CN102396216A - 摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像装置，其具备：像侧非远心摄像光学系，其具有第一透镜(1)、通过了第一透镜的光入射的第二透镜(2)、检测通过了第二透镜(2)的光的具有摄像面(4i)的摄像元件(4)；位置变化部(凸轮机构6及电动机8)，其在曝光时间中使第一透镜(1)和第二透镜(2)之间的第一距离、及、第二透镜(2)和摄像元件(4)之间的第二距离分别变化；信号处理部(9)，其使用从摄像元件(4)输出的电信号生成图像，摄像元件(4)在第一距离及第二距离变化的曝光时间中将到达摄像面(4i)的光变换成电信号。

Description

摄像装置

技术领域

本发明涉及照相机等摄像装置。

背景技术

摄像装置中，在被拍摄体的位置包含于被摄界深度的范围内的情况下，可以摄像聚焦好的鲜艳的图像。为取得扩展了被摄界深度的图像，通过增大摄像光学系的F值(ナンバ一)来应对，但当增大F值时，光量降低。

专利文献1中公开有如下技术，通过设为将被拍摄体及镜筒的至少一方在曝光时间中动作的构成，不增大F值而扩展被摄界深度。专利文献1中公开的构成为对于显微镜等物体侧远心光学系有效的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开昭60-68312号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本申请发明者发现，在对摄像宽视野的照相机应用专利文献1所示的方法的情况下，存在如下课题。

在像侧远心(テレセントリツク)光学系中，如果采用曝光时间中使透镜镜筒及摄像面的至少一方动作的构成，则可以使后焦点变化，得到扩展了被摄界深度的效果。

但是，如果将摄像宽视野的照相机的光学系设为像侧远心，则因透镜片数的增加而光学长度变长，因此，导致摄像装置的大型化及高成本化。

另一方面，在使用不是像侧远心的光学系的情况下，如果在曝光时间中使镜筒及摄像面的至少一方动作，则在曝光的图像的周边部发现以光轴为中心放射状地流散。就这种放射状的流散而言，其原因为曝光时间中摄于摄像面的像的位置(像的大小)发生变化。即使使用维纳滤光器(ウイナ一フイルタ)那种图像复原滤光器对放射状的流散进行处理，也难以将图像充分复原。

本发明是为解决上述课题而创立的，其主要目的在于，提供一种被摄界深度大且可以抑制在图像的周边部产生放射状的流散(流れ)的摄像装置及摄像方法。

用于解决课题的手段

本发明提供一种摄像装置，其具备：像侧非远心摄像光学系，其具有第一透镜、通过了所述第一透镜的光入射的第二透镜、检测通过了所述第二透镜的光的具有摄像面的摄像元件；位置变化部，其在曝光时间中使所述第一透镜和所述第二透镜之间的第一距离、及所述第二透镜和所述摄像元件之间的第二距离分别变化；信号处理部，其使用从所述摄像元件输出的电信号生成图像，所述摄像元件在所述第一距离及所述第二距离变化的所述曝光时间中将到达所述摄像面的光变换成所述电信号。

本发明提供一种摄像装置的摄像方法，摄像装置具备：像侧非远心摄像光学系，其具有第一透镜、通过了所述第一透镜的光入射的第二透镜、检测通过了所述第二透镜的光的具有摄像面的摄像元件；信号处理部，其使用从所述摄像元件输出的电信号生成图像，其中，包括：第一步骤，在曝光时间中使所述第一透镜和所述第二透镜之间的第一距离、及所述第二透镜和所述摄像元件之间的第二距离一边分别变化一边取得到达所述摄像元件的摄像面的光；第二步骤，所述信号处理部基于在所述第一步骤取得的光的电信号生成图像。

发明效果

根据本发明，通过一边使第二透镜和摄像元件之间的第二距离变化边取得到达了摄像面的光，可以增大被摄界深度。进而，通过一边使第一透镜和第二透镜之间的第一距离变化一边取得到达了摄像面的光，可以降低曝光时间中摄于摄像面的像的位置变化。这样，可以降低所生成的图像的周边部的劣化，因此，即使在具有像侧非远心的摄像光学系的摄像装置中，也能够增大被摄界深度，并且能够遍及图像全域得到清晰度高的图像。

附图说明

图1是示意性表示本发明实施方式1的摄像装置的剖面图。

图2是本发明实施方式1的摄像装置的凸轮机构的构造图。

图3是本发明实施方式1的摄像装置的摄像光学系的剖面图。

图4中，(1)是表示光学系的球面像差的图表，(2)是表示光学系的像散的图表，(3)是表示光学系的畸变像差的图表。

图5中，(1)～(3)是表示在图1的摄像装置中将第一透镜和第二透镜固定而进行摄像的情况下的每被拍摄体距离每的PSF的图。

图6中，(1)～(3)是表示在图1的摄像装置中将第一透镜和第二透镜固定进行摄像的情况下的每被拍摄体距离的坐标图像的图。

图7中，(1)～(3)是表示在图1的摄像装置中将第一透镜第二透镜移动而进行摄像的情况下的每被拍摄体距离的PSF图。

图8中，(a)～(e)是对MTF的导出进行说明的图。

图9中，(1)～(3)是在图1的摄像装置中将第一透镜和第二透镜固定进行摄像的情况下的每被拍摄体距离的MTF的图表。

图10中，(1)～(3)是表示在图1的摄像装置中将第一透镜和第二透镜移动而进行摄像的情况下的每被拍摄体距离的MTF的图表。

图11中，(1)～(3)是表示通过图1的摄像装置取得的每被拍摄体距离的复原前的坐标图像的图。

图12中，(1)～(3)是基于点扩展函数复原的情况下的MTF的图表。

图13中，(1)～(3)是表示由图1的摄像装置取得的每被拍摄体距离的复原后的坐标图像的图。

图14中，(a)及(b)是示意性表示图1的摄像装置的不同的形态的图。

图15是示意性表示本发明实施方式2的摄像装置的剖面图。

图16是本发明实施方式2的摄像装置的摄像光学系的剖面图。

图17中，(1)～(3)是分别表示图16的光学系的球面像差、像散及畸变像差的图表。

图18是示意性表示比较例的摄像装置的图。

图19是比较例的摄像装置的摄像光学系的剖面图。

图20中，(1)～(3)是分别表示图19的光学系的球面像差、像散及畸变像差的图表。

图21中，(1)～(3)是表示图18的摄像装置的每被拍摄体距离的PSF图表。

图22中，(1)～(3)是表示图18的摄像装置的每被拍摄体距离的MTF的图表。

图23中，(1)～(3)是表示图18的摄像装置的每被拍摄体距离的复原前的坐标图像的图。

图24中，(1)～(3)是表示图18的摄像装置的每被拍摄体距离的复原后的MTF的图表。

图25中，(1)～(3)是表示图18的摄像装置的每被拍摄体距离的复原后的坐标图像的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1)

图1是表示本发明实施方式1的摄像装置100的构成的示意图。摄像装置100具备：由第一透镜1、第二透镜2、光圈3、和具有摄像面4i的摄像元件4构成的非远心摄像光学系；快门机构5；包含凸轮筒及固定筒的凸轮机构6；控制部7；电动机8；以及信号处理部9。

第一透镜1被配置于比第二透镜2更靠被拍摄体侧。来自被拍摄体的光在通过第一透镜1后向第二透镜2入射。第二透镜2被配置于第一透镜1和摄像元件4之间。通过了第二透镜2的光在摄像元件4的摄像面4i被检测出。

凸轮机构6及电动机8构成位置变化部。电动机8基于来自控制部7的控制信号使凸轮机构6动作。凸轮机构6使第一透镜1和第二透镜2之间的距离(相对位置)、及第二透镜2和摄像元件4之间的距离(相对位置)分别变化。具体而言，在开放光圈3的期间(期间)，使第二透镜2从初始位置(实线)2A移动至最终位置(虚线)2B，由此使第二透镜2和摄像元件4的摄像面之间的距离发生变化。且，通过使第一透镜1从初始位置(实线)1A移动至最终位置(虚线)1B，使其与第二透镜2和摄像元件4的摄像面的距离的变化连动，使第一透镜1和第二透镜2之间的距离发生变化。另外，在本实施方式中，也可以使光圈3作为快门起作用。

摄像元件4在使光圈3的期间将到达摄像面4i的光变换为电信号。

更具体而言，在使光圈3开放的期间，摄像元件4连续地取得入射到摄像面4i的光，将该光持续变换为电荷。在经过曝光时间后，快门机构5将光圈3关闭。之后，摄像元件4将在曝光时间内所蓄积的电荷作为电信号输出向信号处理部9。信号处理部9基于电信号生成图像。

根据本实施方式，通过一边使第二透镜和摄像元件之间的距离变化一边进行摄像，可增大被摄界深度。

第二透镜2向接近被拍摄体的方向(从初始位置2A朝向最终位置2B的方向)动作。与该动作连动，第一透镜1向远离被拍摄体的方向(从初始位置1A朝向最终位置1B的方向)动作。通过第一透镜1向这样的方向动作，相比第一透镜1和第二透镜2之间的距离为一定的情况，在摄像面4i的图像的位置的变化变小。但是，该比较是以在第一透镜1和第二透镜2之间的距离发生变化的情况和一定的情况两情况下第二透镜2和摄像元件4之间的距离的变化相同为前提。

本实施方式中，优选的是，在使光圈3开放的期间，使第一透镜1和第二透镜2之间的距离、及第二透镜2和摄像元件4之间的距离发生变化，由此，使摄像元件4的摄像面4i的图像的位置成为一定(大致一定)。“图像的位置为一定”具体而言是指图像的位置变化在其规定的时间总是取大约1～2像素的范围内的值。

第一透镜1和第二透镜2可以分别由单透镜构成，也可以为由多个透镜构成的透镜组。

另外，在上述的说明中，使光圈3开放的时间和第一透镜1及第二透镜2移动的时间大致一致。在本实施方式中，它们也可以不一致。即，可以仅在使光圈3开放的时间中的一部分时间使第一透镜1及第二透镜2移动，也可以仅在使第一透镜1及第二透镜2移动的时间的一部分时间将光圈3开放。另外，第一透镜1及第二透镜2的动作自身可以不连续也可以暂时停止。例如，第一、第二透镜1、2在0.01秒～0.1秒程度的时间内连续移动。

本实施方式中，光圈3也实现作为快门的作用。该情况下，“曝光时间”是指通过将光圈3开放而向摄像面4i入射光的时间。在本实施方式中，除光圈3之外，也可以另外设置快门。该情况下，作为快门，例如只要将隔板等部件设于光圈3和摄像元件4之间即可。该情况下，“曝光时间”是指通过将隔板等部件开放而向摄像面4i入射光的时间。另外，本实施方式中，也可以通过摄像元件4的电子快门而切换：是否检测向摄像面4i入射的光。该情况下，“曝光时间”是指摄像元件的电子快门处于开放状态，检测向摄像面4i入射的光的时间。

图2是凸轮机构6的构成图，由保持第一透镜的第一透镜镜筒A、保持第二透镜的第二透镜镜筒B、保持第一透镜镜筒A及第二透镜镜筒B的凸轮筒C、保持凸轮筒C的固定筒D构成。在第一透镜镜筒A的周围，沿从透镜的中心朝向透镜的外侧的方向设有凸状的第一凸轮随动件A1，在第二透镜镜筒B的周围，沿从透镜的中心朝向透镜的外侧的方向也设有凸状的第二凸轮随动件B1。另外，在凸轮筒C上设有贯通凸轮筒C的第一凸轮槽C1和第二凸轮槽C2。在第一凸轮槽C1内配置有第一凸轮随动件A1，在第二凸轮槽C2内配置有第二凸轮随动件B1。

第一凸轮槽C1及第二凸轮槽C2在凸轮筒C的表面分别具有细长的孔，它们的长度方向分别从摄像面4i倾斜。通过使凸轮筒C旋转，第一凸轮槽C1、第二凸轮槽C2也旋转移动。因此，在第一凸轮槽C1内的第一凸轮随动件A1的相对的位置发生变化，第二凸轮槽C2内的第二凸轮随动件B1的相对的位置发生变化。如上述，由于第一凸轮槽C1及第二凸轮槽C2的长度方向从摄像面4i倾斜，所以当使凸轮筒C旋转时，第一透镜镜筒A及第二透镜镜筒B的光轴方向的位置发生变化。通过第一凸轮槽C1及第二凸轮槽C2的长度方向的倾斜的大小决定第一透镜镜筒A和第二透镜镜筒B的相对的位置关系。在凸轮筒C的端部设有传递来自电动机的旋转的第一齿轮CG。

另外，在固定筒D的内侧设有第一导向槽D1及第二导向槽D2。在第一导向槽D1及第二导向槽D2内配置有第一凸轮随动件A1及第二凸轮随动件B1。第一导向槽D1在第一凸轮随动件A1的光轴方向的移动范围设置，第二导向槽D2在第二凸轮随动件B1的光轴方向的移动范围设置。即，第一导向槽D1及第二导向槽D2的长度方向朝向与光轴平行的方向。当使凸轮槽C旋转时，第一凸轮随动件A1在第一导向槽D1内移动，第二凸轮随动件B1在第二导向槽D2移动。这样，第一导向槽D1及第二导向槽D2可以将第一透镜镜筒A和第二透镜镜筒B分别沿光轴方向进行导向。

在电动机8上设有用于向设于凸轮筒C的第一齿轮CG传递电动机的旋转的第二齿轮8G。通过这样的构成，在图1的光圈3的开放时即曝光时间中通过使电动机8，凸轮筒C进行旋转，伴随凸轮筒C的旋转，第一透镜镜筒A和第二透镜镜筒B分别沿光轴方向移动。通过第一透镜镜筒A和第二透镜镜筒B的移动，与第二透镜2和摄像元件4的摄像面的距离的变化连动，第一透镜1和第二透镜2的距离发生变化。

对摄像装置100的图像取得流程之一例进行说明。首先，通过来自控制部7的控制信号控制快门机构5，将光圈3设为开放状态。第一透镜1和第二透镜2分别处于初始位置1A、1B。与光圈3的开放大致同时，通过控制部7驱动电动机8，经由凸轮机构6，使第一透镜1和第二透镜2动作至最终位置1B、2B。此时，第二透镜2及光圈3一体移动。

第一透镜1和第二透镜2的移动量分别以成为a、b的方式，换言之第一透镜1和第二透镜2的距离的变化量为a+b、第二透镜2和摄像元件4的摄像面的距离的变化量为b的方式进行设计。第一透镜1和第二透镜2之间的距离在移动后缩短a+b，第二透镜2和摄像元件4的摄像面之间的距离缩短b。

通过适当地设定摄像光学系的设计参数和a、b的值，曝光时间中可以使摄像面4i的图像的大小总是一定。详细后述。其次，在第一透镜1和第二透镜2的停止的大致同时，通过来自控制部7的控制信号控制快门机构5，将光圈3关闭。摄像元件4将在曝光时间中检测到的光变换成电信号向信号处理部9输出。信号处理部9对从摄像元件4取得的数据进行处理。生成单一的图像并输出。

在此，第二透镜2的初始位置2A为存在于最长摄影距离的被拍摄体的像在摄像面合焦的位置，最终位置2B为存在于最短摄影距离的被拍摄体的像在摄像面合焦的位置。最长摄影距离为期望通过摄像装置100进行焦点对合的摄像的被拍摄体距离的范围中最大的距离，最短摄影距离为同样的被拍摄体距离的范围中最小的距离。它们根据摄像装置100的规格预先设定。本实施方式中，初始位置2A对应于最长摄影距离，最终位置2A对应于最短摄影距离，但它们也可以颠倒。该情况下，第一透镜1的初始位置1A及最终位置1B也可以相反。另外，从最长摄影距离到最短摄影距离的范围(摄影距离范围)也可以预先根据模式设定多个。

如上，通过在曝光时间中使第二透镜2移动(使后焦点变化)，预先设定的摄影距离范围内的任意的距离的被拍摄体的合焦位置在摄像面4i存在。由此，可以扩展被摄界深度。另外，如图1所示，通过与第二透镜2的移动连动的第一透镜1的移动，可以降低因第二透镜2的移动而产生的图像的位置的变化。由此，即使为图像侧具有非远心的摄像光学系的摄像装置，也能够遍及图像全域得到被摄界深度扩展的效果。

以下对实际的设计例进行说明。

图3为通过以1组1片设计图1的摄像光学系的第一透镜，以3组3片透镜设计第二透镜2的例。透镜组2A、2B、2C相当于图1中说明的第二透镜2。图3中，摄像光学系具备滤光器10。

表1、表2及表3分别表示图3所示的摄像光学系的设计数据。表1和表2中，Ri表示各面的近轴曲率半径(mm)，di表示各面的与邻接面的面中心间隔(mm)，nd表示透镜或滤光器的d线的折射率，vd表示透镜或滤光器的d线的阿贝数。另外，就非球面形状而言，在设距面顶点的接平面的光轴方向的距离为x(mm)、距光轴的高度为h(mm)，且以r为近轴曲率半径，以k为圆锥常数，以Am(m＝4、6、8、10)为第m次的非球面系数时，通过(数学式1)表示。

〔数学式1〕

$x=\frac{\frac{1}{r}{h}^2}{1+\sqrt{1-(1+k){\left(\frac{1}{r}\right)}^2{h}^2}}+A_4{h}^4+A_6{h}^6+A_8{h}^8+A_{10}{h}^{10}$

另外，表3表示变动部位的面间隔和半视场角24°的像高。表3中，位置1与图1的第一透镜1和第二透镜2的初始位置1A、2A相对应，位置3同样与最终位置1B、2B相对应，位置2与初始位置1A、2A和最终位置1B、2B的中间位置相对应。另外，本设计例中，位置1表示处于大致10000mm的被拍摄体距离的被拍摄体的像最合焦的位置，位置2表示处于大致600mm的被拍摄体距离的被拍摄体的像最合焦的位置，位置3表示处于大致300mm的被拍摄体距离的被拍摄体的像最合焦的位置。

表1

焦距＝5.2mm，F值＝2.8，波长450mm∶550nm∶650nm＝1∶1∶1

视场角2ω＝48°，有效摄像圆径＝Ф4.66mm

面序号	Ri	di	nd	vd
					物体	∞	600	-	-
R1面	20	0.4	1.5253	56.0
					R2面	∞	0.445	-	-
光圈	∞	0.2	-	-
					R3面	4.438247	2.17	1.5253	56.0
R4面	-1.78968	0.3	-	-
					R5面	-0.9101938	1.18	1.5855	29.9
R6面	-5.90732	0.26	-	-
					R7面	1.514478	1.56	1.5253	56.0
R8面	3.617253	1.575	-	-
					滤光器1面	∞	0.4	1.5168	62.2
滤光器2面	∞	0.5	-	-
					像面	∞	-	-	-

表2

	k	A4	A6	A8	A10
						R3面	-30.13955	0.038728059	-0.033368391	0.022733345	-0.008609943
R4面	-6.410254	-0.077172215	0.019340965	0.005818105	-0.004774372
						R5面	-3.002975	-0.072349886	0.036213137	0.000752965	-0.004491277
R6面	-14.74982	-0.0276859	0.015635578	-0.003416599	0.00030754
						R7面	-4.162012	-0.0000663732	-0.002295087	0.000193385	-0.0000405691
R8面	-9.626933	0.012200199	-0.00679268	0.001027742	-0.0000785031

表3

面序号	位置1	位置2	位置3
				R2面	0.6	0.445	0.29
R8面	1.53	1.575	1.62
				像高	2.329	2.329	2.329

图4中(1)、(2)及(3)分别表示表3的位置2的球面像差、像散及畸变像差。

摄像光学系的设计参数及第二透镜2的初始位置2A及移动距离b的决定通过勘察透镜像差的影响及被摄界深度后导出最适值而进行。另外，随之，第一透镜1的初始位置1A及移动距离a以摄像面4i的像高如表3的最下段那样为一定的方式、即以通过第二透镜2的移动而产生的图像的位置不变化的方式进行设定。由此，在曝光时间中使第一透镜及第二透镜的位置变化进行摄影的图像的周边部不会放射状地流散，因此，能够抑制图像周边部的劣化。

其次，对于本实施方式的效果，相比固定了摄像光学系的情况(比较例)进行详细说明。

图5中，对于像高0成和像高10成分别表示将摄像光学系固定于表3的位置2的状态的情况下的每被拍摄体距离的PSF(Point Spread Function)的2维强度分布。另外，“像高”相当于距图像中心的距离，像高0成是指图像中心部分，像高10成是指距图像中心的距离为最大的部分。另外，2维强度分布的各图表的左侧配置的图表表示切线方向的PSF剖面，下侧配置的图表表示弧矢(サヅタル)方向的PSF剖面。在将摄像光学系固定于位置2的状态的情况下，可知因被拍摄体距离及像高而使得PSF的2维强度分布大幅变化。

另外，图6为表示对于像高0成和像高10成分别通过模拟而取得将摄像光学系固定于表3的位置2的状态的情况下的每被拍摄体距离的坐标图像的图像的图。对于位置2而言，可知，由于处于被拍摄体距离600mm的被拍摄体的像最合焦，所以在图6中，在被拍摄体距离600mm成为最鲜艳的图像，在被拍摄体距离300mm和10000mm，图像劣化。

图7中，对于像高0成和像高10成分别表示在本实施方式的前述的图像取得流程摄像的情况下的每被拍摄体距离的PSF的2维亮度分布。在曝光时间中，R2面(R2面和光圈间)和R8面(R8面和F1面间)的面间隔分别以成为表3的位置1、位置2、位置3的状态的方式依次等速运动。通过这样的图像取得流程，如图7所示，可以使被拍摄体距离及像高发生变化时的PSF的2维强度分布的变化大幅减少。

图8是表示用于测定摄像光学系的MTF(Modulation TransferFunction)的一般的顺序的图。图8(a)为黑白的边界成为完全的阶梯状的坐标图。在摄像图8(a)的坐标图时，可取得图8(b)的图像，黑白的边界部的清晰度因摄像光学系的点扩展函数而劣化。图8(c)表示图8(b)的图像的灰度的剖面，对其积分后，得到图8(d)的LSF(Line SpreadFunction)。通过对LSF进行傅立叶变换，可取得图8(e)的摄像光学系的MTF。在此，沿切线方向和弧矢方向分别摄像图8(a)的坐标图，通过对各自的LSF进行傅立叶变换，可取得切线方向的MTF和弧矢方向的MTF。通常，MTF值越高则图像的清晰度越高。

图9为将摄像光学系固定于表3的位置2的状态的情况下的每被拍摄体距离的MTF的图表。图9的MTF按前述的图8(a)～(e)的顺序取得。在此，相当于图8(b)的图像通过将摄像元件的像素间距设为1.8μm并进行模拟而取得。可知，在位置2，由于处于被拍摄体距离600mm的被拍摄体的像最合焦，所以，在图9中，在被拍摄体距离300mm和10000mm，相比被拍摄体距离600mm，高频侧的MTF降低。另外，图6所示的坐标图像成为以图9的MTF为标准的画质。

图10为在本实施方式的前述的图像取得流程摄像的情况下的每被拍摄体距离的MTF的图表，按前述的图8的(a)～(e)的顺序取得。可知，相比图9的被拍摄体距离300mm和10000mm的MTF图表，高频侧的MTF的降低被抑制。

图11为表示对于像高0成和像高10成分别通过模拟取得在本实施方式的前述的图像取得流程摄像的情况下的每被拍摄体距离的坐标图像的图像的图。图11所示的图像成为以图10的MTF特性为标准的画质。与图6的比较例(在位置2固定并取得的图像)相比，可知，虽然被拍摄体距离600mm的图像的清晰度稍微劣化，但对于被拍摄体距离300mm和10000mm的图像的清晰度提高。另外，可知，与中央部比较的图像周边部的劣化可以抑制在最小限。

其次，对基于PSF将劣化图像(摄影图像)复原的方法进行说明。以劣化前的原图像为f(x、y)，以PSF为h(x、y)时，劣化后(摄影后)的图像g(x、y)可以由(数学式2)表示。

〔数学式2〕

$g(x,y)=f(x,y)\⊗h(x,y)$ (表示卷积)

对(数学式2)的两边进行傅立叶变换后，成为(数学式3)。

〔数学式3〕

G(u，v)＝F(u，v)H(u，v)

在此，通过将(数学式4)的逆滤光器Hinv(u、v)适用于劣化图像G(u、v)，如(数学式5)，求出原图像的2维傅立叶变换F(u、v)。通过对其进行逆傅立叶变换，可以作为复原图像得到原图像f(x、y)。

〔数学式4〕

$\mathrm{Hinv}(u,v)=\frac{1}{H(u,v)}$

〔数学式5〕

F(u，v)＝Hinv(u，v)G(u，v)

但是，由于在H(u、v)成为0或极小的值时，Hinv(u、v)发散，因此，使用(数学式6)的维纳滤光器Hw(u、v)将劣化图像复原。

〔数学式6〕

$\mathrm{Hw}(u,v)=\frac{1}{H(u,v)}\frac{{\left|H(u,v)\right|}^2}{{\left|H(u,v)\right|}^2+{\left|N(u,v)\right|}^2/{\left|F(u,v)\right|}^2}$

(数学式6)中，N(u、v)为噪声。通常，由于噪声和原图像F(u、v)是未知的，所以实际上使用常数k由(数学式7)的滤光器将劣化图像复原。

〔数学式7〕

$\mathrm{Hw}(u,v)=\frac{1}{H(u,v)}\frac{{\left|H(u,v)\right|}^2}{{\left|H(u,v)\right|}^2+k}$

图12为在本实施方式中使用(数学式7)的逆滤光器将相当于图8(b)的取得图像(摄影图像)复原且根据图8(c)～(e)的顺序取得的MTF的图表。另外，(数学式7)的常数k通过将使k变化时的各自的复原图像的清晰度进行比较而决定。如图7所示，本实施方式中，由于即使被拍摄体距离、像高发生变化，PSF也很少变动，所以与被拍摄体距离及像高无关，可以基于单一的PSF将图像整体复原。本实施方式中，使用通过以曝光时间中摄像元件的摄像面的图像不发生位置变化的方式使第一透镜及第二透镜的位置变化，同时对点光源进行摄影而取得的图像(被拍摄体距离600mm像高0成)的PSF，而进行复原。可知，在任意的被拍摄体距离，高频侧的MTF相比图10的复原前的MTF均提高。

另外，图13表示图11的复原后的图像，为以图12的MTF特性为基准的画质。可知，复原后的图像相比图11的复原前的图像，清晰度提高。

另外，本实施方式的图像复原处理在图1所示的信号处理部9执行。

如上，本实施方式中，通过包含凸轮机构6及电动机8的位置变化部，使第一透镜1和第二透镜2一边连动移动，一边进行曝光。由此，由于可降低在曝光时间中可能产生的投射于摄像面的图像的位置变化，因此，可以降低所生成的图像的周边部的劣化。由此，即使是像侧具有非远心光学系即摄像光学系的摄像装置，遍及图像全域也能够得到被摄界深度扩张的效果。

另外，由于图像周边部的PSF不向放射方向扩展，另外，即使被拍摄体距离、像高发生变化，PSF的变动也少，因此，与被拍摄体距离、像高无关，可以基于单一的PSF使图像复原。由此，遍及图像全域可以得到被摄界深度扩展的效果，且可以取得清晰度更高的图像。另外，由于可基于单一的PSF将图像复原，所以不需要存储每图像位置的PSF，可以抑制运算负荷及存储消耗。

另外，本实施方式中，将摄像元件4固定并使第一透镜1和光圈3及第二透镜2移动，但本发明不限于此。即，由于只要第一透镜1和第二透镜2的距离的变化量为a+b，第二透镜2和摄像元件4的摄像面的距离的变化量为b即可，因此，例如图14(a)所示，也可以为将第二透镜2及光圈3固定并使第一透镜1和摄像元件4移动的构成。即使为图14(a)的情况，表3的面间隔的关系也相同，在使第一透镜1的移动量和第二透镜2的移动量与图1的a、b相对应地进行叙述时，分别为a+b、b。同样，如图14(b)所示，也可以为将第一透镜1固定并使第二透镜2和光圈3及摄像元件4移动的构成。即使为图14(b)的情况，表3的面间隔的关系也相同，在使第二透镜2和光圈3的移动量和摄像元件4的移动量与图1的a、b相对应地进行叙述时，分别成为a+b、a。图14(a)、(b)中，也可以使用与图2相同的凸轮槽及凸轮随动件。

另外，本实施方式中，用于复原的PSF也可以使用图1所示的摄像光学系预先对点光源进行摄影而取得。在对点光源进行摄影时，第一透镜1及第二透镜2以与用于取得成为复原的对象的图像的摄影时的第一透镜1及第二透镜2的位置的变化相同的条件移动。或者，也可以通过模拟取得用于复原的PSF。PSF被存储于在摄像装置100内的信号处理部9的内部或外部设置的存储部。在预先设定的摄影距离范围为多个的情况下，只要存储与摄影距离范围相对应的PSF即可。

另外，本实施方式中，使用单一的PSF进行图像复原，但也可以取得对应于像高的PSF并进行存储，且利用在各像高相对应的PSF进行复原。在后述的比较例中，因图像周边部的劣化而像高10成的MTF值即使为空间频率低的区域(50～1501p/mm)也为接近0的值，因此，假如使用与像高相对应的PSF，也能够充分提高清晰度。但是，根据本实施方式的摄影，由于可以抑制图像周边部的劣化，所以如图10所示，在空间频率低的区域(50～1501p/mm)确保MTF值。因此，通过使用PSF而进行复原，可以充分提高清晰度。

(实施方式2)

下面，对第一透镜1和第二透镜2之间的距离的变化量、和第二透镜2和摄像元件4的摄像面之间的距离的变化量为同量的构成进行说明。

图15是表示本实施方式的摄像装置101的构成的示意图。摄像装置101具备由第一透镜1、光圈3、第二透镜2、摄像元件4构成的非远心摄像光学系；快门机构5；控制部7；电动机8；以及信号处理部9。第二透镜2及光圈3由内侧镜筒12保持，第一透镜1及摄像元件4由外侧镜筒13保持。

内部镜筒12及电动机8构成位置变化部。电动机8基于来自控制部7的控制信号使内部镜筒12从初始位置(实线)12A移动至最终位置(虚线)12B。当内部镜筒12动作时，由内部镜筒12保持的第二透镜2及光圈3移动。此时，由于由外部镜筒12保持的第一透镜1及摄像元件4的位置不发生变化，所以第一透镜1和第二透镜2之间的距离(相对位置)、及第二透镜2和摄像元件4之间的距离(相对位置)分别变化。

摄像元件4在将光圈3开放的期间，将到达摄像面4i的光变换成电信号。另外，本实施方式中，使光圈3也作为快门起作用。

更具体而言，在将光圈3开放的期间，摄像元件4连续取得入射到摄像面4i的光，将该光持续变换成电荷。在经过了曝光时间后，快门机构5将光圈3关闭。之后，摄像元件4将在曝光时间蓄积的电荷作为电信号输出向信号处理部9。信号处理部9基于电信号生成图像。

根据本实施方式，通过一边使第二透镜和摄像元件之间的距离变化一边进行摄像，可以增大被摄界深度。

在将光圈开放的期间，第二透镜2向接近被拍摄体的方向移动距离C，第一透镜1的位置不发生变化。这样，通过第二透镜2和第一透镜1之间的距离仅变化距离c，与第一透镜1和第二透镜之间的距离为一定的情况相比，摄像面4i上的图像的位置的变化减小。

本实施方式中，优选的是，通过在将光圈3开放的期间使第一透镜1和第二透镜2之间的距离、及第二透镜2和摄像元件4之间的距离变化，摄像元件4的摄像面4i上的图像的位置成为一定(大致一定)。“图像的位置为一定”，具体而言是指图像的位置变化在其规定的时间内总是取大约1～2像素程度的范围内的值。

第一透镜1和第二透镜2也可以分别由单透镜构成，也可以为由多个透镜构成的透镜组。

另外，在上述的说明中，使光圈3开放的时间、和内部镜筒12移动的时间大致一致。本实施方式中，它们也可以不一致。即，也可以仅在使光圈3开放的时间中的一部分时间中，使内部镜筒12移动，也可以仅在内部镜筒12移动的时间的一部分时间，将光圈3开放。另外，内部镜筒12的动作自身可以不连续，也可以暂时停止。内部镜筒12例如在大约0.01秒～0.1秒的时间内连续移动。

本实施方式中，光圈3也起到作为快门的作用。该情况下，“曝光时间”为通过将光圈3开放而向摄像面4i入射光的时间。本实施方式中，除光圈3外，还可以另外设置快门。该情况下，作为快门，例如只要将隔板等部件设于光圈3和摄像元件4之间即可。该情况下，“曝光时间”为通过将隔板等部件开放而向摄像面4i入射光的时间。另外，本实施方式中，也可以利用摄像元件4内的电子快门切换：是否对向摄像面4i入射的光进行检测。该情况下，“曝光时间”是指摄像元件的电子快门处于开放状态且检测向摄像面4i入射的光的时间。

对本实施方式的摄像装置101的图像取得流程之一例进行说明。首先，利用来自控制部7的控制信号控制快门机构5，将光圈3设为开放状态。此时，保持第二透镜2及光圈3的内侧镜筒12被配置于初始位置12A。在光圈3开放的大致同时，利用控制部7驱动电动机8，使其从初始位置12A移动至最终位置12B。此时的内侧镜筒12的移动量为c。

本实施方式中，以实施方式1中第一透镜1和第二透镜2的距离的变化量、及第二透镜2和摄像元件4的摄像面的距离的变化量为同量(a＝0)，且在曝光时间中摄像面4i上的图像的大小的变化减小的方式设计摄像光学系。通过设定a＝0，可以仅将移动的部位设为一部位，因此，相比实施方式1可以使构成及控制简单。

在内侧镜筒12停止的大致同时，通过来自控制部7的控制信号控制快门机构5，将光圈3关闭。摄像元件4将在曝光时间中检测出的光变换成电信号并向信号处理部9输出。信号处理部9对从摄像元件4取得的数据进行处理，生成单一的图像并输出。

在此，内侧镜筒12的初始位置12A为处于最长摄影距离的被拍摄体的像在摄像面合焦的位置，最终位置12B为处于最短摄影距离的被拍摄体的像在摄像面合焦的位置。它们根据摄像装置101的规格预先设定。在本实施方式中，初始位置12A与最长摄影距离相对应，最终位置12A与最短摄影距离相对应，但它们也可以相反。另外，从最长摄影距离到最短摄影距离的范围(摄影距离范围)预先根据模式设定多个。

如上，通过在曝光时间中使内侧镜筒12移动并使后焦点变化，预先设定的摄影距离范围内的任意的距离的合焦位置存在于摄像面4i上。由此，可以扩张被摄界深度。进而，通过内侧镜筒12的移动，第一透镜1和第二透镜2的距离向降低因第二透镜2的移动而能够产生的位置变化的方向变化。由此，即使为具有像侧为非远心光学系的摄像光学系的摄像装置，也能够遍及图像全域得到被摄界深度拡張的效果。

下面，对实际的设计例进行说明。

图16为由1组1片透镜设计图15的摄像光学系的第一透镜1，由3组3片透镜设计第二透镜2的例。透镜组2A、2B、2C相当于图15中说明的第二透镜2。图16中，摄像光学系具备滤光器10。

表4、表5及表6分别表示图16所示的摄像光学系的设计数据。表4和表5中，各标记与实施方式1相同。

另外，表6表示变动部位的面间隔和半视场角24°的像高。表6中，位置1与图13的内侧镜筒12的初始位置12A相对应，位置3同样与最终位置12B相对应，位置2与初始位置12A和最终位置12B的中间位置相对应。另外，本设计例中，位置1表示处于大致10000mm的被拍摄体距离的被拍摄体的像最合焦的位置，位置2表示处于大致600mm的被拍摄体距离的被拍摄体的像最合焦的位置，位置3表示处于大致300mm的被拍摄体距离的被拍摄体的像最合焦的位置。

表4

焦距＝5.2mm，F值＝2.8，波长450mm∶550nm∶650nm＝1∶1∶1

视场角2ω＝48°，有效摄像圆径＝Ф4.66mm

面序号	Ri	di	nd	vd
					物体	∞	600	-	-
R1面	3.961243	0.4	1.5253	56.0
					R2面	∞	0.32	-	-
光圈	∞	0.2	-	-
					R3面	3363.214	1.88	1.5253	56.0
R4面	-1.916793	0.36	-	-
					R5面	-1.050082	1.06	1.5855	29.9
R6面	-3.819379	0.26	-	-
					R7面	1.85928	1.66	1.5253	56.0
R8面	2.670768	0.93	-	-
					滤光器1面	∞	0.4	1.5168	62.2
滤光器2面	∞	0.5	-	-
					像面	∞	-	-	-

表5

	k	A4	A6	A8	A10
						R1面	-0.8496031	0.003218626	-0.002986839	0.003000241	-0.000805026
R3面	0	-0.012589867	-0.019731682	0.029329738	-0.018331123
						R4面	-5.296393	-0.091935925	0.019674779	0.010412191	-0.004660684
R5面	-2.941198	-0.078049961	0.052166199	-0.001560187	-0.003017265
						R6面	-15.67516	-0.016444174	0.020736615	-0.004386351	0.000436548
R7面	-4.729791	0.0038047248	-0.000786777	0.000306715	-0.0000309566
						R8面	-6.264189	0.011475843	-0.005244423	0.001154361	-0.0000967568

表6

面序号	位置1	位置2	位置3
				R2面	0.4	0.32	0.24
R8面	0.85	0.93	1.01
				像高	2.329	2.329	2.329

图17中(1)、(2)及(3)分别表示表6的位置2的球面像差、像散及畸变像差。摄像光学系的设计参数及摄影距离范围(摄像元件4的移动范围)的决定以与实施方式1相同的方法进行，如表6的最下段，以摄像面4i的像高为一定的方式进行设定。

根据图15的构成，在曝光时间中使内侧镜筒12移动摄影得到的图像的周边部由于不会放射状流散，所以可以抑制图像周边部的劣化。另外，通过仅1部位的移动，可以降低曝光时间中能够产生的摄像面上所摄的图像的位置的变化。由此，实现简单的构成/控制。

另外，与实施方式1相同，图像周边部的PSF不向放射方向扩展，另外，即使被拍摄体距离及像高发生变化，PSF的变动也少，因此，与被拍摄体距离及像高无关，可以给予单一的PSF使图像复原。由此，可以遍及图像全域得到被摄界深度扩展的效果，且可以取得清晰度更高的图像。

另外，本实施例中，使内侧镜筒12移动，但即使使外侧镜筒13移动，也能够得到同样的效果。

另外，本实施方式中用于复原的PSF也可以使用图15所示的摄像光学系通过预先对点光源摄影而取得。在对点光源进行摄影时，第一透镜及第二透镜以与用于取得成为复原的对象的图像的摄影时的第一透镜及第二透镜的位置的变化相同的条件进行移动。或者，也可以通过模拟取得用于复原的PSF。PSF被存储于在摄像装置101内的信号处理部9的内部或外部设置的存储部。在预先设定的摄影距离范围为多个的情况下，只要存储与摄影距离范围相对应的PSF即可。

另外，本实施方式中，使用单一的PSF进行图像复原，但也可以取得与像高相对应的PSF并进行存储，也可以使用在各像高相对应的PSF进行复原。后述的比较例中，因图像周边部的劣化而像高10成的MTF值即使在空间频率低的区域(50～150lp/mm)也为接近0的值，因此，假如即使使用与像高相对应的PSF，也不能充分提高清晰度。但是，根据本实施方式的摄影，由于可以抑制图像周边部的劣化，所以如图10所示，在空间频率低的区域(50～150lp/mm)确保MTF值。因此，通过使用PSF进行复原，可以充分得到清晰度。

(比较例)

图18是表示比较例的摄像装置102的构成的示意图。本比较例的构成在不具备第一透镜1这一点上与实施方式1及实施方式2不同。摄像装置102具备：由第二透镜2、光圈3、摄像元件4构成的非远心摄像光学系；快门机构5；控制部7；电动机8；以及信号处理部9。

对本比较例的摄像装置102的图像取得流程进行说明。首先，通过来自控制部7的控制信号控制快门机构5，将光圈3设为开放状态。此时，摄像元件4处于初始位置(实线)4A，在光圈3开放的大致同时，通过控制部7驱动电动机8，使其移动至最终位置4B。其次，在摄像元件4停止的大致同时，通过来自控制部7的控制信号控制快门机构5，将光圈3关闭。摄像元件4将在曝光时间中检测到的光变换为电信号并向信号处理部9输出。信号处理部9对从摄像元件4取得的数据进行处理，生成图像并输出。

摄像元件4的初始位置4A为存在于最长摄影距离的被拍摄体的像在摄像面合焦的位置，最终位置4B为存在于最短摄影距离的被拍摄体的像在摄像面合焦的位置。这些位置被预先设定。

如上，通过在曝光时间中使摄像元件4移动(使后焦距变化)，预先设定的摄影距离范围内的任意的距离的合焦位置在摄像面4i存在，因此，在图像中央部得到被摄界深度扩展的效果，成为清晰度的劣化少的图像。另一方面，在图像周边部，在摄像元件4移动的同时，像高发生变化，因此，所生成的图像沿像高方向放射状流散。

下面，使用实际的设计例对本比较例的图像的劣化进行了说明。

图19是使用3组3片透镜设计图18的摄像光学系的例。透镜组2A、2B、2C与使用图16说明的第二透镜2相当。图19中，摄像光学系具备滤光器10。

表7、表8及表9分别表示图19所示的摄像光学系的设计数据。表7和表8中，各标记与实施方式1相同。

另外，表9表示变动部位的面间隔和半视场角24°的像高。表9中，位置1与图18的摄像面4i的初始位置4A相对应，位置3同样与最终位置4B相对应，位置2与初始位置4A和最终位置4B的中间位置相对应。另外，本设计例中，位置1表示存在于大约10000mm的被拍摄体距离的被拍摄体的像最合焦的位置，位置2表示存在于大约600mm的被拍摄体距离的被拍摄体的像最合焦的位置，位置3表示存在于大约300mm的被拍摄体距离的被拍摄体的像最合焦的位置。

表7

焦距＝5.2mm，F值＝2.8，波长450mm∶550nm∶650nm＝1∶1∶1

视场角2ω＝48°，有效摄像圆径＝Ф4.66mm

面序号	Ri	di	nd	vd
					物体	∞	600	-	-
光圈	∞	0.2	-	-
					R1面	3.964015	2.11	1.5253	56.0
R2面	-1.789806	0.3	-	-
					R3面	-0.9642059	1.14	1.5855	29.9
R4面	-7.996291	0.26	-	-
					R5面	1.432572	1.68	1.5253	56.0
R6面	2.975507	1.585	-	-
					滤光器1面	∞	0.4	1.5168	62.2
滤光器2面	∞	0.5	-	-
					像面	∞	-	-	-

表8

	k	A4	A6	A8	A10
						R1面	-19.48566	0.033651051	-0.024465583	0.011914554	-0.004382783
R2面	-6.490454	-0.072442712	0.012393485	-0.001651009	-0.000897496
						R3面	-3.392915	-0.077440326	0.028250215	-0.005867978	-0.000334736
R4面	11.88857	-0.030546761	-0.017330989	-0.004057626	0.000465845
						R5面	-4.03863	0.0025467670	-0.003109972	0.00020295	-0.0000233829
R6面	-4.398803	0.013331065	-0.006555633	-0.000957829	-0.0000700322

表9

面序号	位置1	位置2	位置3
				R6面	1.54	1.585	1.63
像高	2.302	2.318	2.335

图20中(1)、(2)及(3)分别表示表3的位置2的球面像差、像散及畸变像差。

本比较例中，如表9的最下段，像高根据位置而发生变化，利用图18的构成摄像且生成的图像的周边部放射状地流散，因此，图像周边部劣化。

图21中，对于像高0成和像高10成分别表示通过图18的构成摄像的情况下的每被拍摄体距离的PSF的2维亮度分布。在图21所示的图像的摄像时，在曝光时间中使表9的R6面(R6面和F1面间)按位置1、位置2、位置3的顺序等速动作。本比较例中，被拍摄体距离变化时的中央的PSF的2维亮度分布的变化与实施方式1相同，相比固定了摄像光学系的情况，可以大幅减少，但在像高10成，PSF放射状地流散。

图22为通过图18的构成摄像的情况下的每被拍摄体距离的MTF的图表，按前述的图8(a)～(e)的顺序取得。相比实施方式1的图10的MTF图表，可知像高10成切线的MTF从低频区域开始降低。

另外，图23为表示对像高0成和像高10成分别通过模拟取得本比较例的每被拍摄体距离的坐标图像的图像的图，成为以图22的MTF特性为基准的画质。相比实施方式1的图11，为与中央的图像大致同等的画质，但可知像高10成的图像放射状地流散。

图24为使用本比较例中(数学式7)的逆滤光器复原图8(b)的取得图像且按图8(c)～(e)的顺序取得的MTF的图表。该复原中，与实施方式1相同，不依赖于被拍摄体距离和像高，而使用被拍摄体距离600mm像高0成的PSF1种类，进行复原。在任何被拍摄体距离，中央和像高10成弧矢(サヅタル)的高频侧的MTF相比图21的复原前的MTF均提高，但可知对于像高10成切向的MTF而言几乎没有变化。

另外，图25表示复原后的图像，成为以图23的MTF特性为基准的画质。与实施方式1的图13的图像相比，可知，中央的图像为大致同等的画质，但像高10成的图像不能复原，而放射状地流散。

产业上的可利用性

本发明的摄像装置作为数码相机或数码摄像机等摄像装置是有用的。还可以应用于测距装置等用途。

符号说明

100、101、102  摄像装置

1  第一透镜

2  第二透镜

3  光圈

4  摄像元件

5  快门机构

6  凸轮机构

7  控制部

8  电动机

9  信号处理部

10 滤光器

A  第一镜筒

B  第二镜筒

C  凸轮筒

D  固定筒

A1 第一凸轮随动件

B1 第二凸轮随动件

C1 第一凸轮槽

C2 第二凸轮槽

CG 第一齿轮

D1 第一导向槽

D2 第二导向槽

8G 第二齿轮

Claims (15)

1.一种摄像装置，其特征在于，

具备：

像侧非远心摄像光学系，其包括第一透镜、通过所述第一透镜后的光所入射的第二透镜、具有对通过所述第二透镜后的光进行检测的摄像面的摄像元件；

位置变化部，其在曝光时间中使所述第一透镜和所述第二透镜之间的第一距离、及所述第二透镜和所述摄像元件之间的第二距离分别变化；以及

信号处理部，其使用从所述摄像元件输出的电信号而生成图像，

所述摄像元件在所述第一距离及所述第二距离变化的所述曝光时间中将到达所述摄像面的光变换成所述电信号。

2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

在所述曝光时间中所述第二距离变化规定量的情况下，以相比所述第一距离不变化的情况，所述摄像面的像的位置的变化减小的方式使所述第一距离变化。

3.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，

所述位置变化部使所述第一距离及所述第二距离变化，从而使得在所述曝光时间中所述摄像面的像的位置为一定。

4.如权利要求1～3中任一项所述的摄像装置，其特征在于，

所述信号处理部在所述曝光时间中根据到达所述摄像面的光的电信号生成单一的所述图像。

5.如权利要求1～4中任一项所述的摄像装置，其特征在于，

所述信号处理部使用预先存储的点扩展函数提高所述图像的清晰度。

6.如权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，

通过一边使所述第一距离及所述第二距离分别变化一边对点光源进行摄像而取得所述点扩展函数。

7.如权利要求5或6所述的摄像装置，其特征在于，

所述信号处理部使用单一的所述点扩展函数而复原所述图像的全区域。

8.如权利要求1～7中任一项所述的摄像装置，其特征在于，

所述位置变化部具备具有第一凸轮槽及第二凸轮槽的凸轮筒，

通过使所述凸轮筒绕光轴旋转，利用第一凸轮槽使所述第二透镜或所述摄像元件移动，利用所述第二凸轮槽使所述第一透镜或所述第二透镜移动。

9.如权利要求1～7中任一项所述的摄像装置，其特征在于，

所述第一距离的变化量和所述第二距离的变化量为同量。

10.如权利要求9所述的摄像装置，其特征在于，

还具备：

保持所述第二透镜的第一镜筒；以及

保持所述第一透镜和所述摄像元件的第二镜筒，

所述位置变化部使所述第一镜筒和所述第二镜筒的任一方移动。

11.一种摄像装置的摄像方法，其特征在于，

所述摄像装置具备：

像侧非远心摄像光学系，其包括第一透镜、通过所述第一透镜后的光所入射的第二透镜、和具有检测通过所述第二透镜后的光的摄像面的摄像元件；以及

信号处理部，其使用从所述摄像元件输出的电信号生成图像，

所述摄像装置的摄像方法，包括：

第一步骤，其中在曝光时间中一边使所述第一透镜和所述第二透镜之间的第一距离、及所述第二透镜和所述摄像元件之间的第二距离分别变化，一边取得到达所述摄像元件的摄像面的光；

第二步骤，其中所述信号处理部基于在所述第一步骤取得的光的电信号而生成图像。

12.如权利要求11所述的摄像方法，其特征在于，

在所述第一步骤中，在所述第二距离变化规定量的情况下，以相比于所述第一距离不发生变化的情况，所述摄像面的像的位置的变化减小的方式使所述第一距离变化。

13.如权利要求11或12所述的摄像方法，其特征在于，

在所述曝光时间中使所述第一距离及所述第二距离变化，从而所述摄像面的像的位置一定。

14.如权利要求11～13中任一项所述的摄像方法，其特征在于，

在所述第二步骤中，所述信号处理部根据所述曝光时间中到达所述摄像面的光的电信号生成单一的所述图像。

15.如权利要求11～14中任一项所述的摄像方法，其特征在于，

还包含对于在所述第二步骤生成的所述图像，使用预先存储的点扩展函数提高所述图像的清晰度的第三步骤。

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