JPH09238357A

JPH09238357A - 電子撮像装置

Info

Publication number: JPH09238357A
Application number: JP8316821A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Mihara; 伸一三原; Osamu Inagaki; 修稲垣; Takeji Uejima; 岳二上島; Atsuo Goto; 敦夫後藤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 1997-09-09
Anticipated expiration: 2016-11-28
Also published as: US6088059A; JP4076242B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＤＴＰやポスターなどの印刷写真にも耐えら
れるような高画質が得られる電子撮像装置を提供する。【解決手段】結像光学系１と、固体撮像素子３と、信
号処理手段４と、センサ駆動回路５とを備えている。結
像光学系１は色収差を補正するために回折レンズを含
み、信号処理手段４は回折面で発生する不要次数光に基
づくフレア成分を除去するための画像処理手段を含む。
画像処理手段では不要次数光の各次数の点像強度分布と
画像信号の強度分布とのコンボリューション演算によっ
てフレア成分を求め、画像信号からフレア成分を減算し
て補正された画像信号を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に高精細画像を撮像
するために好適な電子撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子カメラをはじめとする電子撮像装置
は、電子撮像素子の画素数で画質が制限されていた。し
かし、最近はその画素数も急速に増加し、銀塩写真並み
あるいはそれ以上の画質が期待できるレベルになってき
ている。一方、電子撮像素子は有効撮像面積が銀塩フィ
ルムよりも小さいので、結像光学系として高い空間周波
数において高い周波数レスポンスを示すものが要求され
る。しかしながら、収差などの幾何光学的要因や製作誤
差（偏心、公差、面精度など）によるレスポンスの劣化
の顕著化、そして光学的ローパスフィルタばかりでなく
回折の影響など波動光学的要因も顕著に加わり、それに
応えることは難しい。また、残存色収差があると、ダイ
ナミックレンジや色彩度の点で絵柄のエッジ部で色のに
じみが目立ちやすくなる傾向がある。特に、２次スペク
トルの影響が大きく、異常分散性の高い硝材を多用せざ
るを得なくなり、大幅なコストアップとなる。かつての
業務用カメラ（例えばＴＶカメラ）の場合は３管式であ
り、残存軸上色収差、倍率色収差ともにある程度キャン
セルできた。しかし、撮像管から固体撮像素子になり倍
率の色収差のキャンセルが不可能になり、また、３管ま
たは３板式から単板モザイクフィルター式になり軸上の
色収差のキャンセルが不可能になり、一層光学系での残
存色収差の補正が望まれるなど、光学系の残存色収差除
去へのニーズが益々高まっているのが現状である。

【０００３】電子撮像装置の結像光学系の焦点距離ｆ
Ｌ、画角２ωと撮像素子の画素数、画素ピッチ（画素中
心間距離）との関係はおおよそ以下の式で与えられると
考えることが出来る。

【０００４】ｆＬ・ｔａｎω＝対角像高＝画素ピッチ×（２×画素数）^1/2 (1) また、結像光学系の収差ａについてはｆＬ・ａ＜画素ピッチ×２ (2) と言う関係を満足させることが望ましいので、この式に
上記（１）式を代入して変形すると、ａ＜ｔａｎω／（２×画素数）^1/2 (3) と言う関係が得られる。但し、ａはあるＦナンバーにお
いてｆＬ＝１としたときの軸上色収差または倍率色収差
である。

【０００５】これからわかるように、一見すると目標色
収差は画素数のみに依存する。しかし、画素ピッチが小
さくなると上記の通り色々なレスポンス低下要因の影響
が顕著に現れるので、光学系を設計する際の目標収差ａ
はより小さくする必要がある。そこで、最近では、特に
高次スペクトルに対して光学的に優れた補正能力を示す
回折型光学素子が注目され、その実用化に向けて研究が
進んでいる。一方、回折型光学素子は解決困難な欠点も
有している。それは、電子撮像装置として必要とされる
波長幅に亘ってある特定の次数の回折光を得ようとする
場合、どうしてもその他の次数の回折光が混入してくる
点である。それを不要次数光といい、フレアの原因とな
り逆に画質を劣化させてしまう要因にもなっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、例えばＤ
ＴＰやポスターなどの印刷写真にも耐えられるような、
高画質が得られる電子撮像装置を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電子撮像装置
は、基本的には、対象物の像を形成する結像光学系と、
この像を受けて像を表わす電気信号に変換する電子撮像
素子と、電子撮像素子から得られる信号をディスプレイ
装置などの出力手段に表示可能な、あるいはＶＴＲやデ
ジタルメモリなどの記憶装置に記憶可能な映像信号に変
換する信号処理手段とを備えており、結像光学系が回折
面を含み、信号処理手段が画質を向上させるための画像
処理手段を含むものである。

【０００８】回折光学素子は屈折光学素子と比べると等
価的分散が負の極めて大きな値であり、等価的部分分散
比も屈折光学素子とは大きく異なる値である。これを結
像光学系に導入することにより、結像光学系の高次スペ
クトルによる残存色収差を良好に補正することができ
る。かかる回折面を導入すると不要次数光によるフレア
成分が発生するが、本発明では画質を向上させるための
画像処理手段を設けてこのフレア成分を除去する。

【０００９】より具体的に述べると、本発明で採用した
回折面を含む結像光学系により形成された対象物の像中
の一点の光強度分布は、回折面で発生した各次数の回折
光の寄与を含んでいる。これらのうち、本来の結像に寄
与するものは予め定めた１つの次数の回折光（１次回折
光を利用する場合が多い）のみであり、その他の次数の
光はフレア成分となる。このフレア成分を画像処理で除
去しようというのが本発明の基本的考え方である。

【００１０】１つの点光源を物体として結像光学系によ
り電子撮像素子上に結像させると、結像光学系の収差な
どの影響により完全な点ではなく拡がりを持つ像として
結像される。この結像光学系による点像は、各次数の回
折光による点像が重ね合わせられたものであり、それ自
体を各次数成分に分離することは不可能であるが、結像
光学系の設計データから前記点像の形成に寄与した光の
回折次数別の内訳がわかるので、これを利用して回折次
数毎に画面全体の光強度分布をシミュレーションするこ
とにより所定次数光以外の不要回折次数成分に起因する
強度分布を求め、この強度分布に相当する成分を映像信
号から差引くことによりフレア成分を分離除去する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て説明する。図１は第１の実施の形態の全体のブロック
図である。図において１は結像光学系である。２はカメ
ラ部で、内部に固体撮像素子３と、信号処理手段４と、
センサ駆動回路５とを備えている。信号処理手段４は、
信号処理回路６とフレア除去回路７を備えている。図示
しない撮影対象物の像が結像光学系１により固体撮像素
子３の受光面上に形成される。固体撮像素子３はこの像
を表わす電気信号を出力し、この電気信号は信号処理回
路６に供給される。信号処理回路は公知の映像処理、Ａ
／Ｄ変換、デジタル信号処理回路などを含み、固体撮像
素子からの出力信号を後段のディスプレイ装置に表示
し、あるいは記録手段に記録可能な、例えばＲＧＢコン
ポーネント信号などの映像信号に変換する。フレア除去
回路７は映像信号から有害な信号成分を除去し、画質を
向上させるためのものである。なお、センサ駆動回路５
は固体撮像素子３を駆動して画像の蓄積、読み出し動作
を制御するためのものである。

【００１２】まず、結像光学系について詳しく説明す
る。図２は結像光学系の具体的構成を示す図である。こ
の光学系は結像レンズ系１０と、その射出側に配置した
赤外カットフィルタ、光学的ローパスフィルタなどのフ
ィルタ群１１と、プリズム１２とを備えている。１３は
固体撮像素子３の受光面の位置を表わす。結像レンズ１
０は絞り１４を挟んで前後に正のパワーのレンズ群１
５、１６を配置している。前レンズ群１５は光の入射側
から見て、正レンズＬ１、Ｌ２、負レンズＬ３、Ｌ４を
含んでいる。また、後レンズ群１６は、入射側から見
て、負レンズＬ５、正レンズＬ６、Ｌ７、負レンズＬ
８、正レンズＬ９、回折光学素子Ｌ１０を含んでいる。
このレンズ系の特徴は、絞りの像側にある後レンズ群１
６が負のパワーのレンズＬ５、Ｌ８と回折光学素子Ｌ１
０を含む点にある。

【００１３】一般に、電子撮像装置においては、撮像素
子の有効画面サイズが銀塩フィルムなど他のフォーマッ
トの撮像装置に比べて小さく、また、結像レンズと撮像
素子との間にフィルタ、プリズムなどが挿入されること
が多い。このため、結像レンズのバックフォーカスの焦
点距離に対する比率が大きい。また、レンズ系からの軸
外主光線の射出角（撮像素子への軸外主光線の入射角）
を小さくする必要があるため、全体的にレンズ系の絞り
より像側のレンズ群に正のパワーがかたよる傾向があ
る。このため、後レンズ群１６において発生する各収差
を補正するために、後レンズ群１６に負レンズを配置す
る。

【００１４】ここで用いられる負レンズは、その焦点距
離をｆＮ、結像レンズ全体の焦点距離をｆＬとしたと
き、以下の条件を満足する程度の比較的強いパワーを持
つことが望ましく、後レンズ群１６内部での軸外光線高
も高い。

【００１５】０. １＜−ｆＮ／ｆＬ＜２ (4) また、前記負のレンズは１次の色収差を補正するために
分散の大きな重フリント系の硝材を使用することになる
が、この硝材は部分分散比が他の硝材よりやや正の大き
な値であるため、波長の短い方から長い方にかけて軸上
色収差が物体側に凸状の軌跡を描き、ある像高の倍率の
色収差が光軸側に凸状の軌跡を描くようになる。従っ
て、比較的弱い正のパワーを持つ回折面を結像光学系の
絞りに対して前記負レンズと同じ側に配置すると、現実
に存在する光学ガラスの組合せでは不可能であった２次
スペクトルの補正が可能になる。その理由は、回折光学
素子は等価的分散が負の極めて大きな値であり、且つ等
価的部分分散比が通常のガラスに比較して正の小さな値
であるからである。このレンズ系ではレンズＬ１０の射
出面上に回折面を形成してある。なお、前記回折面の焦
点距離ｆＤＯＥは以下の条件を満足することが望まし
い。

【００１６】ｆＬ／ｆＤＯＥ＜０. ０７ (5) ここで、ｆＤＯＥは回折面の回折作用のみの焦点距離を
表わしており、例えば屈折レンズの曲率を持った表面に
回折格子が形成されている場合には、その回折面全体の
パワーから屈折レンズの面の曲率に起因するパワーを除
いたものの逆数がｆＤＯＥに相当するものである。

【００１７】上記の条件から外れると、２次スペクトル
の補正が過剰になりやすく、特に軸外光束最外光束の色
の横収差が通常とは逆方向に大きくなりやすい。図２に
示した結像光学系の設計データは以下の通りである。こ
の光学系は回折面における１次回折光を本来の結像に寄
与する光として利用するものである。ｆＬ＝４５Ｆナンバー＝２. ８像高＝１０. ６ｒ₁＝７８. ５６８０ｄ₁＝９. ５７１２ｎ₁＝１. ８０４０１ ν₁＝４２. ２４ｒ₂＝−２１１４. ４２６７ｄ₂＝０. １５ｒ₃＝１１３. ６０２９ｄ₃＝６. ７０６６ｎ₂＝１. ６２３１ ν₂＝４９. ５５ｒ₄＝２０３. ４９５１ｄ₄＝１. ８ｒ₅＝− ２２６. ５０４３ｄ₅＝１５. ９７ｎ₃＝１. ４８９１５ ν₃＝４９. ５５ｒ₆＝１６. ２６３７ｄ₆＝３. ４４４１ｒ₇＝１９０. ２５０８ｄ₇＝１４. ７４６０ｎ₄＝１. ６９６７５ ν₄＝５０. ８１ｒ₈＝６４. ３７７５ｄ₈＝３. ０ｒ₉＝ ∞（絞り）ｄ₉＝１５. ５３１６ｒ₁₀＝２６３. ４４２１ｄ₁₀＝１０. ２０８０ｎ₅＝１. ８０４０１ ν₅＝４２. ２４ｒ₁₁＝４８. ６６７５ｄ₁₁＝１. ６１２６ｒ₁₂＝１６３. ５０２６ｄ₁₂＝５. ３７２２ｎ₆＝１. ４８９１５ ν₆＝７０. ２１ｒ₁₃＝− ３８. ５９８１ｄ₁₃＝０. １５ｒ₁₄＝１. ７７３×１０４ｄ₁₄＝７. ４９６９ｎ₇＝１. ５１９７７ ν₇＝５２. ４２ｒ₁₅＝− ２３. ４４７８ｄ₁₅＝２. １２８５ｒ₁₆１６＝− ２２. ４２３５ｄ₁₆＝４. ６７６３ｎ₈＝１. ８０６４２ ν₈＝３４. ９７ｒ₁₇＝− ４３. ２７８５ｄ₁₇＝０. １５ｒ₁₈＝３５９. ０１７３ｄ₁₈＝７. １６４８ｎ₉＝１. ４８９１５ ν₉＝７０. ２１ｒ₁₉＝− ３２. １５ｄ₁₉＝１. ０ｒ₂₀＝ ∞ ｄ₂₀＝３. ５ｎ₁₀＝１. ４６００８ ν₁₀＝６６. ７５ｒ₂₁＝ ∞ ｄ₂₁＝０. ０１ｎ₁₁＝９３０ ν₁₁＝−３. ４５ｒ₂₂＝−４. ２×１０６ｄ₂₂＝０. １ｒ₂₃＝ ∞ ｄ₂₃＝２. ０ｎ₁₂＝１. ５１８２５ ν₁₂＝６４. １５ｒ₂₄＝ ∞ ｄ₂₄＝２２. ０ｎ₁₃＝１. ５１８２５ ν₁₃＝６４. １５ｒ₂₅＝ ∞ ｄ₂₅＝１０. ０ｎ₁₄＝１. ５１８２５ ν₁₄＝６４. １５ｒ₂₆＝ ∞ ｄ₂₆＝５５. ０ｎ₁₅＝１. ５８５６６ ν₁₅＝４６. ３９ｒ₂₇＝ ∞ ｄ₂₇＝７. ３Ｒ₂₈＝ ∞（像面）ｆＬ／ｆＤＯＥ＝０. ００９９６ｆＲ／ｆＬ＝０. ８８上記データにおいて、ｒ_iは各面の曲率半径、ｄ_iは各
面の間隔、ｎ_i及びν_iは各光学素子のｄ線に対する屈
折率及びアッベ数、ｆＲは後レンズ群１６の焦点距離で
ある。ｒ₂₁がレンズＬ１０の射出面であり、ｒ₂₂がこの
射出面に形成された回折面を表わす。回折面は等価的に
９３０という高い屈折率を持ち、アッベ数は−３. ４５
と負の値である。

【００１８】この結像光学系の収差を図３に示す。
（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収
差、（ｄ）は倍率色収差、（ｅ）及び（ｆ）は横収差で
それぞれ最大像高の７０％、１００％の像高におけるも
のである。

【００１９】上記のレンズ系では平面上に回折面を設け
てあるが、回折面を設ける元の面が曲面でパワーを有し
ていても良い。この場合は、元の面のパワーと回折面の
パワーとの合成パワーが元の面のパワーより正の側の大
きな値となるようなパワー配分とすることが望ましい。

【００２０】次に、フレア除去回路について詳しく説明
する。図４はフレア除去回路７の具体的構成を示す図で
ある。フレア除去回路７は信号処理回路６からの映像信
号を一時記憶する画像メモリ２０と、有害信号成分を除
去する演算を行なう演算処理部（ＣＰＵ）２１と、演算
処理の途中のデータを一時記憶するワークメモリ２２
と、有害信号成分を求めるためのデータを記憶するテー
ブルメモリ２３とを備えている。高次回折光は強度が非
常に弱いので、この例では０次、２次の回折光に起因す
るフレア成分を除去するようにし、それ以上の高次の回
折光に基づくフレア成分は無視している。

【００２１】この例におけるフレア成分除去の考え方は
以下のようなものである。先に述べたように電子撮像素
子上に形成される物体像は各回折次数の光による像の重
ね合わせであるから、不要次数光に起因するフレア成分
を除去するには、不要次数光による像面上での光強度分
布を求める必要がある。この光強度分布は各点における
各次数の点像強度分布と物体の強度分布とから求めるこ
とができるが、物体の強度分布そのものはわからないの
で、ここでは物体像の強度分布を用いて近似的にフレア
成分を求める。即ち、物体像の強度分布はフレア、収差
など様々な影響を受けて結像の対象である物体そのもの
の光強度分布とは異なっているが、その差は比較的小さ
いので無視し、ある次数の点像強度分布を物体像の強度
分布に従って重ね合わせたものをその次数の光による像
面上での光強度分布とする。そして、この光強度分布を
その次数に起因するフレア成分と考えて物体像から差引
くようにする。一般的に、フレア成分は元になる物体像
の強度と比較して弱いので、上記のような近似演算によ
る誤差が問題となる場合は少なく、充分実用になるもの
である。

【００２２】以下、処理手順をさらに具体的に説明す
る。まず、結像光学系の設計データから、各回折次数別
の点像の強度分布を求める。図５は前記結像光学系によ
る０次、１次、２次の回折光の点像強度分布を概念的に
示すものである。この図は点像強度分布を子午断面また
は球欠断面における断面積が１になるように規格化した
もので、これにその点における物体像の強度を掛けたも
のは、物体像の中の点に対する各次数の点像の寄与の程
度を表わす。

【００２３】テーブルメモリ２３には０次及び２次の点
像の強度分布がデジタルデータとして格納されている。
これらを回折次数ｉを添字としてＰ_i(x,y) と表わすこ
とにする。ｘ、ｙは光軸を原点とする像面上の座標であ
る。点像強度分布は物体距離、像高に応じて異なるもの
であるが、ここでは簡単のため各次数における点像強度
分布は物体距離、像高に拘わらず一定としてある。

【００２４】画像メモリ２０には信号処理回路６から映
像信号がデジタルデータとして供給される。これをＩ
(x,y) と表わすことにする。この映像信号とテーブルメ
モリ２３に格納された各次数の点像の強度分布とのコン
ボリューション、例えば２次について言えば

【００２５】

【数１】

【００２６】が２次回折光に起因して物体像に混入して
いるフレア成分の強度分布を表わす信号となる。ＣＰＵ
２１は画像メモリ２０から映像信号Ｉ(x,y) を読み込む
と共にテーブルメモリ２３から不要次数光の点像強度分
布Ｐ₀(x,y) 、Ｐ₂(x,y) を読み込む。そして、０次成
分、２次成分について上記式（６）の演算を順次行な
い、その結果得られるＩ₀(x,y) 、Ｉ₂(x,y) をワーク
メモリ２２に格納する。即ち、まず、画像メモリ２０に
記憶された映像信号とテーブルメモリ２３に格納された
０次の点像の強度分布Ｐ₀(x,y) とを読み込み、Ｉ(x,
y) とＰ₀(x,y) とのコンボリューション積分を行な
い、計算結果をワークメモリ２２に書込む。次に画像メ
モリ２０に記憶された映像信号とテーブルメモリ２３に
格納された２次の点像強度分布Ｐ₂(x,y) とを読み込ん
で、Ｉ(x,y) とＰ₂(x,y) のコンボリューション積分を
行ない、計算結果をワークメモリ２２に格納する。次い
で、ＣＰＵ２１は画像メモリ２０の映像信号とワークメ
モリ２２のフレア成分を表わす信号とを読み込んで減算
を行ない、結果を画像メモリ２０に書込む。この演算を
行なうことにより、画像メモリ２０には元の映像信号Ｉ
(x,y) から不要次数成分Ｉ₀(x,y) 、Ｉ₂(x,y) を取り
除いた補正された映像信号Ｖ(x,y) ＝Ｉ(x,y) −Ｉ₀(x,y) −Ｉ₂(x,y) (7) が書込まれる。この補正された映像信号Ｖ(x,y) を読み
出してフレア除去回路７から出力する。ＣＰＵ２１で行
なわれる処理をフローチャートで示すと図６の通りであ
る。

【００２７】以上の処理によって、フレア成分を除去し
た映像信号が得られる。なお、上記の処理に通常行なわ
れている輪郭補正技術を組合わせると、より一層画質が
向上する。

【００２８】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。図７は第２の実施の形態の全体のブロック図
である。図１に示した第１の実施の形態と比較すると、
信号処理手段４が信号処理回路６とフレア除去手段７と
の間に色分離回路３０を備えている点が異なっている。
それに応じてフレア除去手段の具体的構成も後述するよ
うに異なるが、他の部分は本質的に第１の実施の形態と
同じものである。従って、詳しい説明は省略する。この
実施の形態は、映像信号の各色成分毎に有害信号成分の
除去を行なうものであって、回折面の回折効率の波長毎
の差異を考慮してより高い精度の画像補正を行なうもの
である。

【００２９】図８は結像光学系に含まれる回折面の回折
効率を示す図である。この回折面は１次回折光に対する
回折効率が波長５２０ｎｍで１００％となっている（最
適化されている）ため、この波長においてはフレア成分
は存在しないが、最適化波長から離れるにつれて１次の
回折効率が低下し、それに伴ってフレア成分が増加す
る。つまり、波長毎にフレア成分の割合がかなり異なる
場合があるため、１つの点像強度分布から求めたフレア
信号成分を映像信号から差し引くようにすると、ある波
長成分については適正な補正となるが、他の波長成分に
ついては補正過剰となったり補正不足となったりするこ
とがある。そこで、ここでは３原色Ｒ、Ｇ、Ｂを代表す
る波長として図８に示したようにＣ線、ｅ線、ｇ線を選
び、これらの各波長について結像光学系の点像強度分布
を計算し、各点像強度分布に回折面の回折効率を掛けた
ものを補正用のデータとして使用する。

【００３０】図９はフレア除去回路７の具体的構成を示
す図であるが、各色信号成分用に画像メモリ２０Ｒ、２
０Ｇ、２０Ｂを設け、ワークメモリとして各色成分毎に
２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを設け、点像強度分布を格納す
るテーブルメモリとして各色成分毎に２３Ｒ、２３Ｇ、
２３Ｂを設けてある。テーブルメモリには次数と色を添
字として表わせば、上記の点像強度分布Ｐ_0R(x,y) 、Ｐ
_2R(x,y) 、‥‥、Ｐ_2B(x,y) が各色成分毎に格納されて
いる。また、各波長における結像光学系の回折面の各波
長、各次数の回折効率データη_0R、η_2R、‥‥、η_2Bも
格納されている。色分離回路３０からは映像信号の各色
成分が供給され、これらは色成分毎に画像メモリ２０
Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに記憶される。各色成分毎に第１の
実施の形態と同様の補正処理を行なうが、点像強度分布
そのままではなくこれに回折効率を掛けたものを補正デ
ータとして使用する点が異なる。即ち、Ｒ成分について
述べれば、画像メモリに記憶されたＲ成分信号Ｉ_R(x,
y) とテーブルメモリ２３Ｒに格納された点像強度分布
Ｐ_0R(x,y) 、Ｐ_2R(x,y) と回折効率η_0R、η_2RをＣＰＵ
２１に読み込み、０次について述べれば点像強度分布と
回折効率を掛けた補正データＰ_0R(x,y, η_0R) ＝Ｐ
_0R(x,y) ×η_0Rを作成し、この補正データＰ_0R(x,y,η
_0R) とＲ成分信号Ｉ_R(x,y) とのコンボリューション積
分を行ない、不要次数光成分を表わす補正用信号を算出
してワークメモリ２２Ｒに書込む。そして、ワークメモ
リ２２Ｒに書込んだ補正用信号をＲ成分信号Ｉ_R(x,y)
から差し引くことにより補正後のＲ映像信号を算出し、
画像メモリ２０Ｒに記憶させる。Ｇ成分、Ｂ成分につい
ても同様の処理を行ない、補正後の各色信号成分を画像
メモリ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂから読み出して信号処理
手段７から出力する。１つの色成分に対する処理は、図
６のフローチャートのステップとステップの間に０
次の回折効率データを読み込むステップ及び０次の点像
強度分布と回折効率の積を求めるステップが追加され、
更にステップとステップの間に２次の回折効率デー
タを読み込むステップ及び２次の点像強度分布と回折効
率の積を求めるステップが追加されたものとなる。各色
成分については順次処理しても良いが、３つの色成分を
並列的に処理すれば有害信号成分除去の時間が短縮され
好ましい。また、ここでは点像強度分布と回折効率デー
タとを別のデータとして格納し、演算の際に両者の掛け
算を行なっているが、両者の積をデータメモリに格納す
るようにしても良く、この方が演算時間を短縮できる。

【００３１】以上の処理によれば、より高精度でフレア
成分を除去することが出来、より一層画質が向上する。
なお、ここでは映像信号の色成分を分離するために色分
離回路３０が設けられているが、この実施の形態の信号
処理は例えば３板カラーテレビカメラのように、色分離
光学系を備えていて各色成分が光学的に分離され、各色
成分が個別に所定の処理を施された後に画像処理手段に
供給されるタイプの撮像装置に対しても、何ら問題なく
適用できるものである。

【００３２】次に、各実施の形態に対する変形例につい
て説明する。まず、像高に応じたフレア成分の除去につ
いて述べる。実施の形態においてはテーブルメモリに格
納する点像強度分布データの数を少なくするため像高に
よる点像強度分布の違いを無視したが、より細かい補正
を行なうためには像高に応じて異なる点像強度分布関数
を用いることが望ましい。この場合、最も補正の精度を
高くするためには各画素毎に点像強度分布を計算してテ
ーブルメモリに格納しておくことが望ましいが、膨大な
データが必要になる。このため、像高を幾つかのゾーン
にわけてゾーン毎に異なる点像強度分布を用いるように
してもよい。例えば、図１０において長方形は撮像素子
の受光面であるが、これを結像光学系の光軸を中心とす
る同心円状の境界線によって像高比で０〜０. ４のゾー
ンＩ、０. ４〜０. ７のゾーンII、０. ７〜１のゾーン
IIIの３つに分け、ゾーンIでは像高比０. ４、ゾーンII
では像高比０. ６、ゾーンIIIでは像高比０. ８の点像
強度分布を用いるようにしてもよい。ここで、像高比は
最大像高によって規格化された像高のことである。

【００３３】なお、像高に応じた補正を行なう場合に
は、回折次数毎の倍率の違いも考慮することが望まし
い。即ち、回折面を含む光学系の倍率は回折次数毎に異
なるため、本来の結像に寄与する光として１次回折光を
用いた場合、０次や２次などの不要回折次数の光は像面
上では１次光とは異なる位置に入射するため、軸外像点
の光強度は厳密には異なる物点の異なる回折次数の光が
重なりあったものとなる。例えば１つの像点は、その像
点に対応する物点から来た光の１次回折光と、それより
光軸からの距離が小さい物点から来た光０次回折光と、
それより光軸からの距離が大きい物点から来た光の２次
回折光とが重なっているといった具合である。このずれ
を補正するためには、フレア成分を次数毎に係数倍して
差し引くようにすることが望ましい。その係数として
は、結像に使用する１次光（使用次数光）の近軸結像面
上での１次光と不要次数光の主光線高の比Δβを用いる
のがよい。図１２は結像光学系から像面に至る光を模式
的に描いたもので、実線は１次光、破線は不要次数光を
示している。Ｃ、Ｃ’はそれぞれ同じ物点から出た１次
光と不要次数光の主光線、Ｑ、Ｑ’はそれぞれ主光線
Ｃ、Ｃ’に対する射出瞳位置である。なお、Ｃ’は不要
次数光の中の特定の回折次数の光を代表として示したも
ので、実際には不要次数の主光線は多数存在する。Δｙ
は１次光の近軸像面上での、１次光と不要次数光の主光
線高の差である。

【００３４】１次光の像面におけるＣとＣ’の高さの比
Δβは、１次光の像面における主光線高をｙ、不要次数
光のその次数の結像面における主光線高をｙ’、像面と
結像光学系の瞳Ｑの間の距離をＳとすると、 Δβ＝ｙ／ｙ’＝Ｓ／（Ｓ＋ΔＳｋ）によって近似的に求めることができる。Δβの値は不要
光の回折次数毎に異なるので各次数毎にΔβを求め、各
次数のフレア成分を求める際に位置座標をΔβ倍して物
体像の強度分布Ｉ(x,y) と点像強度分布関数のコンボリ
ューション積分を行う。

【００３５】このような補正を行うためには、１次光の
近軸像面を基準とした各次数に対する結像光学系の瞳位
置、不要次数光の最良像面又はガウス像面の位置、及び
１次光による像に対する不要次数光による像の倍率比を
補正データとして持つことが望ましい。これらのデータ
があれば不要次数の主光線が１次光のベスト像面を切る
高さを求めることができるので、この位置と１次光によ
る像高との差に基づいて、回折次数毎にフレア成分除去
のために使用する点像強度分布を補正すれば良い。な
お、Δβの値は結像光学系におけるフォーカシングやズ
ーミングなどのレンズの移動やレンズ間隔の変更のよう
な結像光学系の変更に伴って変化するので、この変化も
込みにしてフレア成分を除去できるようにするとなお良
い。そのためには、前記のようなデータを各物体距離、
各焦点距離など、結像光学系の各状態に対応した点列デ
ータとしてテーブルメモリに格納しておき、各状態にお
いて適当なデータを用いてΔβを計算する手段を有する
ことが望ましい。あるいは、Δβそのものを点列データ
としてテーブルメモリに格納しておき、結像光学系の状
態変化に応じて適当なデータを読み出して用いても良
い。結像光学系がどの状態にあるかを判別することは、
最近のカメラでは容易なことである。即ち、最近のカメ
ラは自動焦点検出装置を備えており、自動焦点検出装置
において結像光学系を合焦状態にするために物体距離を
表す情報が用いられるので、これを利用して結像光学系
の状態を判別し、それに適したテーブルメモリのデータ
を読み出すことができる。自動焦点検出を行わない場合
でも、合焦のためのレンズ移動をレンズ鏡筒に設けたエ
ンコーダなどで電気信号として読み取ることは容易なの
で、このような情報に基づいて結像光学系の状態を検知
するようにしても良い。ズーミングについても同様にし
て状態を知ることができる。

【００３６】なお、この方法では、本来の結像よりも倍
率が小さい不要次数光については、像強度分布Ｉ(x、y)
の情報が不足するため画像周辺部のフレア除去が不十分
になるが、それは致し方ないところである。

【００３７】次に、結像光学系のＦ値に応じたフレア成
分の除去について述べる。実施の形態ではＦナンバーの
変動に伴う点像強度分布の変化を無視したが、より高い
精度の補正を行なうためには結像光学系に設けられてい
る絞り開口径の変化に応じた多数の点像強度分布をテー
ブルメモリに格納しておき、Ｆ値の変化に応じて異なる
データを読み出して補正演算を行なうことが望ましい。
但し、これでは膨大なデータが必要となるので、以下に
述べるようにＦナンバーの変化を概略取り込むような演
算を行なうようにするとよい。

【００３８】回折光学素子の焦点距離や焦点位置は回折
次数毎に異なるため、回折面を含む光学系で各次数毎に
近軸像面が存在する。従って、使用次数光である１次光
が本来の結像面に合焦した状態では、不要次数光は像面
においてアウトフォーカス（ピンぼけ）状態となってお
り、不要次数光の点像の強度分布は大きく拡がって１次
光に重なっている。不要次数光による像にも収差は存在
し、しかも１次光のそれに比較してかなり大きいが、近
軸像面位置が異なることの方がボケの原因としては大き
い。従って、点像の強度分布を表す関数は近似的または
実用的には、収差や口径食を無視し近軸像面位置が異な
ることによるボケだけを考慮して決めても問題はない。

【００３９】この点像の拡がりはその断面積が絞り開口
径にほぼ比例するので、これを利用して、絞り開放状態
の点像の強度分布から絞り込んだ状態の点像強度分布を
算出して補正演算に使用することができる。

【００４０】図１１において、破線は結像光学系の絞り
開放状態における点像の強度分布である。この開放Ｆ値
をＦ₀、絞り込んだ状態の値をＦ₁とすると、開放状態
の点像強度分布の両側からそれぞれ面積のパーセンテー
ジで（１−Ｆ₀／Ｆ₁）×１００／２に相当する部分を
削除し、その上で断面積を１にするためにＦ₁／Ｆ₀を
掛けると、図１１に実線で示す強度分布が得られる。こ
れをＦナンバーがＦ₁となるように絞り込まれた状態の
点像の強度分布として使用する。

【００４１】具体的には、データメモリには絞り開放状
態における補正データＰ_i(x,y) を格納しておき、ＣＰ
Ｕで不要次数光成分を算出するに際して、物体像の強度
分布と補正データとのコンボリューション積分を計算す
る前に、Ｐ_i(x,y) ×( １−Ｆ₀／Ｆ₁) ×( １００／
２) を求めて、これをＰ_i(x,y) の両端から削除し、残
りにＦ₁／Ｆ₀を掛ける、という演算を行ない、得られ
た関数Ｐ' _i(x,y) を補正データＰ_i(x,y) の代わりに
用いてコンボリューション積分を計算するようにすれば
良い。

【００４２】あるいは、次のような関数を点像の強度分
布関数の代わりに用いても良い。図１２において、１次
光と特定の不要次数光の近軸像点の光軸方向の位置のず
れをΔＳｋ、結像光学系のＦナンバーをＦ_NOとしたと
き、像面上において、ボケによる不要次数光の強度は、
半径ΔＳｋ／２Ｆ_NOの範囲内では有限の値を持つがその
外側では充分小さな値をとる。

【００４３】そこで、例えば図１３に示すように、この
ような性質を持つ任意の関数を、子午断面または球欠断
面における断面積が１になるように規格化して、前記特
定の不要次数光の点像強度分布を表す関数として採用す
る。関数の形については格別の制限はないが、ΔＳｋ／
２Ｆ_NOの範囲の外側で充分小さな値となる目安として
は、関数の半径ΔＳｋ／２Ｆ_NOの範囲内での積分値が全
積分値の８０％以上になることが好ましい。この値以下
では、関数の拡がりが大きすぎてフレア除去のレベルが
低くなる。この値はなるべく大きい方が良く、９０％以
上は一層好ましい。ガウス分布関数Ａｅｘｐ［−ａ（ｘ
²＋ｙ²）］（Ａ、ａは定数）などを用いれば、実際の
点像強度に対する近似の程度が比較的高く、しかもコン
ボリューションの計算などが比較的簡単にできるので好
ましい。この場合は、結像光学系のＦナンバーや近軸像
点のずれΔＳｋの変化（ΔＳｋ／２Ｆ_NOの範囲の変化）
に合わせて定数Ａやａの値を変え、この範囲の外側で関
数の値が充分小さい状態を保つようにする。

【００４４】ところで、結像光学系の絞り径を変えない
場合でも、ΔＳｋの値はΔβと同様に結像光学系におけ
るフォーカシングやズーミングなどに伴って変化する。
また、Ｆ_NOの値もズーミングなどで変化する。このよう
な変化に合わせて画質補正の程度を調整するために、以
下のような方法が考えられる。

【００４５】１つは、結像光学系の各状態に対応したΔ
Ｓｋの値をテーブルメモリに点列データとして記憶させ
ておき、そのデータを用いてコンボリューション積分を
行う前に点像強度分布関数を補正することである。即
ち、自動焦点検出装置の信号や合焦のために移動したレ
ンズ位置を表す信号などに基づいてテーブルメモリの中
から物体距離にあったΔＳｋの値を取り出し、この値を
用いて、点像分布関数の関数形を補正する。ズーミング
に関しても同様で、ズーミングのために移動したレンズ
位置を表す信号に基づいてその焦点距離状態に応じたΔ
Ｓｋの値を読み出して関数形を補正すればよい。ガウス
分布関数の場合は、ΔＳｋの大小に合わせて上記の定数
Ａやａの値を変更することになる。

【００４６】なお、物体距離や焦点距離は連続的に変化
するが、補正信号は物体距離範囲、あるいはズーミング
可能な焦点距離範囲をいくつかのゾーンに区切り、各ゾ
ーンの中に物体がある間は同じΔＳｋの値を用いるよう
にしてもよい。こうすればΔＳｋの点列データのデータ
数を減少させることができる。

【００４７】あるいは、テーブルメモリには、ΔＳｋを
計算するための基礎となる結像光学系のレンズデータ、
絞り位置など必要なデータを格納しておき、フォーカシ
ングやズーミングの状態を焦点検出信号やレンズ位置を
表す信号などから読み取って、物体距離やズーミング状
態に応じてその都度ΔＳｋを計算する手段を有するよう
にしても良い。

【００４８】次に、色成分毎のフレア成分の除去につい
て述べる。色成分毎のフレア除去について、上記第２の
実施の形態においてはＲＧＢ３色について各々補正を行
なうようにしたが、図８からわかるとおり回折面の回折
効率が１００％となる波長とＧの波長とが非常に接近し
ているため、Ｇ波長においては不要次数回折光は極めて
少ない。従って、Ｇ色成分についてはフレア除去のため
の信号処理を省略し、Ｒ成分とＢ成分についてのみ補正
を行なうようにしてもよい。更に簡略化するには、回折
面の回折効率が１００％となる波長を２つの色成分の中
央付近の波長に設定し、残りの１つの波長成分について
のみフレア除去のための信号処理を行なえばよい。例え
ば、Ｂ成分とＧ成分の中央付近の波長（例えば５８０ｎ
ｍ）で回折効率が１００％となるように回折面を最適化
すると、Ｂ成分とＧ成分の波長においては回折効率がか
なり高い値を示す（従って、フレア成分が少ない）のに
対し、Ｒ成分では回折効率が低くなるため不要回折次数
光が増加し、フレア成分が多くなる。このため、Ｂ成分
及びＧ成分については補正を省略し、Ｒ成分のみを補正
するだけでも相当の効果をあげることが出来る。先に述
べた第１の実施の形態では信号処理回路６からフレア除
去回路７に供給されるＲＧＢコンポーネント信号に対し
１回だけフレア除去処理を行なうものとして説明した
が、ここで述べたような構成にすれば第１の実施の形態
のようなやり方で何ら問題は生じない。もちろん、回折
効率が１００％となる波長をＧ成分とＲ成分の間に設定
し、Ｂ成分のみについて補正を行なうようにしてもよ
い。

【００４９】なお、各色の点像強度分布に白色の色温度
に基づいたＲＧＢの混合比をそれぞれ掛け、３色混合し
たものを補正データとして用いても良い。具体的にはＲ
ＧＢの各代表波長の点像強度分布に各波長の回折効率を
掛け、更に色温度に基づいた各色成分の大きさの比率を
掛けたものを加え合わせて点像の強度分布を表わす関数
を算出するようにすれば良い。このようにして求めた点
像強度分布はどの色成分の点像強度分布とも異なるが、
逆にどの色成分との差も少ないので、１つの点像強度分
布を用いて全ての色のフレア成分を除去する場合に、１
つの色成分の点像強度を用いて全ての色を補正する場合
に比較すると誤差が少ない。従って、演算処理の簡略化
を重視する場合などにはこのような点像強度分布を用い
ると良い。

【００５０】最後に、フレア成分の演算方法について述
べる。実施の形態においてはフレア成分を表わす信号を
得るために補正データ（Ｐ_i(x, y)またはＰ_i(x,y, η)
）と物体像の強度分布Ｉ(x,y) のコンボリューション
積分を計算したが、この他に補正データと物体像の強度
分布の各々についてフーリエ変換を行ない、得られた結
果の積を逆フーリエ変換することによってフレア成分を
表わす信号を求めるようにしても良い。この場合は、補
正演算の度毎に補正データのフーリエ変換を行なっても
良いが、演算時間を短縮するためにはデータメモリにＰ
_i(x,y) またはＰ_i(x,y, η) を予めフーリエ変換した
データを記憶しておき、ＣＰＵにおいては画像メモリか
ら映像信号、データメモリから補正データを読み込んだ
後、映像信号についてフーリエ変換を行ない、次いでそ
の結果と読み込んだ補正データとを掛け算し、更にその
積を逆フーリエ変換してフレア成分を求め、ワークメモ
リに書込むようにすれば良い。

【００５１】本発明において、コンボリューション積分
を行う場合、各画素毎に行うと計算量がきわめて膨大に
なる。これを削減するためには、いくつかの画素をまと
めてブロックとし、撮像素子の画面全体を１０³〜１０
⁴のブロックに分割し、各ブロック内では１つの画素に
ついて（ブロック内の１つの画素をサンプリングする）
だけフレア成分を求め、各ブロック内の画素については
同じフレア成分を除去するようにするとよい。画素の選
び方は、予め決めておいても良いし、各ブロックの中の
輝度信号が最も大きい画素を選ぶようにしても良い。

【００５２】本発明は、電子撮像素子の画素ピッチの最
小値ｐが１. ０×１０^-6＜ｐ／ｆＬ＜１. ０×１０^-3の
範囲内にあるときに最も効果がある。なお、結像光学系
は屈折光学素子と回折光学素子だけでなく、反射光学素
子を含んでも良い。また、フレア成分を求めるために、
点像の強度分布ではなく、ｘ方向、ｙ方向、放射方向、
正接方向などの方向を向いた線状物体の結像光学系によ
り形成される拡がった像（線像）の強度分布を用いても
良い。また、回折面の不要次数光によるが面全体に及ぶ
一様なフレア成分を除去するための電気的手段との組合
せも良い。回折面は、その回折光のうち本来の結像に寄
与する１つの特定次数のみ４００ｎｍから７００ｎｍの
可視波長域で回折効率が５０％以上になる波長を有する
のがフレア防止上好ましい。回折面は回折光を発生させ
る溝が閉ループ状に形成されていることが望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の全体構成を示す図
である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の結像光学系の断面
図である。

【図３】図３に示した結像光学系の収差図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態の信号処理手段の内
部構成を示す図である。

【図５】各次数の点像強度分布を示す図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態のＣＰＵで行なわれ
るフレア除去演算のフローチャートである。

【図７】本発明の第２の実施の形態の全体構成を示す図
である。

【図８】回折面の回折効率の波長依存性を示す図であ
る。

【図９】本発明の第２の実施の形態の信号処理手段の内
部構成を示す図である。

【図１０】像面を複数のゾーンに分ける態様を示す図で
ある。

【図１１】絞り値で補正された点像強度分布を示す図で
ある。

【図１２】結像光学系から像面に至る光を模式的に描い
た図である。

【図１３】近似的な点像強度分布関数を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者後藤敦夫東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物の像を形成する結像光学系と、こ
の像を受けて像を表わす電気信号に変換する電子撮像素
子と、この電子撮像素子から得られる信号をディスプレ
イ装置などの出力手段に表示可能な映像信号に変換する
信号処理手段とを備え、前記結像光学系が回折面を含
み、前記信号処理手段が画質を向上させるための画像処
理手段を含む電子撮像装置。
【請求項２】前記結像光学系が絞りと、その前後に配
置した前レンズ群と後レンズ群とを備え、前記前レンズ
群と後レンズ群のうち正の焦点距離が短い方のレンズ群
が負の焦点距離をもつ光学素子と回折面とを含む請求項
１に記載の電子撮像装置。
【請求項３】前記結像光学系が絞りと、その前後に配
置した前レンズ群と後レンズ群とを備え、前記後レンズ
群が正のパワーを有していて、負の焦点距離を有する光
学素子と少なくとも１つの回折面とを含む請求項１に記
載の電子撮像装置。
【請求項４】前記画像処理手段が前記回折面において
発生する不要次数光に起因するフレア成分を除去する回
路手段である請求項１、２、又は３に記載の電子撮像装
置。
【請求項５】以下の条件を満足する請求項４に記載の
電子撮像装置。１. ０×１０^ー6＜ｐ／ｆＬ＜１. ０×１０^ー3 但し、ｐは電子撮像素子の画素中心間距離の最小値、ｆ
Ｌは前記結像光学系の焦点距離である。
【請求項６】以下の条件を満足する請求項２乃至５の
いずれかに記載の電子撮像装置。０. １＜−ｆＮ／ｆＬ＜２但し、ｆＮは前記負の焦点距離を有する光学素子の焦点
距離、ｆＬは前記結像光学系の焦点距離である。
【請求項７】以下の条件を満足する請求項６に記載の
電子撮像装置。ｆＬ／ｆＤＯＥ＜０. ０７ (5) 但し、ｆＤＯＥは前記回折面の回折作用のみの焦点距
離、ｆＬは前記結像光学系の焦点距離である。
【請求項８】前記画像処理手段が、前記結像光学系に
よって形成される点像の強度分布Ｐ(x,y) を用いて前記
回折面で発生する不要次数光に基づくフレア成分を算出
し、除去する手段を含む請求項１に記載の電子撮像装
置。
【請求項９】前記画像処理手段が、前記結像光学系に
よって形成される不要次数光の点像の強度分布Ｐ(x,y)
を記憶する記憶手段と、前記電子撮像素子から得られる
物体像を表わす信号Ｉ(x,y) と前記記憶手段に記憶され
た点像の強度分布Ｐ(x,y) とのコンボリューションを演
算してフレア成分を求める手段と、前記物体像を表わす
信号から前記フレア成分を減算する手段とを含む請求項
１乃至４のいずれかに記載の電子撮像装置。
【請求項１０】前記画像処理手段が、前記結像光学系
によって形成される不要次数光の点像の強度分布Ｐ(x,
y) を記憶する記憶手段と、この点像の強度分布Ｐ(x,y)
のフーリエ変換を求める手段と、前記電子撮像素子か
ら得られる物体像を表わす信号Ｉ( x,y)のフーリエ変換
を求める手段と、前記点像の強度分布のフーリエ変換と
物体像を表わす信号のフーリエ変換と積を求め、この積
の逆フーリエ変換を演算してフレア成分を求める手段
と、前記物体像を表わす信号から前記フレア成分を減算
する手段とを含む請求項１乃至４のいずれかに記載の電
子撮像装置。
【請求項１１】前記電子撮像装置が前記物体像を表わ
す信号を３つの色成分信号として前記画像処理手段に供
給するための手段を含み、前記画像処理手段が複数の色
成分信号について前記回折面の不要次数光成分を含んだ
フレア成分を除去する処理を行なう請求項４乃至１０の
いずれかに記載の電子撮像装置。
【請求項１２】前記結像光学系は回折効率が５００ｎ
ｍから５５０ｎｍの波長範囲内において回折効率が最大
となる回折面を含み、前記画像処理手段が青信号成分と
赤信号成分に対して不要次数光成分を含んだフレア成分
を除去する処理を行なう請求項１１に記載の電子撮像装
置。
【請求項１３】前記結像光学系は回折効率が５００ｎ
ｍ以下の可視波長範囲内において回折効率が最大となる
回折面を含み、前記画像処理手段が赤信号成分に対して
不要次数光成分を含んだフレア成分を除去する処理を行
なう請求項１１に記載の電子撮像装置。
【請求項１４】前記結像光学系は回折効率が５５０ｎ
ｍ以上の可視波長範囲内において回折効率が最大となる
回折面を含み、前記画像処理手段が青信号成分に対して
不要次数光成分を含んだフレア成分を除去する処理を行
なう請求項１１に記載の電子撮像装置。
【請求項１５】前記電子撮像装置が前記点像の強度分
布を記憶する手段を含む請求項８に記載の電子撮像装
置。
【請求項１６】前記記憶手段には、前記点像の強度分
布を表わすデータとして、物体像を表わす信号の複数の
色成分毎に、且つ不要回折次数毎に点像の強度分布が記
憶されている請求項１５に記載の電子撮像装置。
【請求項１７】前記記憶手段には、前記点像の強度分
布を表わすデータとして、物体距離毎、像高比毎、ある
いは前記結像光学系のＦナンバー毎の点像の強度分布が
記憶されている請求項１５に記載の電子撮像装置。
【請求項１８】前記画像処理手段は、前記記憶手段に
記憶された点像の強度分布から撮影条件の異なる点像の
強度分布を算出するための手段を備えている請求項１５
に記載の電子撮像装置。
【請求項１９】前記記憶手段には、前記点像の強度分
布を表わすデータとして、物体像を表わす信号の青、
緑、赤色成分の各々の代表波長についての少なくとも０
次及び２次回折光の点像の強度分布を子午断面または球
欠面断の面積が１になるように規格化したデータが記憶
されている請求項１６に記載の電子撮像装置。
【請求項２０】前記記憶手段には、物体像を表わす信
号の青、緑、赤色成分の各々の代表波長についての少な
くとも０次及び２次回折光の前記回折面における回折効
率を表わすデータが記憶されている請求項１６又は１９
に記載の電子撮像装置。
【請求項２１】前記記憶手段には、前記点像の強度分
布を表わすデータとして、物体像を表わす信号の青、
緑、赤色成分の各々の代表波長についての少なくとも０
次及び２次回折光の点像の強度分布を子午断面または球
欠面断の面積が１になるように規格化したデータに前記
回折面の前記各波長における回折効率を掛けたものが記
憶されている請求項１６に記載の電子撮像装置。
【請求項２２】前記記憶手段には、前記点像の強度分
布を表わすデータとして、物体像を表わす信号の青、
緑、赤色成分の各々の代表波長についての少なくとも０
次及び２次回折光の点像の強度分布を子午断面または球
欠面断の面積が１になるように規格化したデータに前記
回折面の前記各波長における回折効率を掛け、更に白色
の色温度に基づいた青、緑、赤の混合比をそれぞれ掛け
た上で、３色混合したデータが記憶されている請求項１
６に記載の電子撮像装置。
【請求項２３】前記結像光学系の開放Ｆ値をＦ₀、絞
り込んだ状態のＦ値をＦ₁としたとき、前記記憶手段に
はＦ₀の状態の点像の強度分布が記憶されており、前記
画像処理手段では前記点像の強度分布の両側からそれぞ
れ子午断面または球欠断面の断面積のパーセンテージで
（１−Ｆ₀／Ｆ₁）×１００／２に相当する部分を削除
し、その上で断面積を１にするためにＦ₁／Ｆ₀を掛け
て得られる関数を絞り値Ｆ₁の状態における点像の強度
分布として、フレア成分を除去する演算を行なう請求項
９又は１０に記載の電子撮像装置。
【請求項２４】前記画像処理手段が前記結像光学系に
よって形成される不要次数光の点像の強度分布Ｐ(x,y)
を記憶する記憶手段を含み、前記結像光学系の開放Ｆ値をＦ₀、絞り込んだ状態のＦ
値をＦ₁としたとき、前記記憶手段にはＦ₀の状態の点
像の強度分布が記憶されており、前記画像処理手段では
前記点像の強度分布の両側からそれぞれ子午断面または
球欠断面の断面積のパーセンテージで（１−Ｆ₀／
Ｆ₁）×１００／２に相当する部分を削除し、その上で
断面積を１にするためにＦ₁／Ｆ₀を掛けて得られる関
数を絞り値Ｆ₁の状態における点像の強度分布として、
フレア成分を除去する演算を行なう請求項４乃至８のい
ずれかに記載の電子撮像装置。
【請求項２５】物体像を像高に応じて複数の輪帯状の
ゾーンに分割し、前記記憶手段は各ゾーンに対してその
ゾーンに中から選択した代表像高の点像の強度分布を記
憶している請求項１７乃至２４のいずれかに記載の電子
撮像装置。
【請求項２６】前記記憶手段には、使用次数回折光に
よる近軸像面上において使用次数回折光の主光線高と隣
接次数の主光線高の比を計算するための情報が記憶され
ている請求項１７に記載の電子撮像装置。
【請求項２７】前記回折面が、回折光を発生させるた
めの閉ループ状に形成された溝を有する請求項１乃至２
５のいずれかに記載の電子撮像装置。
【請求項２８】不要次数光と使用次数光の近軸像点位
置の結像光学系の光軸方向の差をΔＳｋ、前記結像光学
系のＦナンバ−をＦ_NOとしたとき、半径ΔＳｋ／２Ｆ_NO
の範囲内において有限の値を持ち、その外側においては
充分小さい値を持つ任意の関数を前記結像光学系によっ
て形成される不要次数光の点像の強度分布として用いる
請求項８に記載の電子撮像装置。
【請求項２９】前記任意の関数は、半径ΔＳｋ／２Ｆ
_NOの範囲内における積分値が該関数の全積分値の８０％
以上の値となるものである請求項８に記載の電子撮像装
置。
【請求項３０】前記任意の関数は、半径ΔＳｋ／２Ｆ
_NOの範囲内における積分値が該関数の全積分値の９０％
以上の値となるものである請求項８に記載の電子撮像装
置。
【請求項３１】前記画像処理手段が、前記任意の関数
を記憶する記憶手段と、前記電子撮像素子から得られる
物体像を表す信号Ｉ( x,y)と前記記憶手段に記憶された
点像の強度分布とのコンボリュ−ションを演算してフレ
ア成分を求める手段と、前記物体像を表す信号から前記
フレア成分を減算する手段とを有する請求項２８、２
９、または３０に記載の電子撮像装置。
【請求項３２】前記結像光学系は少なくとも一部が変
更可能であり、前記結像光学系の変更に対応した前記不
要次数光と使用次数回折光の近軸像点位置の差ΔＳｋを
導く導出手段を有する請求項２８、２９、３０、または
３１に記載の電子撮像装置。
【請求項３３】前記結像光学系は少なくとも一部が変
更可能であり、前記結像光学系の変更に対応した前記不
要次数光と使用次数回折光の近軸像点位置の差ΔＳｋを
デ−タ列として記憶する記憶手段を有し、該記憶手段か
ら前記デ−タを読み出す手段を有する請求項２８、２
９、３０、または３１に記載の電子撮像装置。
【請求項３４】前記コンボリュ−ションの演算は、前
記電子撮像素子の有効撮像面を１０³ないし１０⁴の領
域に分割し、各領域から１つの画素をサンプリングして
行われる請求項３１に記載の電子撮像装置。
【請求項３５】前記電子撮像装置が前記物体像を表わ
す信号を３つの色成分信号として前記画像処理手段に供
給するための手段を含み、前記画像処理手段が複数の色成分信号について前記回折
面の不要次数光成分を含んだフレア成分を除去する処理
を行なう請求項２８乃至３４のいずれかに記載の電子撮
像装置。