CN101222583B

CN101222583B - 进行电图像恢复处理的摄像装置

Info

Publication number: CN101222583B
Application number: CN2008100020705A
Authority: CN
Inventors: 加茂裕二
Original assignee: Olympus Imaging Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2028-01-09
Also published as: US20080165261A1; US7990438B2; CN101222583A; JP2008172321A

Abstract

本发明涉及通过有效利用图像恢复处理方法，确保变倍比和明亮度，且有利于小型化，所获得的图像也良好的摄像装置。其具有：变焦镜头(1)，具有多个透镜组(G1～G4)，改变由透镜组所夹持的间隔，进行从广角端到望远端的变焦；摄像元件(2)，对由变焦镜头(1)形成的像进行拍摄；图像恢复处理部(11)，进行根据由摄像元件(2)所拍摄的像的信号进行图像恢复的信号处理，生成进行了图像恢复的图像信号，图像恢复处理部(11)中的进行图像恢复的信号处理包含：使用基于与变焦镜头(1)的成像性能有关的点像强度分布的复原滤波器，进行电图像恢复的处理，变焦镜头和摄像元件之间的关系满足用于取得图像恢复处理部(11)的恢复力和变焦镜头(1)全长之间的平衡的条件式(1)。

Description

进行电图像恢复处理的摄像装置

技术领域

本发明涉及进行电图像恢复处理的摄像装置。

背景技术

公知在通过变焦镜头等光学系统在摄像元件的摄像面上成像作为被摄体的物体的情况下，由摄像元件拍摄的像与原始物体相比，由于光学系统的像差的影响而产生模糊，画质劣化。

利用原始物体的亮度分布f和表示光学系统的成像性能的点像强度分布(PSF：Point Spread Function)h的卷积(Convolution)加上噪声n后的

g＝f*h+n (*为卷积积分) …(A)

来表示此时的基于像的图像的强度分布g。设g、h、n为已知，能够根据式(A)求出原始物体的亮度分布f。

这样，通过信号处理去除光学系统的模糊并获得理想的像的技术称为像的“复原”或“重叠合法(Deconvolution)”。

作为将这种图像恢复应用于数字照相机的现有例，已知有专利文献1的例子。

在专利文献1中公开了如下的图像处理的方法：根据由摄像装置拍摄的像的信号(以抖动图像、模糊图像为例)，考虑与摄像时的图像的劣化有关的信息，使用基于点像强度分布的复原滤波器进行图像恢复处理，而生成为劣化少的图像。

作为具体的复原滤波器，例示有维纳(Wiener)滤波器、一般逆滤波器等。

并且，关于复原滤波器，公开了考虑与摄像时的图像的劣化有关的信息来生成的技术。

关于所考虑的信息，公开了根据摄影条件(曝光时间、曝光量、到被摄体的距离、焦距等)和摄像装置的特性信息(透镜的光学特性、摄像装置的识别信息等)等物理要素来分析地求出，或者利用加速度传感器等测定装置的输出来估计的技术。

在非专利文献1中也记载了上述维纳滤波器、一般逆滤波器(反滤波器)。

并且，除了使用这些复原滤波器的例子以外，作为使用基于点像强度分布的复原滤波器进行电图像恢复处理的运算方法，已知在非专利文献2中有最大熵法(Maximum entropy method)，并且，在非专利文献3中有Tikhonov-Miller法、Richardson-Lucy法、Van Cittert法、Landweber法。

这样，公知有各种使用基于PSF的复原滤波器进行电图像恢复处理的图像处理方法。

另一方面，在数字照相机的领域中，小型且薄型的类型是优选的。因为在照相机的尺寸中，厚度方向主要受光学系统尺寸的影响，所以，为了实现薄型化，光学系统的结构越来越重要。

并且，对使光学系统具有变焦功能来增大摄影视场角的变化的高变焦比化的需求也很高。

并且，为了使受光量本身能够增加，对F数值小的明亮的光学系统的需求也很高。

【专利文献1】

日本特开2000-20691号公报

【非专利文献1】

“Image Processing”财团法人图像信息教育振兴协会发行

【非专利文献2】

“科学計測のためのデ一タ処理入門”南茂夫监修河田聪编著

【非专利文献3】

“Fast Deblurring Algorithms”S.H.M.Allon，M.G.Debertrand andB.T.H.M.Sleutjes编辑，网络(http://www.bmi2.bmt.tue.nl/image-analysis/Education/0G0/0504-3.2bDeblur/0G03.2b_2004_Deblur.pdf，2004)

但是，如果要满足对光学系统的这些需求，则为了确保光学性能，具有光学系统容易大型化的问题。

其原因是，在进行高变焦比化的情况下，为了确保透镜组的移动量，容易使摄像装置变大。并且，在进行小F数值化的情况下，容易产生使PSF恶化的像差。当要利用光学系统本身良好地校正这种像差时，为了进行像差校正，需要增加透镜片数等，不利于小型化。

并且，公开了上述图像恢复方法的现有技术是在记录介质中一次写入由摄像装置所拍摄的图像，在摄像装置外部进行信号处理，使用者的操作繁杂。

并且，上述现有技术公开了电图像恢复处理，但是，没有公开以进行这种图像处理为前提的光学系统的最佳结构。

发明内容

本发明是鉴于现有技术的这些问题而完成的，其目的在于，提供通过有效利用上述图像恢复处理方法，在确保变倍比和明亮度的同时有利于小型化，且所获得的图像也良好的摄像装置。

本发明的进行电图像恢复处理的摄像装置具有：变焦镜头，其具有多个透镜组，改变由所述多个透镜组所夹持的间隔，来进行从广角端到望远端的变焦；摄像元件，其具有配置在对由所述变焦镜头形成的像进行受光的位置上的摄像面，并对所述像进行拍摄；以及图像恢复处理部，其进行根据由所述摄像元件拍摄的像的信号进行图像恢复的信号处理，生成进行了图像恢复的图像信号，

所述图像恢复处理部中的进行所述图像恢复的信号处理包含：使用基于与所述变焦镜头的成像性能有关的点像强度分布的复原滤波器，进行电图像恢复的处理，并且，所述变焦镜头和所述摄像元件之间的关系满足以下条件式(1)，

2＜(L·f_w·

Fno)/(f_t·Ih)＜7 …(1)。

其中，L是光轴上从变焦镜头的最靠近物体侧的折射面到摄像面的长度的最大长度，f_w是广角端的变焦镜头全系统的焦距，f_t是望远端的变焦镜头全系统的焦距，Fno是望远端的最小F数值，Ih是摄像面的有效摄像区域的对角长度的一半，有效摄像区域是形成所述像的所述摄像面上的区域中的、用于图像显示的最大区域，在所述变焦镜头具有对焦功能的情况下，各值为对焦到光轴上的最远距离物上的状态下的值。

本发明的另一个进行电图像恢复处理的摄像装置具有：变焦镜头，其具有多个透镜组，改变由所述多个透镜组所夹持的间隔，来进行从广角端到望远端的变焦；摄像元件，其具有配置在对由所述变焦镜头形成的像进行受光的位置上的摄像面，并对所述像进行拍摄；以及图像恢复处理部，其进行根据由所述摄像元件拍摄的像的信号进行图像恢复的信号处理，生成进行了图像恢复的图像信号，所述图像恢复处理部中的进行所述图像恢复的信号处理包含：使用基于与所述变焦镜头的成像性能有关的点像强度分布的复原滤波器，进行电图像恢复的处理，并且，所述变焦镜头和所述摄像元件之间的关系满足以下条件式(2)，

5＜f_GPmax·Fno/Ih＜15 …(2)。

其中，f_GPmax是变焦镜头中的多个透镜组中、正光焦度最大的透镜组的焦距，Fno是望远端的最小F数值，Ih是摄像面的有效摄像区域的对角长度的一半，有效摄像区域是形成所述像的所述摄像面上的区域中的、用于图像显示的最大区域，在所述变焦镜头具有对焦功能的情况下，各值为对焦到光轴上的最远距离物上的状态下的值。

下面，说明在本发明中采用上述结构的理由和作用。

本发明的摄像装置具有变焦镜头，该变焦镜头具有多个透镜组，改变由这些多个透镜组所夹持的间隔，来进行从广角端到望远端的变焦。

而且，本发明的摄像装置具有摄像元件，该摄像元件具有配置在对由变焦镜头形成的像进行受光的位置上的摄像面，并对该像进行拍摄。

而且，本发明的摄像装置具有图像恢复处理部，其进行根据由该摄像元件拍摄的像的信号进行图像恢复的信号处理，生成进行了图像恢复的图像信号。

该图像恢复处理部中的进行所述图像恢复的信号处理包含：使用基于与所述变焦镜头的成像性能有关的点像强度分布的复原滤波器，进行电图像恢复的处理。

通过这种结构，易于通过变焦镜头进行摄影视场角的变更。此时，为了改变摄影视场角，需要确保透镜组彼此的间隔，以便预先改变透镜组之间的间隔。

此时，如果仅利用变焦镜头使点像强度分布(PSF)良好，则必须增加透镜片数或增长透镜组之间的间隔，不利于小型化。

本发明通过使用现有技术所记载的基于点像强度分布的复原滤波器来进行电图像恢复处理，从而有利于变焦镜头的光学元件的构成片数的减少、可变间隔的缩短。

此时的复原滤波器基于与变焦镜头的成像性能有关的点像强度分布，所以，所获得的图像也成为恢复了画质的良好的像，能够同时达成摄像装置的小型化和高性能化。

根据这种基本结构，进而，本发明的第1侧面构成为变焦镜头和摄像元件之间的关系满足以下条件式(1)。

2＜(L·f_w·

Fno)/(f_t·Ih)＜7 …(1)

L是光轴上从变焦镜头的最靠近物体侧的折射面到摄像面的长度的最大长度，f_w是广角端的变焦镜头全系统的焦距，f_t是望远端的变焦镜头全系统的焦距，Fno是望远端的最小F数值，Ih是摄像面的有效摄像区域的对角长度的一半，有效摄像区域是形成所述像的所述摄像面上的区域中用于图像显示的最大区域，在所述变焦镜头具有对焦功能的情况下，各值为对焦到光轴上的最远距离物上的状态下的值。(后述的条件式也一样)。

接着，说明满足条件式(1)的作用效果。为了达成本发明的目的，在第1侧面的发明中，首先，将变焦镜头设计成比以往更小型化，并构成为使用基于与变焦镜头的成像性能有关的点像强度分布的复原滤波器，通过电图像恢复处理，来校正由此容易产生的残存像差。

为了达成本发明的目的的中高性能化，需要考虑变焦镜头和摄像元件、图像处理部的结构。

一般情况下，当产生光学系统的像差时，物体的细小部分即高频成分的成像状态恶化。此时，图像过度劣化而难以分辨，其频率信息为0。本发明所使用的图像恢复的信号处理相当于傅立叶变换上的除法计算，所以，当图像恢复前的频率信息为0时，理论上难以进行图像恢复。因此，图像恢复方法的恢复力有限。

另一方面，变焦镜头的全长越小，构成变焦镜头的各透镜组的放大率越强，越容易产生残存像差，即使进行图像的恢复处理，也无法期待恢复到良好的图像。

即，频率成分的信息量与变焦镜头的全长关联。

考虑到这点，在第1侧面的发明中，其特征在于，为了取得图像恢复处理部的恢复力和变焦镜头全长之间的平衡，满足上述的条件式(1)。

条件式(1)的分子中的L、f_w、Fno都是随着其变小，光学像差校正越难的要素。

另一方面，条件式(1)的分母中的f_t、Ih是随着其变大，光学像差校正越难的要素。

通过不小于该条件式(1)的下限2，易于确保图像恢复前的原始图像的画质，有利于确保图像恢复处理对画质的提高。

另一方面，通过不大于条件式(1)的上限7，有利于在确保变焦镜头的性能(变焦比、明亮度、视场角)的基础上同时实现变焦镜头全长的缩短、和基于图像恢复处理的画质性能的确保这两者。

进而，优选满足下面的条件式(1’)。

3＜(L·f_w·

Fno)/(f_t·Ih)＜6 …(1’)

通过满足条件式(1’)，更有利于同时实现装置的小型化和画质的确保这两者。

在条件式(1)的基础上，也可以仅限定条件式(1’)的上限值或下限值。

并且，根据上述基本结构，进而，本发明的第2侧面构成为变焦镜头和摄像元件之间的关系满足以下条件式(2)。

5＜f_GPmax·Fno/Ih＜15 …(2)

其中，f_GPmax是变焦镜头中的多个透镜组中、正光焦度最大的透镜组的焦距，Fno是望远端的最小F数值，Ih是摄像面的有效摄像区域的对角长度的一半，有效摄像区域是形成所述像的所述摄像面上的区域中用于图像显示的最大区域，在所述变焦镜头具有对焦功能的情况下，各值为对焦到光轴上的最远距离物上的状态下的值。

说明满足条件式(2)的作用效果。第2侧面的发明也与第1侧面的发明同样，构成为使用基于点像强度分布的复原滤波器，进行电图像恢复处理，来校正基于变焦镜头的残存像差。

在第2侧面的发明中，着眼于使图像劣化的原因即像差。像差存在有很多种，但是，通过进行在摄像元件上形成的图像的几何移动的图像处理，能够校正这些像差中的倍率色差和畸变。

但是，不使用上述的考虑了点像强度分布的图像恢复方法，则无法校正对图像的劣化造成很大影响的球面像差和慧差等(基于边缘强调的图像处理不使用变焦镜头的点像强度分布，若放大观看处理后的图像的一部分，则容易导致不自然。)。

该球面像差和慧差由透镜组的放大率(光焦度)引起的影响很大，通过设定与图像恢复处理部的校正能力对应的放大率，易于获得图像恢复的功能。

并且，本发明中的变焦镜头的全系统的焦距的符号为正，所以，变焦镜头整体的球面像差和慧差的产生与具有正放大率的透镜组的放大率之间的关联性高。

考虑到这点，在第2侧面的发明中，其特征在于，为了取得图像恢复处理部的图像恢复力和变焦镜头的像差之间的平衡，满足上述的条件式(2)。

条件式(2)的分子中的f_GPmax、Fno是随着其变小光学像差校正越难的要素。

另一方面，条件式(2)的分母中的Ih是成为使分子的要素即f_GPmax标准化的基准的要素。

通过不小于该条件式(2)的下限5，抑制正放大率的透镜组的放大率，易于确保图像恢复前的原始图像的画质，有利于确保基于图像恢复处理的画质的提高。

另一方面，通过不大于条件式(2)的上限15，有利于在确保明亮度的基础上，同时实现基于正放大率的透镜组的放大率确保的小型化、和基于图像恢复处理的画质性能的确保这两者。

进而，优选满足下面的条件式(2’)。

6＜f_GPmax·Fno/Ih＜12.5 …(2’)

通过满足条件式(2’)，更有利于同时实现小型化和确保画质这两者。

也可以在条件式(2)中，仅限定条件式(2’)的上限值或下限值。

并且，在第1侧面的发明和第2侧面的发明中的图像恢复处理部所进行的图像恢复，能够利用背景技术的例示中的专利文献、非专利文献中的图像恢复处理来进行。

即，能够通过使用基于维纳滤波器的图像恢复、基于一般逆滤波器的图像恢复、最大熵法(Maximum entropy method)、Tikhonov-Miller法、Richardson-Lucy法、Van Cittert法、Landweber法，进行使用基于与变焦镜头的成像性能有关的点像强度分布的复原滤波器进行图像恢复的处理。

并且，除了这些例子以外，只要是通过使用基于与变焦镜头的成像性能有关的点像强度分布的复原滤波器进行电图像恢复的处理，来进行图像恢复，就是本发明希望的图像恢复。

图像恢复处理部中的进行图像恢复的信号处理也可以包含：使用复原滤波器通过重叠合法运算进行电图像恢复的处理。这是用于图像恢复的一种运算方法。

作为例子，说明一般的逆滤波器的图像复原处理的方法。当设(x，y)为具有相互正交的x轴、y轴的平面图像上的由变量x、y表示的二维图像上的各点，设f(x，y)为理想图像的函数，g(x，y)为劣化函数(图像恢复前的图像)，h(x，y)为PSF，n(x，y)为噪声时，劣化函数利用下式来表现。

g(x，y)

＝∫∫h(x-x’，y-y’)f(x’，y’)dx’dy’+n(x，y)

…(10)

并且，设f(x，y)、g(x，y)、h(x，y)、n(x，y)的傅立叶变换分别为F(u，v)、G(u，v)、H(u，v)、N(u，v)时，具有

G(u，v)＝H(u，v)*F(u，v)+N(u，v) …(11)

的关系(*为重叠合法)。

当设图像恢复处理部所使用的复原滤波器为B(u，v)时，通过在该式两边乘以PSF的逆滤波器

B(u，v)＝1/H(u，v) …(12)

在没有噪声的情况下，能够进行理想图像的复原。当设使用逆滤波器的复原图像为F’(u，v)时，利用下式来表现。

F’(u，v)＝F(u，v)+N(u，v)/H(u，v) …(13)

通过这种图像信号的处理，能够进行图像恢复。

并且，因为在现实中噪声项不会是0，所以，当设H(u，v)为0或接近0的值时，有时噪声项被扩大而使复原图像紊乱。

在产生噪声的情况下，作为考虑了噪声的图像复原处理方法，也可以使用维纳滤波器。

该复原滤波器利用下式来表现。

B(u，v)＝H^*(u，v)/{|H(u，v)|²

+Sn(u，v)/Sf(u，v)} …(14)

其中，H^*(u，v)是H(u，v)的复共轭，Sn(u，v)是噪声的功率谱，Sf(u，v)是当前图像的功率谱。

如果使用该复原滤波器，则能够减少由于噪声被放大而使复原图像极端紊乱的情况。

在摄像元件上的成像性能低的情况下，优选构成为通过反复运算来进行滤波处理。

即，图像恢复处理部中的图像恢复的处理优选构成为包含：使用上述复原滤波器进行反复运算的处理。

本发明的优点在于，通过以进行图像复原为前提，能够允许变焦镜头的聚光性能。因此，通过多次的滤波处理来进行图像恢复，从而易于获得更良好的图像。

作为适合于该反复运算处理的方法，在噪声少的情况下，优选VanCittert法，并且，在噪声比较多的情况下，优选使用Landweber法。

并且，当然也可以使用最大熵法、Richardson-Lucy法、Tikhonov-Miller法等。

并且，优选同时满足第1侧面、第2侧面的发明。

并且，优选同时满足上述、后述的各发明的多个结构。

以下结构更加优选。

通过负光焦度的透镜组适当地校正由正光焦度的透镜组产生的残存像差，这有利于获得良好的图像。

因此，优选变焦镜头满足以下条件式(3)。

4＜|f_GNmax·Fno/Ih|＜25 …(3)

其中，f_GNmax是变焦镜头中的多个透镜组中、负光焦度最大的透镜组的焦距。

通过不大于该条件式(3)的上限25，来确保负光焦度的透镜组的放大率，易于进行球面像差、慧差的校正。通过不小于下限4，来抑制放大率，易于抑制由校正过剩引起的图像劣化。

另外，优选满足以下条件式。

5＜|f_GNmax·Fno/Ih|＜20 …(3’)

并且，变焦镜头的全长不仅受透镜组的结构长度影响，还受该透镜组的移动量影响。透镜组的移动量增加时，使变焦镜头移动的凸轮部件大型化，所以，镜框结构大型化。

为了抑制镜框的大型化，优选变焦镜头和摄像元件之间的关系满足以下条件式(4)。

0.5＜(D_zmax·f_w·Fno)/(f_t·Ih)＜2 …(4)

其中，D_zmax是变焦镜头中的多个透镜组中、从广角端向望远端变倍时的移动量最大的透镜组的所述移动量，f_w是广角端的变焦镜头全系统的焦距，f_t是望远端的变焦镜头全系统的焦距。

通过不大于该条件式(4)的上限2，抑制透镜组的移动量的最大值，有利于小型化。通过不小于下限0.5，来确保透镜组的移动量，能够减小各透镜组的放大率，有利于像差校正。

另外，优选满足以下条件式。

0.7＜(D_zmax·f_w·Fno)/(f_t·Ih)＜1.7 …(4’)

并且，优选放大率最大的正透镜满足以下条件式(5)。

0.3＜f_LPmax·Fno/f_t＜2 …(5)

其中，f_LPmax是变焦镜头中正光焦度最大的正透镜的焦距，f_t是望远端的变焦镜头全系统的焦距。

通过不大于该条件式(5)的上限2，来确保正透镜的放大率，有利于小型化。通过不小于下限0.3，易于抑制球面像差、慧差的产生。

另外，优选满足以下条件式。

0.45＜f_LPmax·Fno/f_t＜1.65 …(5’)

并且，优选变焦镜头具有满足以下条件式(6)的负透镜。

0.15＜|f_LNmax·Fno/f_t|＜1.65 …(6)

其中，f_LNmax是变焦镜头中负光焦度最大的负透镜的焦距，f_t是望远端的变焦镜头全系统的焦距。

通过不大于该条件式(6)的上限1.65，来确保负透镜的放大率，易于抑制球面像差、慧差的校正不足。通过不小于下限0.15，来抑制负透镜的放大率，易于抑制球面像差、慧差的校正过剩。

另外，优选满足以下条件式。

0.25＜|f_LNmax·Fno/f_t|＜1.5 …(6’)

并且，优选摄像装置具有信息保存部，该信息保存部保存与变焦镜头的成像性能有关的点像强度分布的信息，图像恢复处理部考虑在该信息保存部中保存的信息进行图像恢复。

预先将PSF信息保存在图像处理装置内，有利于提高处理速度。另外，可以在PSF中使用光学设计值，也可以使用在组装光学系统后测定的PSF。此时，能够消除光学系统的制造偏差，所以能够进一步达成高性能。

并且，优选根据变焦镜头的变焦状态，使用不同的点像强度分布的信息进行图像恢复。

变焦镜头产生基于变焦的像差变动。因此，PSF因变焦位置而变化。由此，如果在图像复原处理时，使用针对每个变焦位置而不同的PSF信息，则有利于进一步达成高性能。

并且，进一步优选摄像装置具有信息保存部，该信息保存部保存与变焦镜头的变焦状态对应的不同的点像强度分布的信息，图像恢复处理部考虑在该信息保存部中保存的信息进行图像恢复。

通过根据变焦状态利用对应的PSF进行计算，能够以较少的计算生成良好的图像。

并且，优选摄像装置根据摄像面上的位置，使用不同的点像强度分布的信息进行图像恢复。

也可以根据画面的位置改变要处理的PSF。能更良好地进行图像恢复。此时，利用相同的PSF来处理一定的范围，在提高处理速度方面是优选的。另外，该范围可以是利用与到中心的距离对应的圆弧划分的范围，也可以是分割为与摄像元件的像素排列对应的矩形的范围。

并且，也可以具有信息保存部，该信息保存部保存与摄像面上的位置对应的不同的点像强度分布的信息，图像恢复处理部考虑在该信息保存部中保存的信息进行图像恢复。

通过预先保存信息，能够提高计算速度。

并且，也可以根据变焦镜头的对焦状态，使用不同的点像强度分布的信息进行图像恢复。

虽然产生由对焦引起的像差变动，但是，通过根据对焦改变要处理的PSF，能够抑制由对焦引起的像差变动。

并且，也可以具有信息保存部，该信息保存部保存与变焦镜头的对焦状态对应的不同的点像强度分布的信息，图像恢复处理部考虑在该信息保存部中保存的信息，进行图像恢复。

通过预先保存信息，能够提高处理速度。

本发明也可以构成如下。

一种摄像装置，该摄像装置具有：

变焦镜头，其从物体侧起依次具有：具有正光焦度的第1透镜组、具有负光焦度的第2透镜组、具有正光焦度的第3透镜组、具有正光焦度的第4透镜组，在从广角端向望远端变焦时，由各个透镜组所夹持的间隔发生变化；

摄像元件，其具有配置在对由所述变焦镜头形成的像进行受光的位置上的摄像面，并对所述像进行拍摄；以及

图像恢复处理部，其进行根据由所述摄像元件拍摄的像的信号进行图像恢复的信号处理，生成进行了图像恢复的图像信号，

所述图像恢复处理部中的进行所述图像恢复的信号处理包含：使用基于与所述变焦镜头的成像性能有关的点像强度分布的复原滤波器，进行电图像恢复的处理。

上述变焦镜头有利于高变倍比化。而且，通过利用进行上述图像恢复处理的处理部来修正摄影图像，由此，能够成为在确保高变倍比的同时，获得画质良好的图像的摄像装置。

一种摄像装置，该摄像装置具有：

变焦镜头，其从物体侧起依次具有：具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜组、具有正光焦度的第3透镜组，在从广角端向望远端变焦时，由各个透镜组所夹持的间隔发生变化；

上述变焦镜头有利于摄像装置的小型化。而且，通过利用进行上述图像恢复处理的处理部来修正摄影图像，由此，成为在小型化的同时，可获得画质良好的图像的摄像装置。

根据本发明，能够提供通过有效利用图像恢复处理方法，从而在确保变倍比和明亮度的同时有利于小型化，且所获得的图像也良好的摄像装置。

本发明的其它目的和优点，部分是显而易见的，部分根据说明书是显而易见的。

因此，本发明包含其结构特征、元件的组合以及零部件的配置，它们将在以下进行陈述和举例说明，发明的保护范围将在权利要求书中提出。

附图说明

图1是示出本发明的一实施例的摄像装置整体的概略结构的图。

图2是示出电子摄像元件的像素排列的一例的图。

图3是本发明的实施例1的变焦镜头的无限远物点对焦时的广角端(a)、中间状态(b)、望远端(c)的透镜剖视图。

图4是本发明的实施例2的变焦镜头的与图3同样的状态的透镜剖视图。

图5是本发明的实施例3的变焦镜头的与图3同样的状态的透镜剖视图。

图6是本发明的实施例4的变焦镜头的与图3同样的状态的透镜剖视图。

图7是本发明的实施例5的变焦镜头的与图3同样的状态的透镜剖视图。

图8是实施例1的变焦镜头的无限远物点对焦时的像差图。

图9是实施例2的变焦镜头的无限远物点对焦时的像差图。

图10是实施例3的变焦镜头的无限远物点对焦时的像差图。

图11是实施例4的变焦镜头的无限远物点对焦时的像差图。

图12是实施例5的变焦镜头的无限远物点对焦时的像差图。

具体实施方式

下面，根据实施例说明本发明的进行电图像恢复处理的摄像装置。

图1是示出本发明的实施例1的摄像装置整体的概略结构的图，在图中，变焦镜头1由第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4构成。在第3透镜组G3的物体侧配置有与第3透镜组G3一体在光轴方向上移动的亮度光圈S。作为变焦镜头1，使用后述的实施例1的变焦镜头。当然，也可以使用其它变焦镜头(例如，使用反射面来反射光路的类型的变焦镜头)。

在变焦镜头1的后方配置有红外截止滤波器、低通滤波器等光学滤波器类F和电子摄像元件(这里为CCD。也可以为CMOS等)2。在CCD2的入射面侧配置有玻璃罩CG，透过玻璃罩CG的光线被导入CCD 2的由多个受光元件构成的摄像面I。

变焦镜头1的各透镜组G1～G4通过透镜组驱动部3向光轴方向移动，改变由各透镜组G1～G4所夹持的间隔，进行从广角端到望远端的变焦。

在图1中简化地进行了图示，作为透镜组驱动部3的透镜组驱动机构，能够使用：通过在透镜组的周边配置的螺旋面的转动来移动透镜组的结构；以及在保持透镜组的保持框上设置螺纹孔，通过贯通该螺纹孔的螺杆的转动而使透镜组前后移动的结构等公知的结构。

并且，使支承透镜组的镜框为多级伸缩式的结构，从而能够实现装置不使用时的小型化和广角端摄影时的小型化。

在该例中，第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3通过螺旋面的旋转，而沿着螺旋面的引导槽移动透镜，第4透镜组G4连接在能够使其独立于其它透镜组移动的透镜驱动部3上。

第4透镜组G4构成为，通过独立地在光轴方向上移动，从而进行从远距离到近距离的对焦。

通过变焦镜头1在CCD 2的摄像面I上形成像。摄像面I由多个受光元件构成。

这里，先说明有效摄像区域。图2是示出电子摄像元件2的像素排列的一例的图，以像素间距a、呈马赛克状地配置有与R(红)、G(绿)、B(蓝)对应的受光元件4，或与青色、品红、黄色、绿色这4种颜色对应的受光元件4。

有效摄像区域5是指用于再现所拍摄的图像(在个人计算机上进行显示、利用打印机进行打印等)的在电子摄像元件2上的摄像面I内的区域。根据能够确保变焦镜头1的性能的图像圈(image circle)，图2中所示的有效摄像区域5被设定为比配置摄像元件2的全部受光元件的区域窄的区域。

图2中Ih为摄像面I的有效摄像区域5的对角长度的一半。

另外，例如，也可以使摄像区域变化来虚拟地进行变焦，对用于再现影像的摄像区域进行各种变更。

并且，通常有效摄像区域5的形状为长方形，但是，有通过图像处理来校正基于变焦镜头1的畸变变形的情况等。这种情况下的有效摄像区域5的形状成为与变焦镜头1的畸变近似的形状。考虑根据变焦镜头1的焦距的状态来改变该形状，以进行电图像修正。

这样，在有效摄像区域5变化的情况下，本发明的Ih定义为能够取得的值中的最大值。

由该电子摄像元件(CCD或CMOS等)2所拍摄的像被转换为表示图像的电信号，并导入信号处理部6。

在信号处理部6中，根据由摄像元件2拍摄的像的信号，进行γ(伽马)校正、对比度调整、图像恢复等信号处理，生成进行了图像恢复的图像信号。

并且，在对比度检测部7中，读取由第4透镜组G4的移动引起的图像的对比度的变化，检测对焦区域内的对比度，使第4透镜组G4移动到被识别为对比度最大的位置，产生进行对焦动作的信号。

并且，在装置内，为了根据来自位于装置外侧的变焦操作杆、对焦按钮等变焦/对焦操作部8的信号来进行变焦和对焦动作，将驱动信号传送到透镜组驱动部3，并且，将保存与变焦和对焦动作有关的信息的变焦/对焦指示/存储部9电连接在变焦/对焦操作部8和透镜组驱动部3上。

并且，该变焦/对焦指示/存储部9也与信号处理部6电连接，接收基于信号处理部6的对比度检测部7的对比度检测的对焦动作信号，进行上述的对焦动作的指示。

并且，在装置内具有信息保存部10，该信息保存部10保存与根据变焦镜头1的焦距状态、对焦状态而不同的点像强度分布有关的图像恢复滤波器的数据表。

在该例中，在信息保存部10中保存在概念上如下表所示分配的数据。

	对焦点距离a～b	焦距b～c
			焦距A～B	中心区域B1(u，v)周边区域B2(u，v)	中心区域B9(u，v)周边区域B10(u，v)
焦距B～C	中心区域B3(u，v)周边区域B4(u，v)	中心区域B11(u，v)周边区域B12(u，v)
			焦距C～D	中心区域B5(u，v)周边区域B6(u，v)	中心区域B13(u，v)周边区域B14(u，v)
焦距D～E	中心区域B7(u，v)周边区域B8(u，v)	中心区域B15(u，v)周边区域B16(u，v)

当然，也可以对变焦状态、对焦状态、像面区域进一步细分来保存数据。

并且，也可以对应于焦距、对焦距离、画面位置，根据所保存的多个滤波器的相关性，通过计算求出最合适的图像恢复滤波器。

该信息保存部10根据变焦/对焦指示/存储部9中的信息，将与对应的焦距、对焦点距离对应的图像恢复滤波器的信息，发送到信号处理部6的图像恢复处理部11。

信号处理部6包含图像恢复处理部11，将由CCD 2拍摄的图像的数据、或进行了伽马校正等预先处理的图像数据作为原始数据，使用上述的复原滤波器，利用重叠合法运算，进行图像恢复处理。

关于在图像恢复中所使用的复原滤波器，根据发送给变焦/对焦指示/存储部9的信息，从保存在信息保存部10中的复原滤波器中选择，或者通过计算求出复原滤波器。

按照摄像面I的每个摄像区域进行图像恢复，使用对应的复原滤波器进行图像恢复的处理。

图像恢复处理不是仅为一次的重叠合法运算，而进行有多次运算的处理。

而且，进行将对每个区域进行了恢复的图像接合在一起的信号处理，进行图像合成，对恢复后的图像施加明亮度调整、颜色调整等处理。

根据已说明的使用维纳滤波器和一般逆滤波器的运算、最大熵法(Maximum entropy method)、Tikhonov-Miller法、Richardson-Lucy法、Van Cittert法、Landweber法等，适当进行图像恢复处理。

并且，也可以考虑与摄像时的图像劣化有关的信息来生成复原滤波器。也可以考虑曝光时间、曝光量等作为要考虑的信息来校正复原滤波器。

并且，也可以在装置中设置加速度传感器，进行电校正由于抖动引起的图像劣化的处理。

并且，也可以通过基于变焦镜头1的畸变像差、倍率色差的信息，进行对R、G、B每种颜色校正畸变的图像处理。

图像恢复后的图像信号发送到配置在装置背面的液晶监视器12，进行能够视觉辨认的图像化并显示。

并且，向与装置一体或可从装置拆下的记录介质13发送图像数据，从而能够记录恢复后的图像数据。

以下，例示出针对这种结构的摄像装置优选设计的变焦镜头。

对本发明的变焦镜头的实施例1～5进行说明。图3～图7分别示出实施例1～5的无限远物点对焦时的广角端(a)、中间状态(b)、望远端(c)的透镜剖视图。各图中，第1透镜组用G1表示，第2透镜组用G2表示，亮度光圈用S表示，第3透镜组用G3表示，第4透镜组用G4表示，红外截止滤波器、低通滤波器等光学滤波器类用F表示，电子摄像元件即CCD的玻璃罩用CG表示，CCD的像面用I表示。另外，关于近红外锐截止涂层，例如可以在光学低通滤波器F上直接实施涂层，也可以另外配置红外截止吸收滤波器，或者，也可以使用对透明平板的入射面施加了近红外锐截止涂层的部件。

(实施例1)

如图3所示，实施例1的变焦镜头从物体侧依次配置有：正的第1透镜组G1、负的第2透镜组G2、亮度光圈S、正的第3透镜组G3、正的第4透镜组G4，在变倍时，从广角端到望远端，第1透镜组G1向物体侧移动，第2透镜组G2在一边扩大与第1透镜组G1之间的间隔，一边临时向物体侧移动后，在中间焦距附近移动方向反转而向像侧移动，在望远端位于与广角端相比稍微靠近像侧的位置，第3透镜组G3向物体侧移动，第4透镜组G4向像侧移动。亮度光圈S与第3透镜组G3一体地移动。

按照从物体侧起的顺序，第1透镜组G1由凸面朝向物体侧的第1负弯月形透镜、和像侧的面为非球面的双凸第2正透镜构成，第1透镜和第2透镜接合，第2透镜组G2由两面为非球面的双凹第3负透镜、凸面朝向物体侧的第4正弯月形透镜构成，第3透镜组G3由两面为非球面的双凸第5正透镜、双凸第6正透镜、双凹第7负透镜构成，第6透镜和第7透镜接合，第4透镜组G4由物体侧的面为非球面的双凸第8正透镜构成。

本实施例的规格为，像高为3.84mm，焦距为6.53～14.29～31.35mm，F数值为3.48～4.75～5.05。

(实施例2)

如图4所示，实施例2的变焦镜头从物体侧依次配置有：正的第1透镜组G1、负的第2透镜组G2、亮度光圈S、正的第3透镜组G3、正的第4透镜组G4，在变倍时，从广角端到望远端，第1透镜组G1向物体侧移动，第2透镜组G2临时向像侧移动后，在中间焦距附近移动方向反转而向物体侧移动，在望远端位于与广角端相比更靠物体侧的位置，第3透镜组G3一边缩小与第2透镜组G2之间的间隔一边向物体侧移动，第4透镜组G4在一边扩大与第3透镜组G3之间的间隔，一边临时向物体侧移动后，在中间焦距附近移动方向反转而向像侧移动，在望远端位于比广角端更靠像侧的位置。亮度光圈S与第3透镜组G3一体地移动。

按照从物体侧起的顺序，第1透镜组G1由两面都为非球面的双凸第1正透镜构成，第2透镜组G2由两面为非球面的双凹第2负透镜、凸面朝向物体侧的第3正弯月形透镜构成，第3透镜组G3由两面为非球面的双凸第4正透镜、凸面朝向物体侧的第5正弯月形透镜、凸面朝向物体侧的第6负弯月形透镜构成，第5透镜和第6透镜接合，第4透镜组G4由物体侧的面为非球面的、凸面朝向物体侧的第7正弯月形透镜构成。

本实施例的规格为，像高为3.84mm，焦距为6.55～14.29～31.34mm，F数值为3.25～3.82～5.05。

(实施例3)

如图5所示，实施例3的变焦镜头从物体侧依次配置有：正的第1透镜组G1、负的第2透镜组G2、亮度光圈S、正的第3透镜组G3、正的第4透镜组G4，在变倍时，从广角端到望远端，第1透镜组G1临时向像侧移动后，在中间焦距附近移动方向反转而向物体侧移动，在望远端位于与广角端相比稍微靠近物体侧的位置，第2透镜组G2一边扩大与第1透镜组G1之间的间隔一边向像侧移动，第3透镜组G3向物体侧移动，第4透镜组G4在一边扩大与第3透镜组G3之间的间隔，一边临时向物体侧移动后，在中间焦距附近移动方向反转而向像侧移动，在望远端位于与广角端相比更靠近像侧的位置。亮度光圈S与第3透镜组G3一体地移动。

按照从物体侧起的顺序，第1透镜组G1由凸面朝向物体侧的第1负弯月形透镜、和两面都为非球面的双凸第2正透镜构成，第2透镜组G2由两面为非球面的双凹第3负透镜、凸面朝向物体侧的第4正弯月形透镜构成，第3透镜组G3由两面为非球面的双凸第5正透镜、物体侧的面为非球面的双凸第6正透镜、双凹第7负透镜构成，第6透镜和第7透镜接合，第4透镜组G4由物体侧的面为非球面的、凸面朝向物体侧的第8正弯月形透镜构成。

本实施例的规格为，像高为3.84mm，焦距为6.53～14.30～31.35mm，F数值为1.84～2.16～2.54。

(实施例4)

如图6所示，实施例4的变焦镜头从物体侧依次配置有：负的第1透镜组G1、亮度光圈S、正的第2透镜组G3、正的第3透镜组G3，在变倍时，从广角端到望远端，第1透镜组G1临时向像侧移动后，在中间焦距附近移动方向反转而向物体侧移动，在望远端位于与广角端相比更靠近像侧的位置，第2透镜组G2一边缩小与第1透镜组G1之间的间隔一边向物体侧移动，第3透镜组G3一边扩大与第2透镜组G2之间的间隔一边向物体侧移动。

按照从物体侧起的顺序，第1透镜组G1由像侧的面为非球面的双凹第1负透镜、和凸面朝向物体侧的第2正弯月形透镜构成，第2透镜组G2由物体侧的面为非球面且凸面朝向物体侧的第3正弯月形透镜、凸面朝向物体侧的第4负弯月形透镜、像侧的面为非球面且凸面朝向物体侧的第5正弯月形透镜构成，第3透镜、第4透镜和第5透镜接合，第3透镜组G3由物体侧的面为非球面的、凸面朝向物体侧的第6正弯月形透镜构成。

在该实施例中，亮度光圈S位于与第3透镜组G3的最靠物体侧的凸面的顶部相比更靠像侧的位置，第3透镜组G3的最靠物体侧的凸面的一部分进入亮度光圈S的开口内，成为一体移动的状态。

本实施例的规格为，像高为4.55mm，焦距为7.53～13.03～21.64mm，F数值为2.88～3.65～4.85。

(实施例5)

如图7所示，实施例5的变焦镜头从物体侧依次配置有：负的第1透镜组G1、亮度光圈S、正的第2透镜组G2、正的第3透镜组G3、正的第4透镜组G4，在变倍时，从广角端到望远端，第1透镜组G1临时向像侧移动后，在中间焦距附近移动方向反转而向物体侧移动，在望远端位于与广角端相比更靠像侧的位置，第2透镜组G2一边缩小与第1透镜组G1之间的间隔一边向物体侧移动，第3透镜组G3在一边扩大与第2透镜组G2之间的间隔，一边临时向物体侧移动后，在中间焦距附近移动方向反转而向像侧移动，在望远端位于与广角端相比更靠像侧的位置，第4透镜组G4与第3透镜组G3之间的间隔临时扩大然后缩小，同时向像侧移动。亮度光圈S与第2透镜组G2一体地移动。

按照从物体侧起的顺序，第1透镜组G1由两面都为非球面的双凹第1负透镜、和凸面朝向物体侧的第2正弯月形透镜构成，第2透镜组G2由两面为非球面的双凸第3正透镜、双凸第4正透镜、双凹第5负透镜构成，第4透镜和第5透镜接合，第3透镜组G3由像侧的面为非球面的双凸第6正透镜构成，第4透镜组G4由两面都为非球面的、凸面朝向像侧的第7正弯月形透镜构成。

本实施例的规格为，像高为4.56mm，焦距为8.04～13.59～23.24mm，F数值为1.84～2.35～3.51。

下面，示出上述各实施例的数值数据，除了上述符号以外，f为全系统焦距，F_NO为F数值，2ω为视场角，WE为广角端，ST为中间状态，TE为望远端，r₁、r₂…为各透镜面的曲率半径，d₁、d₂…为各透镜面之间的间隔，n_d1、n_d2…为各透镜的d线的折射率，v_d1、v_d2…为各透镜的阿贝数。另外，在设x为光的行进方向为正的光轴，设y为与光轴正交的方向时，非球面形状如下式所示。

x＝(y²/r)/[1+{1-(K+1)(y/r)²}^1/2]

+A₄y⁴+A₆y⁶+A₈y⁸+A₁₀y¹⁰+A₁₂y¹²+A₁₄y¹⁴+A₁₆y¹⁶

其中，r为近轴曲率半径，K为圆锥系数，A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆分别为4次、6次、8次、10次、12次、14次、16次的非球面系数。

例1

r₁＝13.941 d₁＝0.80 n_d1＝1.92286 v_d1＝20.88

r₂＝10.260 d₂＝3.33 n_d2＝1.58233 v_d2＝59.40

r₃＝-45.370(非球面) d₃＝(可变)

r₄＝-13.175(非球面) d₄＝0.90 n_d3＝1.83481 v_d3＝42.71

r₅＝4.180(非球面) d₅＝0.80

r₆＝5.674 d₆＝2.07 n_d4＝1.94595 v_d4＝17.98

r₇＝9.459 d₇＝(可变)

r₈＝∞(停止) d₈＝0.00

r₉＝4.390(非球面) d₉＝1.60 n_d5＝1.51573 v_d5＝64.10

r₁₀＝-10.248(非球面) d₁₀＝0.10

r₁₁＝7.016 d₁₁＝2.00 n_d6＝1.77250 v_d6＝49.60

r₁₂＝-4.424 d₁₂＝0.40 n_d7＝1.74950 v_d7＝35.28

r₁₃＝3.071 d₁₃＝(可变)

r₁₄＝27.505(非球面) d₁₄＝1.87 n_d8＝1.74330 v_d8＝49.33

r₁₅＝-21.289 d₁₅＝(可变)

r₁₆＝∞ d₁₆＝0.50 n_d9＝1.51633 v_d9＝64.14

r₁₇＝∞ d₁₇＝0.50

r₁₈＝∞ d₁₈＝0.50 n_d10＝1.51633 v_d10＝64.14

r₁₉＝∞ d₁₉＝0.36

r₂₀＝∞(成像面)

非球面系数

第3面

K＝0.000

A₄＝4.12725×10^-5

A₆＝6.93194×10^-8

A₈＝-5.03992×10^-9

A₁₀＝4.54452×10^-11

第4面

K＝0.232

A₄＝3.06592×10^-4

A₆＝2.98441×10^-5

A₈＝-1.52860×10^-6

A₁₀＝2.61101×10^-8

第5面

K＝-0.394

A₄＝-3.82320×10^-4

A₆＝7.70476×10^-5

A₈＝-2.22263×10^-6

A₁₀＝6.93214×10^-8

第9面

K＝-0.234

A₄＝-9.41013×10^-4

A₆＝4.11176×10^-5

A₈＝4.33798×10^-6

A₁₀＝1.94113×10^-6

第10面

K＝0.000

A₄＝1.53267×10^-3

A₆＝3.70795×10^-5

A₈＝2.25354×10^-6

A₁₀＝4.16624×10^-6

第14面

K＝-187.333

A₄＝1.10703×10^-3

A₆＝-7.60484×10^-5

A₈＝4.34536×10^-6

A₁₀＝-8.93179×10^-8

A₁₂＝1.75310×10^-11

A₁₄＝-1.64580×10^-10

A₁₆＝7.61748×10^-12

变焦数据(∞)

WE ST TE

f(mm) 6.53 14.29 31.35

F_NO 3.48 4.75 5.05

2ω(°) 65.09 29.75 13.53

d₃ 0.83 4.62 9.44

d₇ 7.76 4.82 1.68

d₁₃ 3.33 8.67 9.94

d₁₅ 3.57 3.05 2.74

例2

r₁＝17.576(非球面) d₁＝3.10 n_d1＝1.49700 v_d1＝81.54

r₂＝-34.901(非球面) d₂＝(可变)

r₃＝-12.242(非球面) d₃＝0.80 n_d2＝1.80610 v_d2＝40.92

r₄＝5.092(非球面) d₄＝1.00

r₅＝7.035 d₅＝1.76 n_d3＝1.92286 v_d3＝20.88

r₆＝13.136 d₆＝(可变)

r₇＝∞(停止) d₇＝0.06

r₈＝7.206(非球面) d₈＝1.80 n_d4＝1.77250 v_d4＝49.60

r₉＝-16.361(非球面) d₉＝0.10

r₁₀＝7.946 d₁₀＝1.60 n_d5＝1.72916 v_d5＝54.68

r₁₁＝72.753 d₁₁＝0.70 n_d6＝1.84666 v_d6＝23.78

r₁₂＝3.957 d₁₂＝(可变)

r₁₃＝9.054(非球面) d₁₃＝1.80 n_d7＝1.69895 v_d7＝30.13

r₁₄＝60.902(非球面) d₁₄＝(可变)

r₁₅＝∞ d₁₆＝0.81 n_d8＝1.54771 v_d8＝62.84

r₁₆＝∞ d₁₆＝0.57

r₁₇＝∞ d₁₇＝0.47 n_d9＝1.51633 v_d9＝64.14

r₁₈＝∞ d₁₈＝0.59

r₁₉＝∞(成像面)

非球面系数

第1面

K＝0.000

A₄＝5.04557×10^-5

A₆＝4.78766×10^-8

A₈＝-3.29005×10^-9

A₁₀＝7.61743×10^-11

第2面

K＝0.000

A₄＝1.02541×10^-4

A₆＝-6.32316×10^-7

A₈＝4.94778×10^-9

A₁₀＝-4.47738×10^-12

第3面

K＝0.000

A₄＝4.38031×10^-4

A₆＝6.87497×10^-6

A₈＝-5.54821×10^-7

A₁₀＝1.06885×10^-8

第4面

K＝0.000

A₄＝-2.46251×10^-4

A₆＝1.68652×10^-5

A₈＝-1.46504×10^-6

A₁₀＝-2.60311×10^-9

第8面

K＝0.519

A₄＝-1.40739×10^-3

A₆＝-5.08831×10^-5

A₈＝-9.03189×10^-7

A₁₀＝-1.12315×10^-6

第9面

K＝0.000

A₄＝-7.27152×10^-4

A₆＝-4.73951×10^-5

A₈＝-7.52743×10^-7

A₁₀＝-8.73382×10^-7

第13面

K＝0.000

A₄＝5.21208×10^-4

A₆＝-8.23673×10^-6

A₈＝0

A₁₀＝0

第14面

K＝0.000

A₄＝1.01251×10^-3

A₆＝-1.72933×10^-5

A₈＝8.01285×10^-8

A₁₀＝-3.51319×10^-9

变焦数据(∞)

WE ST TE

f(mm) 6.55 14.29 31.34

F_NO 3.25 3.82 5.05

2ω(°) 69.11 28.86 12.93

d₂ 0.98 6.17 10.16

d₆ 8.50 3.55 1.00

d₁₂ 2.77 3.54 13.19

d₁₄ 4.14 6.03 3.69

例3

r₁＝325.405 d₁＝1.00 n_d1＝2.00069 v_d1＝25.46

r₂＝27.199 d₂＝0.10

r₃＝15.067(非球面) d₃＝4.27 n_d2＝1.77377 v_d2＝47.17

r₄＝-38.403(非球面) d₄＝(可变)

r₅＝-16.420(非球面) d₅＝0.80 n_d3＝1.80610 v_d3＝40.92

r₆＝7.005(非球面) d₆＝3.04

r₇＝20.739 d₇＝1.78 n_d4＝1.94595 v_d4＝17.98

r₈＝160.814 d₈＝(可变)

r₉＝∞(停止) d₉＝0.10

r₁₀＝6.981(非球面) d₁₀＝3.81 n_d5＝1.58913 v_d5＝61.14

r₁₁＝-36.565(非球面) d₁₁＝0.10

r₁₂＝7.062(非球面) d₁₂＝2.72 n_d6＝1.80610 v_d6＝40.92

r₁₃＝-57.657 d₁₃＝0.52 n_d7＝2.00069 v_d7＝25.46

r₁₄＝4.263 d₁₄＝(可变)

r₁₅＝11.540(非球面) d₁₅＝2.30 n_d8＝1.74330 v_d8＝49.33

r₁₆＝62.647 d₁₆＝(可变)

r₁₇＝∞ d₁₇＝0.50 n_d9＝1.54771 v_d9＝62.84

r₁₈＝∞ d₁₈＝0.60

r₁₉＝∞ d₁₉＝0.60 n_d10＝1.51633 v_d10＝64.14

r₂₀＝∞ d₂₀＝0.36

r₂₁＝∞(成像面)

非球面系数

第3面

K＝-0.413

A₄＝-1.62992×10^-5

A₆＝-1.56441×10^-7

A₈＝2.11010×10^-9

A₁₀＝-8.78346×10^-12

第4面

K＝-9.142

A₄＝-5.96973×10^-7

A₆＝-4.80555×10^-8

A₈＝1.47942×10^-9

A₁₀＝-6.75206×10^-12

第5面

K＝-0.720

A₄＝2.01103×10^-5

A₆＝3.69048×10^-6

A₈＝-5.35288×10^-8

A₁₀＝2.68214×10^-10

第6面

K＝-0.713

A₄＝-2.86652×10^-4

A₆＝3.67021×10^-6

A₈＝6.89531×10^-8

A₁₀＝-1.37487×10^-9

第10面

K＝0.199

A₄＝-2.13259×10^-4

A₆＝-3.81513×10^-6

A₈＝2.31037×10^-9

A₁₀＝-1.84701×10^-9

第11面

K＝0.000

A₄＝2.99129×10^-5

A₆＝1.41415×10^-5

A₈＝-6.42403×10^-7

A₁₀＝1.38786×10^-8

第12面

K＝0.000

A₄＝-2.40610×10^-4

A₆＝3.55181×10^-8

A₈＝-2.99979×10^-7

A₁₀＝-1.20631×10^-8

第15面

K＝0.000

A₄＝-3.62021×10^-5

A₆＝4.44206×10^-6

A₈＝-7.43421×10^-8

A₁₀＝2.82397×10^-10

变焦数据(∞)

WE ST TE

f(mm) 6.53 14.30 31.35

F_NO 1.84 2.16 2.54

2ω(°) 69.37 29.94 13.66

d₄ 0.95 6.21 11.54

d₈ 18.14 7.29 1.35

d₁₄ 3.40 4.17 10.53

d₁₆ 3.86 5.80 2.98

例4

r₁＝-161.991 d₁＝0.90 n_d1＝1.80495 v_d1＝40.82

r₂＝6.913(非球面) d₂＝0.99

r₃＝8.642 d₃＝2.00 n_d2＝2.00069 v_d2＝25.46

r₄＝16.041 d₄＝(可变)

r₅＝∞(停止) d₅＝-0.63

r₆＝4.954(非球面) d₆＝1.96 n_d3＝1.80580 v_d3＝40.70

r₇＝1516.267 d₇＝1.23 n_d4＝1.84666 v_d4＝23.78

r₈＝5.425 d₈＝1.82 n_d5＝1.58233 v_d5＝59.30

r₉＝9.657(非球面) d₉＝(可变)

r₁₀＝7.546(非球面) d₁₀＝1.53 n_d6＝1.53113 v_d6＝55.80

r₁₁＝10.842 d₁₁＝(可变)

r₁₂＝∞ d₁₂＝0.50 n_d7＝1.51633 v_d7＝64.14

r₁₃＝∞ d₁₃＝0.50

r₁₄＝∞ d₁₄＝0.50 n_d8＝1.51633 v_d8＝64.14

r₁₅＝∞ d₁₅＝0.44

r₁₆＝∞(成像面)

非球面系数

第2面

K＝-3.870

A₄＝1.41073×10^-3

A₆＝-2.69982×10^-5

A₈＝5.40138×10^-7

A₁₀＝-3.54775×10^-9

第6面

K＝-4.078

A₄＝4.18707×10^-3

A₆＝-1.93051×10^-4

A₈＝1.49474×10^-5

A₁₀＝-5.15576×10^-7

第9面

K＝0.544

A₄＝3.86999×10^-3

A₆＝4.32859×10^-5

A₈＝4.91914×10^-5

A₁₀＝1.74369×10^-7

第10面

K＝0.000

A₄＝-1.91072×10^-4

A₆＝2.67762×10^-5

A₈＝-2.37736×10^-6

A₁₀＝9.64213×10^-8

变焦数据(∞)

WE ST TE

f(mm) 7.53 13.03 21.64

F_NO 2.88 3.65 4.85

2ω(°) 71.26 40.12 24.16

d₄ 14.53 5.73 0.93

d₉ 4.20 4.80 5.98

d₁₁ 3.59 6.48 11.02

例5

r₁＝-29.489(非球面) d₁＝0.85 n_d1＝1.77250 v_d1＝49.60

r₂＝11.494(非球面) d₂＝0.87

r₃＝20.115 d₃＝2.00 n_d2＝2.00330 v_d2＝28.27

r₄＝244.527 d₄＝(可变)

r₅＝∞(停止) d₅＝0.95

r₆＝8.020(非球面) d₆＝2.47 n_d3＝1.58233 v_d3＝59.40

r₇＝-40.089(非球面) d₇＝0.15

r₈＝9.274 d₈＝2.80 n_d4＝1.88300 v_d4＝40.76

r₉＝-3028.174 d₉＝0.50 n_d5＝1.78472 v_d5＝25.68

r₁₀＝4.809 d₁₀＝(可变)

r₁₁＝22.283 d₁₁＝1.68 n_d6＝1.74330 v_d6＝49.33

r₁₂＝-65.895(非球面) d₁₂＝(可变)

r₁₃＝-24.255(非球面) d₁₃＝1.00 n_d7＝1.52542 v_d7＝55.78

r₁₄＝-14.133(非球面) d₁₄＝(可变)

r₁₅＝∞ d₁₅＝0.50 n_d8＝1.51633 v_d8＝64.14

r₁₆＝∞ d₁₆＝0.50

r₁₇＝∞ d₁₇＝0.50 n_d9＝1.51633 v_d9＝64.14

r₁₈＝∞ d₁₈＝0.44

r₁₉＝∞(成像面)

非球面系数

第1面

K＝0.000

A₄＝-1.69022×10^-4

A₆＝3.81608×10^-6

A₈＝-2.61953×10^-8

A₁₀＝-2.43105×10^-12

A₁₂＝3.79084×10^-14

第2面

K＝-1.444

A₄＝-1.93476×10^-4

A₆＝4.60911×10^-6

A₈＝-4.34788×10^-8

A₁₀＝6.66389×10^-10

A₁₂＝-8.53759×10^-12

第6面

K＝-0.075

A₄＝-2.08260×10^-4

A₆＝1.87850×10^-6

A₈＝-2.92497×10^-7

A₁₀＝1.16787×10^-8

第7面

K＝0.000

A₄＝1.18030×10^-4

A₆＝-9.91336×10^-8

A₈＝-1.33341×10^-7

A₁₀＝1.03182×10^-8

第12面

K＝0.000

A₄＝-1.02018×10^-4

A₆＝6.11413×10^-6

A₈＝-1.60498×10^-7

A₁₀＝3.08977×10^-10

第13面

K＝0.000

A₄＝1.34327×10^-3

A₆＝-2.38101×10^-5

A₈＝3.14569×10^-6

A₁₀＝-8.47907×10^-8

第14面

K＝0.000

A₄＝2.89973×10^-3

A₆＝-1.11093×10^-4

A₈＝7.73839×10^-6

A₁₀＝-1.66208×10^-7

变焦数据(∞)

WE ST TE

f(mm) 8.04 13.59 23.24

F_NO 1.84 2.35 3.51

2ω(°) 61.20 36.31 21.48

d₄ 15.41 5.04 0.74

d₁₀ 4.35 7.69 18.75

d₁₂ 1.20 4.08 1.83

d₁₄ 2.80 1.05 0.80

图8～图12分别示出以上的实施例1～5的无限远物点对焦时的像差图。在这些像差图中，(a)表示广角端的球面像差、像散、畸变像差和倍率色差，(b)表示中间状态的球面像差、像散、畸变像差和倍率色差，(c)表示望远端的球面像差、像散、畸变像差和倍率色差。另外，各像差图中，“FIY”表示像高(mm)。

上述实施例1～5的条件式(1)～(6)的值如下所示。

条件式实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5

(1) 4.82 5.28 4.24 5.74 5.54

(2) 9.79 12.24 8.50 11.39 10.30

(3) -6.82 -8.42 -6.22 -17.41 -17.39

(4) 1.01 1.42 0.91 1.55 1.85

(5) 0.61 1.08 0.64 1.38 1.58

(6) -0.38 -0.70 -0.32 -1.44 -0.93

Claims

1.一种进行电图像恢复处理的摄像装置，该摄像装置具有：

变焦镜头，其具有多个透镜组，改变由所述多个透镜组所夹持的间隔，来进行从广角端到望远端的变焦；

所述图像恢复处理部中的进行所述图像恢复的信号处理包含：使用基于与所述变焦镜头的成像性能有关的点像强度分布的复原滤波器，进行电图像恢复的处理，

并且，所述变焦镜头和所述摄像元件之间的关系满足以下条件式(1)，

2 < (L \cdot f_{w} \cdot \sqrt{} Fno) / (f_{t} \cdot Ih) < 7 . . . (1)

其中，L是光轴上从变焦镜头的最靠近物体侧的折射面到摄像面的长度的最大长度，f_w是广角端的变焦镜头全系统的焦距，f_t是望远端的变焦镜头全系统的焦距，Fno是望远端的最小F数值，Ih是摄像面的有效摄像区域的对角长度的一半，有效摄像区域是形成所述像的所述摄像面上的区域中用于图像显示的最大区域，在所述变焦镜头具有对焦功能的情况下，各值为对焦到光轴上的最远距离物上的状态下的值。

2.根据权利要求1所述的进行电图像恢复处理的摄像装置，

所述变焦镜头和所述摄像元件之间的关系满足以下条件式(2)

5＜f_GPmax·Fno/Ih＜15 ···(2)

其中，f_GPmax是变焦镜头中的多个透镜组中、正光焦度最大的透镜组的焦距。

3.根据权利要求1所述的进行电图像恢复处理的摄像装置，

所述图像恢复处理部中的进行所述图像恢复的信号处理包含：通过使用所述复原滤波器的重叠合法运算，进行电图像恢复的处理。

4.根据权利要求3所述的进行电图像恢复处理的摄像装置，

所述图像恢复处理部中的图像恢复的处理包含：使用所述复原滤波器进行反复运算的处理。

5.根据权利要求1所述的进行电图像恢复处理的摄像装置，

所述变焦镜头包含满足以下条件式(3)的负透镜组，

4＜|f_GNmax·Fno/Ih|＜25 ···(3)

6.根据权利要求1所述的进行电图像恢复处理的摄像装置，

所述变焦镜头和所述摄像元件之间的关系满足以下条件式(4)，

0.5 < (D_{z \max} \cdot f_{w} \cdot \sqrt{} Fno) / (f_{t} \cdot Ih) < 2 . . . (4)

7.根据权利要求1所述的进行电图像恢复处理的摄像装置，

所述变焦镜头包含满足以下条件式(5)的正透镜，

0.3＜f_LPmax·Fno/f_t＜2 ···(5)

其中，f_LPmax是变焦镜头中的正光焦度最大的正透镜的焦距，f_t是望远端的变焦镜头全系统的焦距。

8.根据权利要求1所述的进行电图像恢复处理的摄像装置，

所述变焦镜头包含满足以下条件式(6)的负透镜，

0.15＜|f_LNmax·Fno/f_t|＜1.65 ···(6)

其中，f_LNmax是变焦镜头中的负光焦度最大的负透镜的焦距，f_t是望远端的变焦镜头全系统的焦距。

9.根据权利要求1所述的进行电图像恢复处理的摄像装置，

该摄像装置包含信息保存部，该信息保存部保存与所述变焦镜头的成像性能有关的所述点像强度分布的信息，

所述图像恢复处理部考虑所述信息保存部中所保存的所述信息，来进行图像恢复。

10.根据权利要求1所述的进行电图像恢复处理的摄像装置，

根据所述变焦镜头的变焦状态，使用不同的点像强度分布的信息来进行图像恢复。

11.根据权利要求10所述的进行电图像恢复处理的摄像装置，

该摄像装置包含信息保存部，该信息保存部保存与所述变焦镜头的变焦状态对应的不同的点像强度分布的信息，

12.根据权利要求1所述的进行电图像恢复处理的摄像装置，

根据所述摄像面上的位置，使用不同的点像强度分布的信息来进行图像恢复。

13.根据权利要求12所述的进行电图像恢复处理的摄像装置，

该摄像装置包含信息保存部，该信息保存部保存与所述摄像面上的位置对应的不同的点像强度分布的信息，

14.根据权利要求1所述的进行电图像恢复处理的摄像装置，

根据所述变焦镜头的对焦状态，使用不同的点像强度分布的信息来进行图像恢复。

15.根据权利要求14所述的进行电图像恢复处理的摄像装置，

该摄像装置包含信息保存部，该信息保存部保存与所述变焦镜头的对焦状态对应的不同的点像强度分布的信息，

16.一种进行电图像恢复处理的摄像装置，该摄像装置具有：

并且，所述变焦镜头和所述摄像元件之间的关系满足以下条件式(2)，

5＜f_GPmax·Fno/Ih＜15 ···(2)