則正しく配列された光電変換素子(画素)の集まりにて形成されている。   In this imaging apparatus 10, the optical system 11 has a substantially constant MTF at the installation position of the imaging element 12 described so far and at a predetermined distance before and after that. The light from the subject is collected by the optical system 11, and an image of the subject is formed at the light collection position. An imaging element 12 such as a CCD is disposed at this condensing position. The image sensor 12 is formed by a group of photoelectric conversion elements (pixels) regularly arranged.

撮像素子12に入射した光束は、この撮像素子12の光電変換素子により電気信号(画像信号)に変換される。この電気信号は画像処理手段14に入力され、画像処理手段14にて現像処理、ガンマー補正、画像圧縮処理、画像回復処理30等、各種信号処理が施される。信号処理が施された電気信号は、図示しない撮像装置10内の内蔵メモリーや各種インターフェイスを介し、外部メモリーあるいは外部装置に出力される。   The light beam incident on the image sensor 12 is converted into an electric signal (image signal) by the photoelectric conversion element of the image sensor 12. This electrical signal is input to the image processing means 14 and subjected to various signal processing such as development processing, gamma correction, image compression processing, and image restoration processing 30 in the image processing means 14. The electric signal subjected to the signal processing is output to an external memory or an external device via a built-in memory or various interfaces in the imaging device 10 (not shown).

制御手段13は、光学系11、撮像素子12、画像処理手段14を統括して制御する手段である。この制御手段13は、CPU、ROMやRAMなどの記憶手段、記憶手段に記憶された各種プログラムによって構成されている。この制御手段13は、画像処理手段14と兼用することとしてもよい。   The control unit 13 is a unit that controls the optical system 11, the image sensor 12, and the image processing unit 14 in an integrated manner. The control means 13 includes a CPU, storage means such as ROM and RAM, and various programs stored in the storage means. The control means 13 may also be used as the image processing means 14.

画像回復処理30では、光学系11の結像特性に基づいた処理を行う。この場合、制御手段13は、光学系11の結像特性に関する情報を取得して画像回復処理30に引き渡す。このような構成に拠れば、交換可能な光学系11を有する撮像装置10においても光学系11に応じた画像回復処理30を実行することができる。光学系11の結像特性としては、絞り値、焦点距離など結像特性を実際に示す情報に限らず、製品番号など光学系11の識別情報を用い、制御手段13にて識別情報に対応する実際の結像特性に変換することとしてもよい。   In the image restoration process 30, a process based on the imaging characteristics of the optical system 11 is performed. In this case, the control means 13 acquires information relating to the imaging characteristics of the optical system 11 and passes it to the image restoration processing 30. According to such a configuration, the image restoration processing 30 corresponding to the optical system 11 can be executed even in the imaging apparatus 10 having the replaceable optical system 11. The imaging characteristics of the optical system 11 are not limited to the information that actually shows the imaging characteristics such as the aperture value and the focal length, but the identification information of the optical system 11 such as the product number is used, and the control means 13 corresponds to the identification information. It may be converted into actual imaging characteristics.

では、次に本実施形態の撮像装置における画像回復処理について説明する。なお、以下の説明では、画像回復処理の対象となる画像(撮像素子で得た画像)を、観測画像と称する。画像回復処理では各種の処理(変換)を利用することができるが、利用可能な画像回復処理を大別すると以下の3つに分類することができる。
(1)光学系11の結像特性を利用するとともに、観測画像の位置に応じた処理が行われる画像回復処理。
(2)光学系11の結像特性を利用するとともに、観測画像全体に対し一定の処理が行われる画像回復処理。
(3)光学系11の結像特性を利用することなく、観測画像全体に対し一定の処理が行われる画像回復処理。
Next, image restoration processing in the imaging apparatus according to the present embodiment will be described. In the following description, an image (image obtained by an image sensor) that is a target of image restoration processing is referred to as an observation image. Various processes (conversions) can be used in the image restoration process, but the available image restoration processes can be roughly classified into the following three types.
(1) Image restoration processing that uses the imaging characteristics of the optical system 11 and performs processing according to the position of the observed image.
(2) Image restoration processing that uses the imaging characteristics of the optical system 11 and that performs certain processing on the entire observed image.
(3) Image restoration processing in which certain processing is performed on the entire observed image without using the imaging characteristics of the optical system 11.

(1)の画像回復処理は、観測画像の各画素について異なる処理、いわゆるスペースバ
リアントな処理が施される画像処理である。この画像処理は、本実施形態の光学系11で撮像した画像に対し、きわめて効果的な画像回復ができる。すなわち、撮像素子12が設置される位置、および、その近傍におけるMTFを略均等に上昇させることができる。この画像回復処理の詳細については後述する。なお、画素ごとに処理を異ならせるのではなく、画素群ごとに処理を異ならせても良い。
The image restoration process (1) is an image process in which a different process, that is, a so-called space variant process is performed on each pixel of the observed image. This image processing can perform very effective image restoration on the image captured by the optical system 11 of the present embodiment. That is, the position where the image sensor 12 is installed and the MTF in the vicinity thereof can be increased substantially uniformly. Details of this image restoration processing will be described later. Note that the processing may be different for each pixel group, instead of different processing for each pixel.

(2)、(3)の画像回復処理は、観測画像の各画素について同じ処理、いわゆるスペースインバリアントな処理が施される画像処理である。(2)のような画像回復処理としては、観測画像に対し、光学系11の結像特性に対応した劣化関数の逆関数にてフィルタリングすることで、効果的な画像回復を行うことができる。   The image restoration processing (2) and (3) is image processing in which the same processing, that is, so-called space invariant processing is performed on each pixel of the observation image. As the image restoration processing as in (2), effective image restoration can be performed by filtering the observed image with an inverse function of the degradation function corresponding to the imaging characteristics of the optical system 11.

また(3)の画像回復処理としては、所定の帯域を持ち上げる帯域強調や、観測画像から抽出したエッジ情報を加算するエッジ強調などがあり、これらの画像回復処理に拠れば、光学系11の結像特性を用いることなく簡易に画像回復を行うことが可能となる。これら(2)、(3)の画像回復処理は、空間上で行う処理であっても、フーリエ変換などを用いて周波数軸上で行われる処理であってもよい。   The image restoration process (3) includes band enhancement for raising a predetermined band and edge enhancement for adding edge information extracted from the observation image. If these image restoration processes are used, the optical system 11 can be connected. Image recovery can be easily performed without using image characteristics. These image restoration processes (2) and (3) may be a process performed on space or a process performed on the frequency axis using Fourier transform or the like.

では、(1)の画像回復処理について詳細な説明を以下に行う。   A detailed description of the image restoration process (1) will be given below.

奥行きが連続的に変化する被写体を撮影すると、手前側から奥側にかけてボケ方が異なる観測画像が得られる。被写体の中心部にピントが合っているとすると、撮影で得られた被写体の観測画像のボケ量は、大→小→大と連続性を持って変化することとなる。このような場合を、観測画像の各画素のボケ方が観測画像の座標位置に応じて変動する状態、いわゆるスペースバリアントな状態と定義することができる。   When a subject whose depth changes continuously is taken, observation images with different blurring directions are obtained from the near side to the far side. Assuming that the center of the subject is in focus, the amount of blur in the observed image of the subject obtained by shooting changes with continuity from large to small to large. Such a case can be defined as a so-called space variant state where the blur of each pixel of the observation image varies according to the coordinate position of the observation image.

まず、回復画像をf(x、y)、観測画像をg(x、y)、劣化関数をh(x、y、α、β)と定義すると、f(x、y)、g(x、y)のx、y周りでのm、n次微分、h(x、y、α、β)のi,k次モーメントは、それぞれ(数1)内に示す式で定義することができる。ただし、劣化関数h(x、y、α、β)は、観測画像g(x、y)の画素位置、及び、光学系の結像特性を示すPSF(α、β)によって変化するボケ量を示す関数である。   First, if the restored image is defined as f (x, y), the observed image is defined as g (x, y), and the deterioration function is defined as h (x, y, α, β), f (x, y), g (x, The m and nth order derivatives of y) around x and y and the i and kth moments of h (x, y, α, β) can be defined by the equations shown in (Equation 1), respectively. However, the deterioration function h (x, y, α, β) is a blur amount that varies depending on the pixel position of the observed image g (x, y) and the PSF (α, β) indicating the imaging characteristics of the optical system. It is a function to show.

Figure 2011028166
次に観測画像g、回復画像f、劣化関数hの関係をモデル化すると(数2)のようにgは、hとfの畳み込み積分で表すことができる。
Figure 2011028166
Next, when the relationship between the observed image g, the restored image f, and the deterioration function h is modeled, g can be expressed by a convolution integral of h and f as shown in (Expression 2).

Figure 2011028166
この(数2)において、右辺のh、fをそれぞれテーラー展開(h:N次打ち切り、f
:M次打ち切り)にて展開すると、
Figure 2011028166
In this (Equation 2), h and f on the right side are respectively Taylor expansions (h: Nth order truncation, f
: Mth order censoring)

Figure 2011028166
(数3)を(数2)に代入し、h、fの積より導かれる各項毎の積分で表すと、各積分の項は、数1にて定義したhのモーメントに置き換えることが可能となり、(数4)を導くことができる。
Figure 2011028166
Substituting (Equation 3) into (Equation 2) and expressing the integral for each term derived from the product of h and f, each integral term can be replaced with the moment h defined in Equation 1. (Equation 4) can be derived.

Figure 2011028166
この(数4)の両辺をx、yに関して微分し、f、hの微分係数>N、Mの場合には、各微分係数を0とし、これをg(p,q)=f(p,q)となるまでx、yについてp、q回繰り返し、逆算して(数4)のfの微分値に代入していく。このような手順により(数4)に残るfの関数は0次の微分の項のみとなり、回復画像fは、下記に示すように観測画像gと劣化関数hの積和演算により表すことができる。
Figure 2011028166
Both sides of this (Equation 4) are differentiated with respect to x and y, and when f and h differential coefficients> N and M, each differential coefficient is set to 0, and this is expressed as g (p, q) = f (p, p, It repeats p and q times for x and y until q), and back-calculates and substitutes into the differential value of f in (Equation 4). By such a procedure, the function of f remaining in (Equation 4) is only the 0th-order derivative term, and the restored image f can be expressed by the product-sum operation of the observed image g and the degradation function h as shown below. .

f(x,y)=g(x,y)+a1(x,y)・g'(x,y)+ …
… +an(x,y)・g(n)(x,y)
ただし、
f:回復画像、g:観測画像、a1、a2、…an:劣化パラメータ、
(n):観測画像に対するn次微分、
である。
f (x, y) = g (x, y) + a 1 (x, y) · g ′ (x, y) +
... + a n (x, y) · g (n) (x, y)
However,
f: restored image, g: observed image, a 1 , a 2 ,... a n : degradation parameter,
g (n) : nth-order derivative with respect to the observed image,
It is.

ここで劣化パラメータは、劣化関数hによって定まるパラメータであり、観測画像g(x、y)の画素位置、及び、光学系の結像特性によって変化するパラメータである。   Here, the deterioration parameter is a parameter determined by the deterioration function h, and is a parameter that varies depending on the pixel position of the observed image g (x, y) and the imaging characteristics of the optical system.

本実施形態では、光学系11の結像特性を利用するとともに、観測画像の位置に応じた変換が行われる(1)の画像回復処理を、観測画像に施している。すなわち、被写体を、撮像素子の設置位置およびその前後の所定距離において略一定なMTFを有する光学系で撮像した場合、撮像で得られた観測画像に(1)の画像処理を施すことで、(2)、(3)の画像回復処理と比べて、更に効果的に画像の解像を回復する(十分に解像された画像にする)ことができる。   In the present embodiment, the image restoration process of (1) is performed on the observation image while using the imaging characteristics of the optical system 11 and performing conversion according to the position of the observation image. That is, when the subject is imaged by an optical system having a substantially constant MTF at the installation position of the imaging element and a predetermined distance before and after the imaging element, the image processing of (1) is performed on the observation image obtained by imaging ( Compared with the image restoration processing of 2) and (3), the resolution of the image can be restored more effectively (a sufficiently resolved image).

では、この画像回復処理30の処理の一例について図23を参照しつつ説明を行う。図23は、画像回復処理30のブロック図を示したものであり、本実施形態では、入力信号微分手段31、劣化パラメータ読み出し手段32、劣化パラメータルックアップテーブル33、乗加算手段34より構成されている。   Now, an example of the image recovery process 30 will be described with reference to FIG. FIG. 23 shows a block diagram of the image restoration processing 30. In this embodiment, the image restoration processing 30 includes an input signal differentiating means 31, a deterioration parameter reading means 32, a deterioration parameter lookup table 33, and a multiplication / addition means 34. Yes.

入力信号微分手段31は、観測画像gを微分する手段であり、ここでは1次微分を実行するソーベルフィルタ、2次微分を実行するラプラシアンフィルタ、2つのフィルタを用
いている。
The input signal differentiating means 31 is a means for differentiating the observed image g, and here uses a Sobel filter for executing the first order differentiation, a Laplacian filter for executing the second order differentiation, and two filters.

劣化パラメータルックアップテーブル33には、観測画像gの画素位置(x、y)、及び、光学系11の光学特性に応じた劣化パラメータa1、a2、…anが予め記憶されてい
る。このように、本実施形態では、光学系11の設計値に基づくルックアップテーブルを予め用意しておくことで、演算時間を短縮することができる。なお、ソーベルフィルタとラプラシアンフィルタを用いた場合は、劣化パラメータルックアップテーブル33から読み出す係数はa1、a2までになるので、a3〜anは使わなくても良い。
The degradation parameter lookup table 33, the pixel position of the observation image g (x, y), and, deterioration parameter a 1 corresponding to the optical characteristics of the optical system 11, a 2, is ... a n are stored in advance. As described above, in the present embodiment, the calculation time can be shortened by preparing a lookup table based on the design value of the optical system 11 in advance. In the case of using the Sobel filter and the Laplacian filter, the coefficient read from degradation parameter lookup table 33 is up to a 1, a 2, a 3 ~a n may not use.

劣化パラメータの取得は、このようなルックアップテーブル33を用意することに代え、光学特性からリアルタイム演算により算出したり、光学特性に沿った近似式を予め複数用意したりしておき、選択的に利用して演算することとしてもよい。   The acquisition of the deterioration parameter is not performed by preparing such a look-up table 33, but is calculated by real-time calculation from the optical characteristics, or a plurality of approximate expressions according to the optical characteristics are prepared in advance, and selectively. It is good also as calculating using.

劣化パラメータ読み出し手段32は、この劣化パラメータルックアップテーブル33から、画素の位置(x、y)に応じた値を読み出して、乗加算手段34に出力する。   The deterioration parameter reading unit 32 reads a value corresponding to the pixel position (x, y) from the deterioration parameter lookup table 33 and outputs the value to the multiplication and addition unit 34.

乗加算手段34は、入力信号微分手段31から出力される信号と読み出された劣化パラメータを乗加算するとともに、観測画像gを加算して回復画像fの出力を行う。   The multiplication / addition unit 34 multiplies and adds the signal output from the input signal differentiation unit 31 and the read deterioration parameter, and adds the observed image g to output the recovered image f.

図24は、画像回復処理を外部装置にて行う場合の撮像装置10の構成、並びに、当該撮像装置10と外部装置20からなる撮像システムの構成を示した概略図である。本実施形態は、画像回復処理30を外部装置20にて行う構成としている。   FIG. 24 is a schematic diagram illustrating a configuration of the imaging apparatus 10 when the image restoration process is performed by an external apparatus, and a configuration of an imaging system including the imaging apparatus 10 and the external apparatus 20. In the present embodiment, the image restoration processing 30 is performed by the external device 20.

撮像装置10は、光学系11、撮像素子12、第1画像処理手段14、第1制御手段13を備え、それぞれの構成は、図22で説明した撮像装置で同符号を有する構成と同様である。また本実施形態では、第1通信手段15が設けられている。この第1通信手段15は、撮像装置10で撮像した画像(観測画像)を外部装置20に送信する。外部装置20にて実行される画像回復処理30において、光学系11の結像特性が必要とされる場合は、この結像特性を観測画像に対応付くようにして送信することとしてもよい。   The imaging device 10 includes an optical system 11, an imaging device 12, a first image processing unit 14, and a first control unit 13. Each configuration is the same as the configuration having the same sign in the imaging device described in FIG. . In the present embodiment, the first communication means 15 is provided. The first communication unit 15 transmits an image (observation image) captured by the imaging device 10 to the external device 20. In the image restoration process 30 executed by the external device 20, when the imaging characteristic of the optical system 11 is required, the imaging characteristic may be transmitted so as to correspond to the observation image.

一方、外部装置20は、第2通信手段21、画像回復処理30を実行可能とする第2画像処理手段22、第2制御手段23が設けられている。第2通信手段21は、第1通信手段15から送信された画像を受信するための手段である。これら第1通信手段15、第2通信手段は有線、無線を問わず各種方式のものを採用することができる。   On the other hand, the external device 20 is provided with a second communication means 21, a second image processing means 22 that enables the image restoration process 30, and a second control means 23. The second communication unit 21 is a unit for receiving the image transmitted from the first communication unit 15. These first communication means 15 and second communication means may employ various types of methods regardless of wired or wireless.

第2画像処理手段22では、第2通信手段21を介して受信した観測画像、あるいは、観測画像と結像特性により画像回復処理30が実行される。画像回復処理30が施された画像は、図示しない内部メモリーや、各種インターフェイスを介し、外部メモリーあるいは他の外部装置に出力される。なお、この第2画像処理手段22では、画像回復処理30のみだけでなく他の各種画像処理を行うこととしてもよい。   In the second image processing means 22, the image restoration process 30 is executed based on the observation image received via the second communication means 21 or the observation image and the imaging characteristics. The image subjected to the image restoration process 30 is output to an external memory or another external device via an internal memory (not shown) and various interfaces. The second image processing means 22 may perform not only the image restoration processing 30 but also various other image processing.

このように、外部装置20にて画像回復処理30を実行することで、撮像装置10内での処理負担を軽減することが可能となる。なお、本実施形態では観測画像など各種情報のやりとりを通信手段15、21にて行うこととしたが、各種情報のやりとりは撮像装置10、外部装置20に装着可能な外部メモリーを介して行うものであってもよい。   As described above, by executing the image restoration processing 30 in the external device 20, it is possible to reduce the processing load in the imaging device 10. In the present embodiment, the communication means 15 and 21 exchange various information such as observation images. However, the various information is exchanged via an external memory that can be attached to the imaging device 10 and the external device 20. It may be.

以上、本発明における撮像装置、並びに撮像システムについて説明したが、これら本発明における撮像装置、撮像システムとしては、一般的なデジタルカメラ(OVF、EVF問わず)のみならず、医療分野などで利用される被検体内部に挿入して観察を行う内視鏡や、被検体となる患者が飲み込むことで体内の観察を行うカプセル内視鏡、あるいは、顕
微鏡など各種光学装置に用いることができる。
The imaging apparatus and imaging system according to the present invention have been described above. However, the imaging apparatus and imaging system according to the present invention are used not only for general digital cameras (whether OVF or EVF) but also in the medical field. It can be used in various optical devices such as an endoscope that is inserted into the subject to be observed, a capsule endoscope that is to be observed by the patient who is the subject, and that is observed inside the body, or a microscope.

以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。   Although various embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and embodiments configured by appropriately combining the configurations of the respective embodiments also fall within the scope of the present invention. Is.

L1…第1レンズ
L2…第2レンズ
L3…第3レンズ
S…明るさ絞り
C…非球面板
10…撮像装置
11…光学系
12…撮像素子
13…(第1)制御手段
14…(第1)画像処理手段
15…第1通信手段
20…外部装置
21…第2通信手段
22…第2画像処理手段
23…第2制御手段
30…画像回復処理
31…入力信号微分手段
32…劣化パラメータ読み出し手段
33…劣化パラメータLUT
34…乗加算手段
L1 ... 1st lens L2 ... 2nd lens L3 ... 3rd lens S ... Brightness stop C ... Aspherical plate 10 ... Imaging device 11 ... Optical system 12 ... Imaging element 13 ... (1st) Control means 14 ... (1st ) Image processing means 15 ... first communication means 20 ... external device 21 ... second communication means 22 ... second image processing means 23 ... second control means 30 ... image restoration processing 31 ... input signal differentiation means 32 ... deterioration parameter reading means 33 ... Deterioration parameter LUT
34 ... Multiplicative addition

Claims (32)

撮像素子に被写体の像を結像するとともに、前記撮像素子で得た画像に対し画像回復処理が実行される光学装置において、
以下の条件式(1)を満足するMTFを有することを特徴とする
光学装置。
0.1≦La/Lb≦1、10<a<30、5<b<20 …(1)
ただし、
La:MTFがa%におけるMTF幅
Lb:MTFがb%におけるMTF幅
In an optical device that forms an image of a subject on an image sensor and performs image restoration processing on an image obtained by the image sensor,
An optical device comprising an MTF that satisfies the following conditional expression (1):
0.1 ≦ La / Lb ≦ 1, 10 <a <30, 5 <b <20 (1)
However,
La: MTF width when MTF is a% Lb: MTF width when MTF is b%
前記MTFは、以下の条件式(2)を満足することを特徴とする
請求項1に記載の光学装置。
1≦MTF_H/MTF_L≦2 …(2)
ただし、
MTF_H:MTFの最大ピーク値
MTF_L:MTFの最小ボトム値
The optical apparatus according to claim 1, wherein the MTF satisfies the following conditional expression (2).
1 ≦ MTF_H / MTF_L ≦ 2 (2)
However,
MTF_H: Maximum peak value of MTF MTF_L: Minimum bottom value of MTF
前記MTFは、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする
請求項1または請求項2に記載の光学装置。
1≦MTF_H/MTF_ave≦1.7 …(3)
ただし、
MTF_H:MTFの最大ピーク値
MTF_ave:La範囲内のMTFの平均値
The optical apparatus according to claim 1, wherein the MTF satisfies the following conditional expression (3).
1 ≦ MTF_H / MTF_ave ≦ 1.7 (3)
However,
MTF_H: Maximum peak value of MTF MTF_ave: Average value of MTF within La range
前記MTFは、以下の条件式(4)を満足することを特徴とする
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の光学装置。
0.2≦La/Lc≦1.2 …(4)
ただし、
Lc:MTFの半値幅
The optical apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the MTF satisfies the following conditional expression (4).
0.2 ≦ La / Lc ≦ 1.2 (4)
However,
Lc: Half width of MTF
撮像素子と、
前記撮像素子に被写体の像を結像する光学系と、
前記撮像素子で得た画像に対して画像処理を実行する画像処理手段を有し、
前記光学系は、以下の条件式(1)を満足するMTFを有することを特徴とする
撮像装置。
0.1≦La/Lb≦1、10<a<30、5<b<20 …(1)
ただし、
La:MTFがa%におけるMTF幅、
Lb:MTFがb%におけるMTF幅、
である。
An image sensor;
An optical system for forming an image of a subject on the image sensor;
Image processing means for performing image processing on an image obtained by the imaging device;
The optical system includes an MTF that satisfies the following conditional expression (1).
0.1 ≦ La / Lb ≦ 1, 10 <a <30, 5 <b <20 (1)
However,
La: MTF width when MTF is a%,
Lb: MTF width when MTF is b%,
It is.
前記MTFは、以下の条件式(2)を満足することを特徴とする
請求項5に記載の撮像装置。
1≦MTF_H/MTF_L≦2 …(2)
ただし、
MTF_H:MTFの最大ピーク値、
MTF_L:MTFの最小ボトム値、
である。
The imaging apparatus according to claim 5, wherein the MTF satisfies the following conditional expression (2).
1 ≦ MTF_H / MTF_L ≦ 2 (2)
However,
MTF_H: Maximum peak value of MTF,
MTF_L: Minimum bottom value of MTF,
It is.
前記MTFは、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする
請求項5または請求項6に記載の撮像装置。
1≦MTF_H/MTF_ave≦1.7 …(3)
ただし、
MTF_H:MTFの最大ピーク値、
MTF_ave:La範囲内のMTFの平均値、
である。
The imaging apparatus according to claim 5, wherein the MTF satisfies the following conditional expression (3).
1 ≦ MTF_H / MTF_ave ≦ 1.7 (3)
However,
MTF_H: Maximum peak value of MTF,
MTF_ave: average value of MTF within La range,
It is.
前記MTFは、以下の条件式(4)を満足することを特徴とする
請求項5から請求項7の何れか1項に記載の撮像装置。
0.2≦La/Lc≦1.2 …(4)
ただし、
Lc:MTFの半値幅
である。
The imaging apparatus according to any one of claims 5 to 7, wherein the MTF satisfies the following conditional expression (4).
0.2 ≦ La / Lc ≦ 1.2 (4)
However,
Lc: half width of MTF.
前記MTFは、条件式(5)を満足する空間周波数を有することを特徴とする
請求項5から請求項8の何れか1項に記載の撮像装置。
ν=1/(2×P×A)、1<A<20 …(5)
ただし、
ν:空間周波数、
P:撮像素子の画素ピッチ、
である。
The imaging apparatus according to any one of claims 5 to 8, wherein the MTF has a spatial frequency that satisfies a conditional expression (5).
ν = 1 / (2 × P × A), 1 <A <20 (5)
However,
ν: spatial frequency,
P: Pixel pitch of the image sensor,
It is.
前記MTFは、条件式(6)を満足する空間周波数を有することを特徴とする
請求項5から請求項8の何れか1項に記載の撮像装置。
ν=1/(2×P×A)、2<A<8 …(6)
ただし、ν:空間周波数、P:撮像素子の画素ピッチ
The imaging apparatus according to any one of claims 5 to 8, wherein the MTF has a spatial frequency that satisfies the conditional expression (6).
ν = 1 / (2 × P × A), 2 <A <8 (6)
Where ν: spatial frequency, P: pixel pitch of the image sensor
前記MTFは、条件式(7)を満足する空間周波数を有することを特徴とする
請求項5から請求項8の何れか1項に記載の撮像装置。
0.001<ν/N<3 …(7)
ただし、
ν:空間周波数、
N:撮像素子一辺の画素数、
である。
The imaging apparatus according to any one of claims 5 to 8, wherein the MTF has a spatial frequency that satisfies the conditional expression (7).
0.001 <ν / N <3 (7)
However,
ν: spatial frequency,
N: the number of pixels on one side of the image sensor,
It is.
前記MTFは、開放Fナンバーにおいて、前記各条件式を満足することを特徴とする
請求項5から請求項11の何れか1項に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 5, wherein the MTF satisfies each of the conditional expressions at an open F number.
前記MTFは、コントラストが0にならない範囲で他の空間周波数のMTFと交差することを特徴とする
請求項5から請求項12の何れか1項に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to any one of claims 5 to 12, wherein the MTF intersects with an MTF having another spatial frequency within a range where the contrast does not become zero.
前記MTFは、他の空間周波数のMTFと10%以下の位置で交差することを特徴とする
請求項13に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 13, wherein the MTF intersects with an MTF having another spatial frequency at a position of 10% or less.
前記光学系の球面収差特性は、ピークを有することを特徴とする
請求項5から請求項14の何れか1項に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 5, wherein the spherical aberration characteristic of the optical system has a peak.
前記光学系の球面収差特性は、2つ以上のピークを有することを特徴とする
請求項15に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 15, wherein the spherical aberration characteristic of the optical system has two or more peaks.
前記球面収差特性のピークは、プラス側とマイナス側に位置することを特徴とする
請求項16に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 16, wherein the spherical aberration characteristic peaks are located on a plus side and a minus side.
前記光学系は、前記MTFを実現するための波面制御素子を備えることを特徴とする
請求項5から請求項17の何れか1項に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 5, wherein the optical system includes a wavefront control element for realizing the MTF.
前記MTFを実現するための波面制御素子は、非球面を有することを特徴とする
請求項18に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 18, wherein the wavefront control element for realizing the MTF has an aspherical surface.
前記MTFを実現するための波面制御素子は、位相板であることを特徴とする
請求項18に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 18, wherein the wavefront control element for realizing the MTF is a phase plate.
前記MTFを実現するための波面制御素子は、1面に複数の曲率を有するレンズであることを特徴とする
請求項18に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 18, wherein the wavefront control element for realizing the MTF is a lens having a plurality of curvatures on one surface.
前記MTFを実現するための波面制御素子は、中心と周辺で異なる曲率を有するレンズであることを特徴とする
請求項21に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 21, wherein the wavefront control element for realizing the MTF is a lens having different curvatures in the center and the periphery.
前記MTFを実現するための波面制御素子は、1面に3つの曲率を有するレンズであることを特徴とする
請求項21または請求項22の何れか1項に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 21, wherein the wavefront control element for realizing the MTF is a lens having three curvatures on one surface.
前記MTFを実現するための波面制御素子は、その材質に複屈折結晶が用いられることを特徴とする
請求項18から請求項23の何れか1項に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to any one of claims 18 to 23, wherein the wavefront control element for realizing the MTF uses a birefringent crystal as a material thereof.
前記MTFを実現するための波面制御素子は、着脱可能とすることを特徴とする
請求項18から請求項24の何れか1項に記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to any one of claims 18 to 24, wherein a wavefront control element for realizing the MTF is detachable.
前記画像処理手段において実行される画像処理は、前記撮像素子で得た画像に対する画像回復処理を含むことを特徴とする
請求項5から請求項25の何れか1項に記載の撮像装置。
The image pickup apparatus according to any one of claims 5 to 25, wherein the image processing executed by the image processing unit includes an image restoration process for an image obtained by the image pickup device.
前記画像回復処理は、前記光学系の結像特性を用いることを特徴とする
請求項26に記載の撮像装置。
27. The imaging apparatus according to claim 26, wherein the image restoration process uses an imaging characteristic of the optical system.
前記画像回復処理は、回復画像が下記微分方程式で表される処理を実行することを特徴とする
請求項27に記載の撮像装置。
f(x,y)=g(x,y)+a1(x,y)・g'(x,y)+ …
… +an(x,y)・g(n)(x,y)
ただし、
f:回復画像、g:観測画像、a1、a2、…an:劣化パラメータ、
(n):観測画像に対するn次微分、
である。
28. The imaging apparatus according to claim 27, wherein the image restoration process executes a process in which a restored image is represented by the following differential equation.
f (x, y) = g (x, y) + a 1 (x, y) · g ′ (x, y) +
... + a n (x, y) · g (n) (x, y)
However,
f: restored image, g: observed image, a 1 , a 2 ,... a n : degradation parameter,
g (n) : nth-order derivative with respect to the observed image,
It is.
請求項5から請求項28の何れか1項に記載の撮像装置と、
前記撮像素子で得た画像に対して画像回復処理を実行する外部装置とを有することを特徴とする
撮像システム。
An imaging device according to any one of claims 5 to 28;
An imaging system comprising: an external device that executes an image restoration process on an image obtained by the imaging device.
前記画像回復処理は、前記光学系の結像特性を用いることを特徴とする
請求項29に記載の撮像システム。
30. The imaging system according to claim 29, wherein the image restoration processing uses imaging characteristics of the optical system.
前記画像回復処理は、回復画像が下記微分方程式で表される処理を実行することを特徴とする
請求項29または請求項30に記載の撮像システム。
f(x,y)=g(x,y)+a1(x,y)・g'(x,y)+ …
… +an(x,y)・g(n)(x,y)
ただし、
f:前記回復画像、g:前記画像、a1、a2、…an:劣化パラメータ、
(n):前記画像に対するn次微分、
である。
31. The imaging system according to claim 29 or 30, wherein the image restoration process executes a process in which a restored image is represented by the following differential equation.
f (x, y) = g (x, y) + a 1 (x, y) · g ′ (x, y) +
... + a n (x, y) · g (n) (x, y)
However,
f: the restored image, g: the image, a 1 , a 2 ,... a n : deterioration parameter,
g (n) : nth-order derivative with respect to the image,
It is.
前記撮像装置と前記外部装置はそれぞれ通信手段を備え、
前記撮像素子で得た画像を、前記通信手段を介して前記外部装置に送信することを特徴とする
請求項29から請求項31の何れか1項に記載の撮像システム。
The imaging device and the external device each include a communication unit,
The imaging system according to any one of claims 29 to 31, wherein an image obtained by the imaging device is transmitted to the external device via the communication unit.
JP2009176346A 2009-07-29 2009-07-29 Optical device, imaging apparatus using the same, and imaging system Pending JP2011028166A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009176346A JP2011028166A (en) 2009-07-29 2009-07-29 Optical device, imaging apparatus using the same, and imaging system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009176346A JP2011028166A (en) 2009-07-29 2009-07-29 Optical device, imaging apparatus using the same, and imaging system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011028166A true JP2011028166A (en) 2011-02-10
JP2011028166A5 JP2011028166A5 (en) 2012-08-23

Family

ID=43636947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009176346A Pending JP2011028166A (en) 2009-07-29 2009-07-29 Optical device, imaging apparatus using the same, and imaging system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011028166A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011151448A (en) * 2010-01-19 2011-08-04 Kyocera Corp Imaging apparatus and electronic device
US8976271B2 (en) 2012-07-19 2015-03-10 Canon Kabushiki Kaisha Optical system and image pickup apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009086017A (en) * 2007-09-27 2009-04-23 Kyocera Corp Imaging device and imaging method
WO2009069752A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Kyocera Corporation Imaging device and electronic apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009086017A (en) * 2007-09-27 2009-04-23 Kyocera Corp Imaging device and imaging method
WO2009069752A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Kyocera Corporation Imaging device and electronic apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011151448A (en) * 2010-01-19 2011-08-04 Kyocera Corp Imaging apparatus and electronic device
US8976271B2 (en) 2012-07-19 2015-03-10 Canon Kabushiki Kaisha Optical system and image pickup apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011027536A1 (en) Optical device, image capturing device using same, and image capturing system
CN101390382B (en) Imaging device and its image processing method
JP6253012B2 (en) Inner focus lens system, interchangeable lens device and camera system
JP4819203B2 (en) Objective lens and endoscope apparatus
WO2012008312A1 (en) Objective optical system
JP2008172321A (en) Image pickup device for performing electric image recovery processing
JP6356622B2 (en) Zoom lens and imaging device
JP2016001209A (en) Eyepiece and imaging apparatus
JP2006251272A (en) Endoscope imaging unit
JPWO2016167063A1 (en) Imaging unit and imaging apparatus
US9651768B2 (en) Eyepiece lens and imaging apparatus
JP2014197131A (en) Imaging lens and imaging apparatus including the same
JP2008211679A (en) Imaging apparatus and method thereof
JP5587017B2 (en) Viewfinder eyepiece
JP6033673B2 (en) Imaging device
WO2020017200A1 (en) Imaging optical system, imaging device, and imaging system
JP5649621B2 (en) Optical system and imaging apparatus
WO2020017258A1 (en) Lens system, image capture device, and image capture system
CN108957708A (en) Telephoto lens
JP2009282180A (en) Viewing optical system and imaging apparatus using the same
JP5649622B2 (en) Optical system and imaging apparatus
JP2011028166A (en) Optical device, imaging apparatus using the same, and imaging system
CN108957712A (en) Zoom lens and photographic device
JP2011053418A (en) Optical device, imaging apparatus and imaging system using the same
JP2010026491A (en) Zoom lens and camera having the same

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120709

A621 Written request for application examination

Effective date: 20120709

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130717

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20130724

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Effective date: 20140528

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02