JPH10257506A - 画像撮像装置 - Google Patents
画像撮像装置Info
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- JPH10257506A JPH10257506A JP9062740A JP6274097A JPH10257506A JP H10257506 A JPH10257506 A JP H10257506A JP 9062740 A JP9062740 A JP 9062740A JP 6274097 A JP6274097 A JP 6274097A JP H10257506 A JPH10257506 A JP H10257506A
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- Japan
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
- G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/46—Colour picture communication systems
- H04N1/48—Picture signal generators
- H04N1/486—Picture signal generators with separate detectors, each detector being used for one specific colour component
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
- H04N23/84—Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals
- H04N23/843—Demosaicing, e.g. interpolating colour pixel values
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/11—Scanning of colour motion picture films, e.g. for telecine
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光学ローパスフィルターを用いる事なく、いわ
ゆる「色モワレ」の発生を抑える事ができ、従来の装置
よりも高画質が得られ、コストダウンも図った画像撮像
装置を提供する。 【解決手段】ＣＣＤのＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの受光感度
は、おおよそＣ線，ｅ線，ｇ線をピークとしており、ｅ
線の近軸レンズバックに対して故意に近軸レンズバック
をずらしたため、ＲとＢの像がデフォーカスしている状
態となり、ＲとＢに対する像性能は、おおよそナイキス
ト周波数で０付近まで低下するため、光学ローパスフィ
ルターがなくても「色モワレ」は発生しない。さらに、
ほぼベストピントとなっているｅ線をおおよそ受光感度
のピークとするＧの画素についてのＭＴＦは、ナイキス
ト周波数においても高い値を示し、コントラストの低下
が少なく、最終的に高画質が得られる。
ゆる「色モワレ」の発生を抑える事ができ、従来の装置
よりも高画質が得られ、コストダウンも図った画像撮像
装置を提供する。 【解決手段】ＣＣＤのＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの受光感度
は、おおよそＣ線，ｅ線，ｇ線をピークとしており、ｅ
線の近軸レンズバックに対して故意に近軸レンズバック
をずらしたため、ＲとＢの像がデフォーカスしている状
態となり、ＲとＢに対する像性能は、おおよそナイキス
ト周波数で０付近まで低下するため、光学ローパスフィ
ルターがなくても「色モワレ」は発生しない。さらに、
ほぼベストピントとなっているｅ線をおおよそ受光感度
のピークとするＧの画素についてのＭＴＦは、ナイキス
ト周波数においても高い値を示し、コントラストの低下
が少なく、最終的に高画質が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ（charge c
oupled device ）等のカラー撮像素子により電気的に画
像情報を取り込むための画像撮像装置において、そのカ
ラー撮像素子に画像を結像させる光学系に関するもので
ある。
oupled device ）等のカラー撮像素子により電気的に画
像情報を取り込むための画像撮像装置において、そのカ
ラー撮像素子に画像を結像させる光学系に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤのような、画素が等間隔で並んだ
撮像素子で画像情報を取り込む場合、その等間隔のサン
プリングにより、高周波の被写体に対してその周波数と
は別の低周波の「折り返しノイズ」等と呼ばれるノイズ
画像が発生するが、それによる不具合を防ぐために、従
来より、水晶より成る光学ローパスフィルターを画像撮
像装置の光学系内に配置し、被写体の高周波成分が撮像
素子に至らないようにするという事が行われている。
撮像素子で画像情報を取り込む場合、その等間隔のサン
プリングにより、高周波の被写体に対してその周波数と
は別の低周波の「折り返しノイズ」等と呼ばれるノイズ
画像が発生するが、それによる不具合を防ぐために、従
来より、水晶より成る光学ローパスフィルターを画像撮
像装置の光学系内に配置し、被写体の高周波成分が撮像
素子に至らないようにするという事が行われている。
【０００３】また、最近は、画像撮像装置の小型化やコ
ストダウンを図るため、ＣＣＤの各画素にＲ（red），
Ｇ（green），Ｂ（blue）等のカラーフィルターを交互
に配置した単板式と呼ばれるものが多く用いられてお
り、その際に、観察者が画像を見たときに強く感じやす
いＧの画素を、Ｒ，Ｂの画素よりも多く配置する事で、
像性能を上げるという事が一般的に行われている。図２
は、そのＣＣＤのカラー画素の配置例を示す図であり、
市松パターンと呼ばれている。
ストダウンを図るため、ＣＣＤの各画素にＲ（red），
Ｇ（green），Ｂ（blue）等のカラーフィルターを交互
に配置した単板式と呼ばれるものが多く用いられてお
り、その際に、観察者が画像を見たときに強く感じやす
いＧの画素を、Ｒ，Ｂの画素よりも多く配置する事で、
像性能を上げるという事が一般的に行われている。図２
は、そのＣＣＤのカラー画素の配置例を示す図であり、
市松パターンと呼ばれている。
【０００４】ところが、上記ＣＣＤにおいては、画素が
少ない事で画素間隔が広いＲやＢに対して、上記「折り
返しノイズ」がよく目立ち、ノイズに色がついた「色モ
ワレ」と呼ばれる不具合として現れる。このようなＣＣ
Ｄに対しては、上記光学ローパスフィルターは、特にそ
の「色モワレ」を目立たなくするために用いられる。
少ない事で画素間隔が広いＲやＢに対して、上記「折り
返しノイズ」がよく目立ち、ノイズに色がついた「色モ
ワレ」と呼ばれる不具合として現れる。このようなＣＣ
Ｄに対しては、上記光学ローパスフィルターは、特にそ
の「色モワレ」を目立たなくするために用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
学ローパスフィルターを使用すれば、特に「色モワレ」
を抑えるために、不要な高周波をカットする事ができる
が、それ以外に低周波成分の画像をも低下させ、特に上
記単板式のＣＣＤにおいては、Ｇの画素に対し、不要で
はない高周波成分までカットしてしまうという欠点を有
している。また、光学ローパスフィルターは非常に高額
であるので、画像撮像装置のコストアップにもつながっ
てしまう。
学ローパスフィルターを使用すれば、特に「色モワレ」
を抑えるために、不要な高周波をカットする事ができる
が、それ以外に低周波成分の画像をも低下させ、特に上
記単板式のＣＣＤにおいては、Ｇの画素に対し、不要で
はない高周波成分までカットしてしまうという欠点を有
している。また、光学ローパスフィルターは非常に高額
であるので、画像撮像装置のコストアップにもつながっ
てしまう。
【０００６】本発明は、上記不具合点を解消し、光学ロ
ーパスフィルターを用いる事なく、いわゆる「色モワ
レ」の発生を抑える事ができ、さらに、光学ローパスフ
ィルターを用いた従来の装置よりも高画質が得られ、コ
ストダウンも図った画像撮像装置を提供する事を目的と
する。
ーパスフィルターを用いる事なく、いわゆる「色モワ
レ」の発生を抑える事ができ、さらに、光学ローパスフ
ィルターを用いた従来の装置よりも高画質が得られ、コ
ストダウンも図った画像撮像装置を提供する事を目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、照明された被写体からの光を結像させ
る光学レンズと、その結像した光を色別に光電変換する
カラー撮像素子とを有する画像撮像装置において、以下
の条件式範囲を満足する構成とする。 １．５×ｐ×ＦＮｏ．＜｜ＬＢｇ−ＬＢｅ｜＜５．０×
ｐ×ＦＮｏ． １．５×ｐ×ＦＮｏ．＜｜ＬＢｃ−ＬＢｅ｜＜５．０×
ｐ×ＦＮｏ． 但し、 ｐ：前記カラー撮像素子の光電変換画素の所定ピッチ ＬＢｅ：ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）の近軸レンズバ
ック ＬＢｇ：ｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）の近軸レンズバ
ック ＬＢｃ：Ｃ線（波長６５６．２８ｎｍ）の近軸レンズバ
ック ＦＮｏ．：前記光学レンズのＦナンバー である。
に、本発明では、照明された被写体からの光を結像させ
る光学レンズと、その結像した光を色別に光電変換する
カラー撮像素子とを有する画像撮像装置において、以下
の条件式範囲を満足する構成とする。 １．５×ｐ×ＦＮｏ．＜｜ＬＢｇ−ＬＢｅ｜＜５．０×
ｐ×ＦＮｏ． １．５×ｐ×ＦＮｏ．＜｜ＬＢｃ−ＬＢｅ｜＜５．０×
ｐ×ＦＮｏ． 但し、 ｐ：前記カラー撮像素子の光電変換画素の所定ピッチ ＬＢｅ：ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）の近軸レンズバ
ック ＬＢｇ：ｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）の近軸レンズバ
ック ＬＢｃ：Ｃ線（波長６５６．２８ｎｍ）の近軸レンズバ
ック ＦＮｏ．：前記光学レンズのＦナンバー である。
【０００８】また、前記カラー撮像素子は、Ｒ，Ｇ，Ｂ
原色の光電変換画素を持つＣＣＤである構成とする。さ
らに、前記被写体を照明する照明強度を変える事によ
り、前記カラー撮像素子への露光量を制御する構成とし
ても良い。或いは、前記被写体を照明する照明時間を変
える事により、前記カラー撮像素子への露光量を制御す
る構成とする事もできる。また、前記被写体と前記カラ
ー撮像素子の間の光路中に、前記被写体からの光の透過
率を変えるフィルターを設ける事により、前記カラー撮
像素子への露光量を制御する構成とする事もできる。
原色の光電変換画素を持つＣＣＤである構成とする。さ
らに、前記被写体を照明する照明強度を変える事によ
り、前記カラー撮像素子への露光量を制御する構成とし
ても良い。或いは、前記被写体を照明する照明時間を変
える事により、前記カラー撮像素子への露光量を制御す
る構成とする事もできる。また、前記被写体と前記カラ
ー撮像素子の間の光路中に、前記被写体からの光の透過
率を変えるフィルターを設ける事により、前記カラー撮
像素子への露光量を制御する構成とする事もできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明の第
１の実施形態の全体構成を示す。本構成は、現像済みの
フィルムを被写体として撮影するタイプであり、いわゆ
るフィルム画像撮影装置と呼ばれるものである。
て、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明の第
１の実施形態の全体構成を示す。本構成は、現像済みの
フィルムを被写体として撮影するタイプであり、いわゆ
るフィルム画像撮影装置と呼ばれるものである。
【００１０】同図において、１１は被写体である現像済
みフィルムである。このフィルム１１は、いわゆるＡＰ
Ｓ（advanced photo system ）タイプのものであり、カ
ートリッジに現像済みのフィルムが装填されているもの
である。また、１２はフィルム１１を給送する給送部で
あり、これによりフィルム１１の送りや巻き戻しを行う
とともに、フィルム１１に磁気記録されているＩＸデー
タの読み書きも行う。１３はフィルム１１を照明する光
源であり、蛍光管やキセノン管（フラッシュ）或いはタ
ングステンランプで構成されている。光源１３によって
照明されたフィルム１１の画像は、レンズ１によってＣ
ＣＤ３に結像する。
みフィルムである。このフィルム１１は、いわゆるＡＰ
Ｓ（advanced photo system ）タイプのものであり、カ
ートリッジに現像済みのフィルムが装填されているもの
である。また、１２はフィルム１１を給送する給送部で
あり、これによりフィルム１１の送りや巻き戻しを行う
とともに、フィルム１１に磁気記録されているＩＸデー
タの読み書きも行う。１３はフィルム１１を照明する光
源であり、蛍光管やキセノン管（フラッシュ）或いはタ
ングステンランプで構成されている。光源１３によって
照明されたフィルム１１の画像は、レンズ１によってＣ
ＣＤ３に結像する。
【００１１】従来の画像撮像装置においては、レンズ１
とＣＣＤ３の間に光学ローパスフィルターが配置されて
いたが、本実施形態においては不要である。引き続きＣ
ＣＤ３では、結像した画像を光電変換して出力する。Ｃ
ＣＤ３からの出力は、アナログプロセス４でＣＤＳ（co
rrelation double sampling,相関二重サンプリング）さ
れてアナログ信号（実効値）に変換され、続いてＡ／Ｄ
変換部５でデジタル信号に変換される。そして、この信
号を受けて、画像処理部７では各種の画像処理を行う。
詳しくは後述する。
とＣＣＤ３の間に光学ローパスフィルターが配置されて
いたが、本実施形態においては不要である。引き続きＣ
ＣＤ３では、結像した画像を光電変換して出力する。Ｃ
ＣＤ３からの出力は、アナログプロセス４でＣＤＳ（co
rrelation double sampling,相関二重サンプリング）さ
れてアナログ信号（実効値）に変換され、続いてＡ／Ｄ
変換部５でデジタル信号に変換される。そして、この信
号を受けて、画像処理部７では各種の画像処理を行う。
詳しくは後述する。
【００１２】６は、制御部１０からの制御信号を受けて
ＣＣＤ３，アナログプロセス４，Ａ／Ｄ変換部５にタイ
ミングパルスを供給する働きをするＴＧ（ｔｉｍｉｎｇ
ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）である。また、バッファメモリ
ー８は、撮影した画像のデータを適当な形式で一時記憶
しておくところで、メモリーコントローラ９により、制
御部１０からの制御信号を受けて制御される。この制御
部１０は、本構成のフィルム画像撮影装置全体の制御を
行う。
ＣＣＤ３，アナログプロセス４，Ａ／Ｄ変換部５にタイ
ミングパルスを供給する働きをするＴＧ（ｔｉｍｉｎｇ
ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）である。また、バッファメモリ
ー８は、撮影した画像のデータを適当な形式で一時記憶
しておくところで、メモリーコントローラ９により、制
御部１０からの制御信号を受けて制御される。この制御
部１０は、本構成のフィルム画像撮影装置全体の制御を
行う。
【００１３】また、１４は電源のＯＮ／ＯＦＦやフィル
ムのイジェクト等の操作を指示して制御部１０に働きか
ける操作部であり、１８は各部へ電力を供給する電源部
である。さらに、１７はパーソナルコンピュータ（Ｐ
Ｃ）であり、このモニターで画像を鑑賞したり、この記
録媒体に画像データを記録する働きをする。そのため、
コネクタ１６を介して装置本体と接続されている。そし
て、１５はパーソナルコンピュータ１７との接続を制御
するＩ／Ｆコントロールである。基本的には、パーソナ
ルコンピュータ１７内にセットされたソフトウェアによ
り、制御信号がコネクタ１６を介して制御部１０に送ら
れ、その信号に従って制御部１０が装置本体を制御す
る。
ムのイジェクト等の操作を指示して制御部１０に働きか
ける操作部であり、１８は各部へ電力を供給する電源部
である。さらに、１７はパーソナルコンピュータ（Ｐ
Ｃ）であり、このモニターで画像を鑑賞したり、この記
録媒体に画像データを記録する働きをする。そのため、
コネクタ１６を介して装置本体と接続されている。そし
て、１５はパーソナルコンピュータ１７との接続を制御
するＩ／Ｆコントロールである。基本的には、パーソナ
ルコンピュータ１７内にセットされたソフトウェアによ
り、制御信号がコネクタ１６を介して制御部１０に送ら
れ、その信号に従って制御部１０が装置本体を制御す
る。
【００１４】図２は、上述したように、ＣＣＤのカラー
画素の配置例を示す図であり、エリアＣＣＤの画素配列
とピッチの一例を示している。これは、平方画素で原色
市松のカラーフィルター配置の、プログレッシブスキャ
ン方式（一括転送方式）のＣＣＤである。これは、画素
をまとめる事なく画素毎に転送するもので、静止画の撮
影に向いたものである。同図に示すように、各画素間の
ピッチをｐとすると、Ｇ同士間のピッチは√２ｐ、Ｂ同
士間，Ｒ同士間のピッチはそれぞれ２ｐになる。この方
式のＣＣＤでは、輝度信号はＧから作り、色信号はＲ，
Ｇ，Ｂから作る。
画素の配置例を示す図であり、エリアＣＣＤの画素配列
とピッチの一例を示している。これは、平方画素で原色
市松のカラーフィルター配置の、プログレッシブスキャ
ン方式（一括転送方式）のＣＣＤである。これは、画素
をまとめる事なく画素毎に転送するもので、静止画の撮
影に向いたものである。同図に示すように、各画素間の
ピッチをｐとすると、Ｇ同士間のピッチは√２ｐ、Ｂ同
士間，Ｒ同士間のピッチはそれぞれ２ｐになる。この方
式のＣＣＤでは、輝度信号はＧから作り、色信号はＲ，
Ｇ，Ｂから作る。
【００１５】ここで、従来の光学ローパスフィルターを
含む光学系の特性について説明しておく。ここで用いる
ＣＣＤの画素ピッチは、ｐ＝０．００５ｍｍを想定して
いる。これは、本実施形態においても同じとする。従来
の画像撮像装置の光学系では、「色モワレ」の発生を抑
えるため、おおよそナイキスト周波数νｎでＭＴＦ（mo
dulation transfer function，変調伝達関数）が０とな
るような光学ローパスフィルターをレンズとＣＣＤの間
に配置する。ここで、νｎ＝１／（２ｐ）＝１００であ
る。
含む光学系の特性について説明しておく。ここで用いる
ＣＣＤの画素ピッチは、ｐ＝０．００５ｍｍを想定して
いる。これは、本実施形態においても同じとする。従来
の画像撮像装置の光学系では、「色モワレ」の発生を抑
えるため、おおよそナイキスト周波数νｎでＭＴＦ（mo
dulation transfer function，変調伝達関数）が０とな
るような光学ローパスフィルターをレンズとＣＣＤの間
に配置する。ここで、νｎ＝１／（２ｐ）＝１００であ
る。
【００１６】故に、光学ローパスフィルターを含めた光
学系のＭＴＦ特性は、Ｒ，Ｇ，Ｂ共に図３のようにな
る。同図において、横軸が空間周波数、縦軸がＭＴＦで
ある。同図に示すように、ここでのＭＴＦは、ナイキス
ト周波数νｎでＭＴＦが０となっているため、「色モワ
レ」が発生する要因となるＲ，Ｂの画像に対するＭＴＦ
としては適正であるが、Ｒ，Ｂより画素ピッチの小さい
Ｇの画像では、ＭＴＦが低すぎて最終的な画像のＭＴＦ
を大きく低下させる。
学系のＭＴＦ特性は、Ｒ，Ｇ，Ｂ共に図３のようにな
る。同図において、横軸が空間周波数、縦軸がＭＴＦで
ある。同図に示すように、ここでのＭＴＦは、ナイキス
ト周波数νｎでＭＴＦが０となっているため、「色モワ
レ」が発生する要因となるＲ，Ｂの画像に対するＭＴＦ
としては適正であるが、Ｒ，Ｂより画素ピッチの小さい
Ｇの画像では、ＭＴＦが低すぎて最終的な画像のＭＴＦ
を大きく低下させる。
【００１７】次に、本実施形態の光学系について説明す
る。図４は、本実施形態の光学系の構成図であり、同図
の左手が被写体側、右手がＣＣＤ側となっている。同図
において、Ｌ１〜Ｌ４は光学レンズ、Ｆ１は不要な赤外
光をカットするためのＩＲ（infrared radiation）カッ
トフィルターである。光学レンズは、Ｌ１が正レンズ，
Ｌ２が負レンズ，Ｌ３がＣＣＤ側に強い凸面を持つ正レ
ンズ，Ｌ４が被写体側に強い凸面を持つ正レンズであ
る。以下に、本実施形態の光学系のコンストラクション
データを示す。
る。図４は、本実施形態の光学系の構成図であり、同図
の左手が被写体側、右手がＣＣＤ側となっている。同図
において、Ｌ１〜Ｌ４は光学レンズ、Ｆ１は不要な赤外
光をカットするためのＩＲ（infrared radiation）カッ
トフィルターである。光学レンズは、Ｌ１が正レンズ，
Ｌ２が負レンズ，Ｌ３がＣＣＤ側に強い凸面を持つ正レ
ンズ，Ｌ４が被写体側に強い凸面を持つ正レンズであ
る。以下に、本実施形態の光学系のコンストラクション
データを示す。
【００１８】 〔曲面の記号〕〔曲率半径〕 〔間隔〕 〔屈折率ｎd 〕〔分散νd 〕 （被写体） 59.87 ｒ１ 6.1202 3.00 1.74950 50.00 ｒ２ 138.2707 2.77 ｒ３ -4.7229 0.85 1.79850 22.60 ｒ４ 10.3020 0.87 ｒ５ -16.7095 1.34 1.85000 40.04 ｒ６ -6.5391 1.36 ｒ７ 12.2037 1.96 1.85000 40.04 ｒ８ -35.5971 1.80 ｒ９ ∞ 1.60 1.51680 64.20 ｒ１０ ∞
【００１９】ここで、 共役長；５９．８７ｍｍ 撮影倍率；−０．２３３６ ＦＮｏ．；４ ｅ線近軸レンズバック；４．３２ｍｍ である。
【００２０】図５は、本実施形態の光学系の収差図であ
り、同図（ａ）は球面収差図、（ｂ）は非点収差図、
（ｃ）は歪曲収差図、（ｄ）は倍率色収差図である。球
面収差図（ａ）に示したｅ線，ｇ線，Ｃ線の球面収差を
見ると、ｅ線に対してｇ線，Ｃ線の近軸レンズバック，
縦色収差が大きくずれている事が分かる。その他の収差
は非常に良好である。
り、同図（ａ）は球面収差図、（ｂ）は非点収差図、
（ｃ）は歪曲収差図、（ｄ）は倍率色収差図である。球
面収差図（ａ）に示したｅ線，ｇ線，Ｃ線の球面収差を
見ると、ｅ線に対してｇ線，Ｃ線の近軸レンズバック，
縦色収差が大きくずれている事が分かる。その他の収差
は非常に良好である。
【００２１】図６は、本実施形態の光学系におけるＲ，
Ｇ，Ｂ別のＭＴＦ特性を示す図であり、（ａ），
（ｂ），（ｃ）で表されている。本実施形態の光学系の
ＣＣＤ受光面は、ほぼｅ線の近軸レンズバック位置に配
置している。同図では、ＣＣＤのＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの
受光感度は、おおよそＣ線（波長６５６．２８ｎｍ），
ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ），ｇ線（波長４３５．８
４ｎｍ）をピークとしており、ｅ線の近軸レンズバック
に対して故意に近軸レンズバックをずらしたため、Ｒと
Ｂの像がデフォーカスしている状態となり、同図
（ａ），（ｃ）に示されるように、ＲとＢに対する像性
能は、おおよそナイキスト周波数νｎ（＝１００）で０
付近まで低下するため、光学ローパスフィルターがなく
ても「色モワレ」は発生しない。
Ｇ，Ｂ別のＭＴＦ特性を示す図であり、（ａ），
（ｂ），（ｃ）で表されている。本実施形態の光学系の
ＣＣＤ受光面は、ほぼｅ線の近軸レンズバック位置に配
置している。同図では、ＣＣＤのＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの
受光感度は、おおよそＣ線（波長６５６．２８ｎｍ），
ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ），ｇ線（波長４３５．８
４ｎｍ）をピークとしており、ｅ線の近軸レンズバック
に対して故意に近軸レンズバックをずらしたため、Ｒと
Ｂの像がデフォーカスしている状態となり、同図
（ａ），（ｃ）に示されるように、ＲとＢに対する像性
能は、おおよそナイキスト周波数νｎ（＝１００）で０
付近まで低下するため、光学ローパスフィルターがなく
ても「色モワレ」は発生しない。
【００２２】そして、本実施形態の光学系においてほぼ
ベストピントとなっているｅ線をおおよそ受光感度のピ
ークとするＧの画素についてのＭＴＦは、同図（ｂ）に
示されるように、ナイキスト周波数νｎにおいても高い
値を示し、コントラストの低下が少ない事が分かる。つ
まり、本実施形態の光学系によれば、光学ローパスフィ
ルターを用いなくても「色モワレ」を防ぐ事ができ、さ
らに、Ｇのコントラストが高い事により、最終的に高画
質が得られる。即ち、コストダウンを図りつつ画質の向
上も得られる事になる。
ベストピントとなっているｅ線をおおよそ受光感度のピ
ークとするＧの画素についてのＭＴＦは、同図（ｂ）に
示されるように、ナイキスト周波数νｎにおいても高い
値を示し、コントラストの低下が少ない事が分かる。つ
まり、本実施形態の光学系によれば、光学ローパスフィ
ルターを用いなくても「色モワレ」を防ぐ事ができ、さ
らに、Ｇのコントラストが高い事により、最終的に高画
質が得られる。即ち、コストダウンを図りつつ画質の向
上も得られる事になる。
【００２３】尚、本実施形態における効果を充分に得る
ためには、ｇ線とＣ線についてのおおよそナイキスト周
波数νｎでのＭＴＦが０となれば良いので、このために
はそれぞれの点像が画素ピッチｐに対し、おおよそ２．
４４×ｐの直径のボケ像となれば良く、この状態とする
ために、ｅ線の近軸レンズバックに対するｇ線とＣ線の
近軸レンズバックのズレ量は、おおよそ２．４４×ｐ×
ＦＮｏ．とすれば良い。図７は、この状態を模式的に示
した図である。図中のＬＢは、小文字で示した各線にお
ける近軸レンズバック位置を表す。
ためには、ｇ線とＣ線についてのおおよそナイキスト周
波数νｎでのＭＴＦが０となれば良いので、このために
はそれぞれの点像が画素ピッチｐに対し、おおよそ２．
４４×ｐの直径のボケ像となれば良く、この状態とする
ために、ｅ線の近軸レンズバックに対するｇ線とＣ線の
近軸レンズバックのズレ量は、おおよそ２．４４×ｐ×
ＦＮｏ．とすれば良い。図７は、この状態を模式的に示
した図である。図中のＬＢは、小文字で示した各線にお
ける近軸レンズバック位置を表す。
【００２４】この２．４４×ｐは、円形のボケをフーリ
エ変換して周波数特性を求め、ナイキスト周波数νｎ
（＝１／（２ｐ））でＭＴＦが０になる円形の直径を逆
算したものである。半径ｒの円形のＭＴＦ特性は、 ＭＴＦ（ν）＝２・Ｊ1（２πｒν）／２πｒν で表される。ここで、Ｊ1は１次のベッセル関数であ
る。
エ変換して周波数特性を求め、ナイキスト周波数νｎ
（＝１／（２ｐ））でＭＴＦが０になる円形の直径を逆
算したものである。半径ｒの円形のＭＴＦ特性は、 ＭＴＦ（ν）＝２・Ｊ1（２πｒν）／２πｒν で表される。ここで、Ｊ1は１次のベッセル関数であ
る。
【００２５】但し、実際には、レンズの球面収差等によ
り、近軸レンズバックの適正なズレ量は変化するし、さ
らに、縦方向の色収差は故意に発生させても、それによ
る倍率色収差の発生は望ましくなく、また、光学系に用
いるガラスの種類も限られているので、所定の条件丁度
に光学系を設計する事は難しい。この事に鑑み、およそ
以下に示す条件の範囲に入るようにすると、少なくとも
従来より良好な画像が得られる。 １．５×ｐ×ＦＮｏ．＜｜ＬＢｇ−ＬＢｅ｜＜５．０×ｐ×ＦＮｏ． （１） １．５×ｐ×ＦＮｏ．＜｜ＬＢｃ−ＬＢｅ｜＜５．０×ｐ×ＦＮｏ． （２）
り、近軸レンズバックの適正なズレ量は変化するし、さ
らに、縦方向の色収差は故意に発生させても、それによ
る倍率色収差の発生は望ましくなく、また、光学系に用
いるガラスの種類も限られているので、所定の条件丁度
に光学系を設計する事は難しい。この事に鑑み、およそ
以下に示す条件の範囲に入るようにすると、少なくとも
従来より良好な画像が得られる。 １．５×ｐ×ＦＮｏ．＜｜ＬＢｇ−ＬＢｅ｜＜５．０×ｐ×ＦＮｏ． （１） １．５×ｐ×ＦＮｏ．＜｜ＬＢｃ−ＬＢｅ｜＜５．０×ｐ×ＦＮｏ． （２）
【００２６】上記条件式の下限値以下になると、光学ロ
ーパスフィルターを用いないと「色モワレ」が発生し、
上限値以上になると、ＲとＢの画像のコントラストが大
幅に低下し、画質が低下する。さらに、 ２．０×ｐ×ＦＮｏ．＜｜ＬＢｇ−ＬＢｅ｜＜４．０×ｐ×ＦＮｏ． （３） ２．０×ｐ×ＦＮｏ．＜｜ＬＢｃ−ＬＢｅ｜＜４．０×ｐ×ＦＮｏ． （４） の範囲に入るようにすると、「色モワレ」を防ぎつつ非
常に良好な画像が得られる。
ーパスフィルターを用いないと「色モワレ」が発生し、
上限値以上になると、ＲとＢの画像のコントラストが大
幅に低下し、画質が低下する。さらに、 ２．０×ｐ×ＦＮｏ．＜｜ＬＢｇ−ＬＢｅ｜＜４．０×ｐ×ＦＮｏ． （３） ２．０×ｐ×ＦＮｏ．＜｜ＬＢｃ−ＬＢｅ｜＜４．０×ｐ×ＦＮｏ． （４） の範囲に入るようにすると、「色モワレ」を防ぎつつ非
常に良好な画像が得られる。
【００２７】本実施形態においては、ＣＣＤの画素ピッ
チｐ＝０．００５，ＦＮｏ．＝４．０，ＬＢｇ−ＬＢｅ
＝−０．０５３，ＬＢｃ−ＬＢｅ＝０．０６３である。
尚、本実施形態に示した正レンズ，負レンズ，正レン
ズ，正レンズの単焦点レンズにおいて上記条件を満たす
ためには、３枚の正レンズの内少なくとも２枚の正レン
ズについてνｄ＜４５、負レンズについてνｄ＜３０で
ある事が望ましい。
チｐ＝０．００５，ＦＮｏ．＝４．０，ＬＢｇ−ＬＢｅ
＝−０．０５３，ＬＢｃ−ＬＢｅ＝０．０６３である。
尚、本実施形態に示した正レンズ，負レンズ，正レン
ズ，正レンズの単焦点レンズにおいて上記条件を満たす
ためには、３枚の正レンズの内少なくとも２枚の正レン
ズについてνｄ＜４５、負レンズについてνｄ＜３０で
ある事が望ましい。
【００２８】次に、ＣＣＤから得られる画像データの画
像処理に関して説明する。図８は、補間計算により画像
情報を算出する際の詳細な流れを示す図である。本実施
形態のＣＣＤ３を用いた場合、得られる画像データをカ
ラーフィルター別に見ると、図８のステップ＃１，ステ
ップ＃２，ステップ＃３において×印で示すように、画
像データの存在しない画素がある事が分かる。それ故、
図１に示した画像処理部７において、不足している画像
情報を算出する補間計算が行われる。尚、画像処理部７
では、補間計算以外に、ＣＣＤ３からのＡ／Ｄ変換後の
データに対してγ処理等が行われるが、図８では省略し
た。
像処理に関して説明する。図８は、補間計算により画像
情報を算出する際の詳細な流れを示す図である。本実施
形態のＣＣＤ３を用いた場合、得られる画像データをカ
ラーフィルター別に見ると、図８のステップ＃１，ステ
ップ＃２，ステップ＃３において×印で示すように、画
像データの存在しない画素がある事が分かる。それ故、
図１に示した画像処理部７において、不足している画像
情報を算出する補間計算が行われる。尚、画像処理部７
では、補間計算以外に、ＣＣＤ３からのＡ／Ｄ変換後の
データに対してγ処理等が行われるが、図８では省略し
た。
【００２９】具体的には、同図において、まず、ステッ
プ＃１で示すＧの画像に対して、補間計算により不足分
の画像情報を算出し、ステップ＃４とする。補間計算に
はいくつかの方法があるが、ここではメディアン補間を
採用した。これは、図９（ａ）に示すように、算出した
い不足の画素をＧ０とし、Ｇ０の周りに既に値が得られ
ている画素をＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４としたとき、Ｇ１
〜Ｇ４の内、最も大きいものと最も小さいものを除く２
つを選んでＧａ，Ｇｂとして平均をとり、Ｇ０＝（Ｇａ
＋Ｇｂ）／２とするものである。その他の方法として
は、４つの画素の平均をとり、Ｇ０＝（Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ
３＋Ｇ４）／４とする平均補間等がある。
プ＃１で示すＧの画像に対して、補間計算により不足分
の画像情報を算出し、ステップ＃４とする。補間計算に
はいくつかの方法があるが、ここではメディアン補間を
採用した。これは、図９（ａ）に示すように、算出した
い不足の画素をＧ０とし、Ｇ０の周りに既に値が得られ
ている画素をＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４としたとき、Ｇ１
〜Ｇ４の内、最も大きいものと最も小さいものを除く２
つを選んでＧａ，Ｇｂとして平均をとり、Ｇ０＝（Ｇａ
＋Ｇｂ）／２とするものである。その他の方法として
は、４つの画素の平均をとり、Ｇ０＝（Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ
３＋Ｇ４）／４とする平均補間等がある。
【００３０】次に、ステップ＃２で示すＲの画像情報か
らステップ＃４で示すＧの画像情報を減ずる事により、
色差情報Ｃｒを算出してステップ＃５とする。但し、Ｒ
の画像情報には、まだ画像データの存在しない画素があ
るので、その画素に対しては、色差情報は０とする。ス
テップ＃５で示す色差情報に対しては、ステップ＃６で
パターンのマスク処理が行われる。これは、例えば図９
（ｂ）に示すように、元の画像の画素Ａ１〜Ａ９があっ
たときに、Ａ５に対する新しい画像情報を、Ａ５とその
周りの８つの画素及びＭ１〜Ｍ９のマスクパターンによ
り、Ａ５′＝Σ（Ｍｉ×Ａｉ）により算出するものであ
る。
らステップ＃４で示すＧの画像情報を減ずる事により、
色差情報Ｃｒを算出してステップ＃５とする。但し、Ｒ
の画像情報には、まだ画像データの存在しない画素があ
るので、その画素に対しては、色差情報は０とする。ス
テップ＃５で示す色差情報に対しては、ステップ＃６で
パターンのマスク処理が行われる。これは、例えば図９
（ｂ）に示すように、元の画像の画素Ａ１〜Ａ９があっ
たときに、Ａ５に対する新しい画像情報を、Ａ５とその
周りの８つの画素及びＭ１〜Ｍ９のマスクパターンによ
り、Ａ５′＝Σ（Ｍｉ×Ａｉ）により算出するものであ
る。
【００３１】ステップ＃５で示す色差情報に対して、ス
テップ＃６で示すマスクパターンでマスク処理を行った
結果をステップ＃７に示す。そして、ステップ＃７で示
す画像情報にステップ＃４で示すＧの画像情報を加算す
る事により、ステップ＃８で示すＲの画像情報が得られ
る。
テップ＃６で示すマスクパターンでマスク処理を行った
結果をステップ＃７に示す。そして、ステップ＃７で示
す画像情報にステップ＃４で示すＧの画像情報を加算す
る事により、ステップ＃８で示すＲの画像情報が得られ
る。
【００３２】また、ステップ＃３で示すＢの画像情報か
らステップ＃４で示すＧの画像情報を減ずる事により、
色差情報Ｃｂを算出してステップ＃９とする。但し、Ｂ
の画像情報には、まだ画像データの存在しない画素があ
るので、その画素に対しては、色差情報は０とする。ス
テップ＃９で示す色差情報に対しては、ステップ＃１０
でパターンのマスク処理が行われる。これは、上記図９
（ｂ）で説明した処理と同じ内容である。
らステップ＃４で示すＧの画像情報を減ずる事により、
色差情報Ｃｂを算出してステップ＃９とする。但し、Ｂ
の画像情報には、まだ画像データの存在しない画素があ
るので、その画素に対しては、色差情報は０とする。ス
テップ＃９で示す色差情報に対しては、ステップ＃１０
でパターンのマスク処理が行われる。これは、上記図９
（ｂ）で説明した処理と同じ内容である。
【００３３】ステップ＃９で示す色差情報に対して、ス
テップ＃１０で示すマスクパターンでマスク処理を行っ
た結果をステップ＃１１に示す。そして、ステップ＃１
１で示す画像情報にステップ＃４で示すＧの画像情報を
加算する事により、ステップ＃１２で示すＢの画像情報
が得られる。
テップ＃１０で示すマスクパターンでマスク処理を行っ
た結果をステップ＃１１に示す。そして、ステップ＃１
１で示す画像情報にステップ＃４で示すＧの画像情報を
加算する事により、ステップ＃１２で示すＢの画像情報
が得られる。
【００３４】上記ＲとＢの画像に対する不足分の補間に
関しては、ＣＣＤ３から得られた、ステップ＃２，ステ
ップ＃３でそれぞれ示す画像情報に対して、直接に補間
処理を行う方法もあるが、本発明では、上述したよう
に、一度ステップ＃４で示すＧの画像情報との差分を取
ってから補間処理（マスク処理）を行い、その後、再度
ステップ＃４で示すＧの画像情報を加算している。これ
は、本実施形態で示した光学系では、ＲとＢの画像のＭ
ＴＦを低く抑えているので、ＣＣＤから得られた画像情
報に対して直接に補間処理を行うよりも、Ｇの画像情報
との差分に補間を施す方が良好な画質が得られるからで
ある。
関しては、ＣＣＤ３から得られた、ステップ＃２，ステ
ップ＃３でそれぞれ示す画像情報に対して、直接に補間
処理を行う方法もあるが、本発明では、上述したよう
に、一度ステップ＃４で示すＧの画像情報との差分を取
ってから補間処理（マスク処理）を行い、その後、再度
ステップ＃４で示すＧの画像情報を加算している。これ
は、本実施形態で示した光学系では、ＲとＢの画像のＭ
ＴＦを低く抑えているので、ＣＣＤから得られた画像情
報に対して直接に補間処理を行うよりも、Ｇの画像情報
との差分に補間を施す方が良好な画質が得られるからで
ある。
【００３５】さらに、通常は、コントラストを更に高め
るための強調処理が行われる。図８においては、ステッ
プ＃４，ステップ＃８，ステップ＃１２でそれぞれ示す
Ｇ，Ｒ，Ｂの画像情報に対して、それぞれステップ＃１
３，ステップ＃１５，ステップ＃１７で示す同一のマス
クパターンによってマスク処理を行い、ステップ＃１
４，ステップ＃１６，ステップ＃１８でそれぞれ示す画
像情報を得る様子が表されている。尚、この強調処理の
マスクパターンは、Ｒ，Ｇ，Ｂで別々のものを用いても
良い。
るための強調処理が行われる。図８においては、ステッ
プ＃４，ステップ＃８，ステップ＃１２でそれぞれ示す
Ｇ，Ｒ，Ｂの画像情報に対して、それぞれステップ＃１
３，ステップ＃１５，ステップ＃１７で示す同一のマス
クパターンによってマスク処理を行い、ステップ＃１
４，ステップ＃１６，ステップ＃１８でそれぞれ示す画
像情報を得る様子が表されている。尚、この強調処理の
マスクパターンは、Ｒ，Ｇ，Ｂで別々のものを用いても
良い。
【００３６】本実施形態の図１で示すフィルム画像撮影
装置では、現像済みのフィルム１１を使用するが、この
フィルム１１は、カメラ等で撮影した時の露光状態によ
って濃度が違ってくるので、その濃度の異なるフィルム
１１を本実施形態に用いた場合、ＣＣＤ３への露光量が
変化して、光量不足や光量オーバーが発生する。ところ
が、本実施形態の光学系において、明るさを調節するた
めにレンズ１のＦＮｏ．を変化させたのでは、上述した
Ｒ画像とＢ画像の近軸レンズバックのズレ量が変化して
しまい、「色モワレ」の発生を抑える効果が得られなく
なってしまう。
装置では、現像済みのフィルム１１を使用するが、この
フィルム１１は、カメラ等で撮影した時の露光状態によ
って濃度が違ってくるので、その濃度の異なるフィルム
１１を本実施形態に用いた場合、ＣＣＤ３への露光量が
変化して、光量不足や光量オーバーが発生する。ところ
が、本実施形態の光学系において、明るさを調節するた
めにレンズ１のＦＮｏ．を変化させたのでは、上述した
Ｒ画像とＢ画像の近軸レンズバックのズレ量が変化して
しまい、「色モワレ」の発生を抑える効果が得られなく
なってしまう。
【００３７】そこで、本実施形態では、ＣＣＤ３への露
光量を適正に保つため、制御部１０により、光源１３か
らのフィルム１１への光の照度を制御している。その他
の方法としては、ＣＣＤ３への露光時間やＣＣＤ３での
積分時間を制御する方法や、フィルム１１からＣＣＤ３
までの間の光路中に透過率を変化させるためのフィルタ
ーを挿入する方法等がある。
光量を適正に保つため、制御部１０により、光源１３か
らのフィルム１１への光の照度を制御している。その他
の方法としては、ＣＣＤ３への露光時間やＣＣＤ３での
積分時間を制御する方法や、フィルム１１からＣＣＤ３
までの間の光路中に透過率を変化させるためのフィルタ
ーを挿入する方法等がある。
【００３８】図１０は、その透過率を変化させるための
フィルターの一例を模式的に示す図である。同図に示す
ように、モータ２６の回転軸に接続されているローレッ
ト２０には、透過率の異なるＮＤ（neutral density ）
フィルター２１〜２５が、その回転軸周りに配置されて
いる。そして、レンズ１とＣＣＤ３の間の光路中に位置
するＮＤフィルターの種類を、モータ２６の回転に連動
してローレット２０を回転させる事により、２１〜２５
のいずれかに切り換える。尚、２７は回転位置検出セン
サーである。
フィルターの一例を模式的に示す図である。同図に示す
ように、モータ２６の回転軸に接続されているローレッ
ト２０には、透過率の異なるＮＤ（neutral density ）
フィルター２１〜２５が、その回転軸周りに配置されて
いる。そして、レンズ１とＣＣＤ３の間の光路中に位置
するＮＤフィルターの種類を、モータ２６の回転に連動
してローレット２０を回転させる事により、２１〜２５
のいずれかに切り換える。尚、２７は回転位置検出セン
サーである。
【００３９】ところで、本実施形態では、ＲとＢの画像
に対して故意に縦色収差を発生させる事で「色モワレ」
を防いだが、Ｇの画像は性能が良いため、「色モワレ」
が発生するよりも高い周波数で「折り返しノイズ」が発
生する可能性がある。これを防ぐために、光学ローパス
フィルターを用いても良い。この、Ｇの画像に対する
「折り返しノイズ」を防ぐための光学ローパスフィルタ
ーは、通常の画像撮像装置の「色モワレ」を防ぐための
光学ローパスフィルターよりも高周波をカットするの
で、画質は「色モワレ」を防ぐための光学ローパスフィ
ルターを用いたときよりも良い。
に対して故意に縦色収差を発生させる事で「色モワレ」
を防いだが、Ｇの画像は性能が良いため、「色モワレ」
が発生するよりも高い周波数で「折り返しノイズ」が発
生する可能性がある。これを防ぐために、光学ローパス
フィルターを用いても良い。この、Ｇの画像に対する
「折り返しノイズ」を防ぐための光学ローパスフィルタ
ーは、通常の画像撮像装置の「色モワレ」を防ぐための
光学ローパスフィルターよりも高周波をカットするの
で、画質は「色モワレ」を防ぐための光学ローパスフィ
ルターを用いたときよりも良い。
【００４０】図１１は、本発明の第２の実施形態の光学
系の構成図である。これは、ＣＣＤを撮像素子とするデ
ジタルカメラのズーム光学系である。また、同図の左手
が被写体側、右手が像面側となっている。同図におい
て、光学レンズは、負レンズ，正レンズ，正レンズから
なる正の第１群（ｇｒｐ１）、負レンズ，負と正の接合
レンズからなる負の第２群（ｇｒｐ２）、絞り，正レン
ズからなる正の第３群（ｇｒｐ３），負と正の接合レン
ズからなる第４群（ｇｒｐ４）により構成される。ま
た、Ｆ１はＩＲカットフィルターである。
系の構成図である。これは、ＣＣＤを撮像素子とするデ
ジタルカメラのズーム光学系である。また、同図の左手
が被写体側、右手が像面側となっている。同図におい
て、光学レンズは、負レンズ，正レンズ，正レンズから
なる正の第１群（ｇｒｐ１）、負レンズ，負と正の接合
レンズからなる負の第２群（ｇｒｐ２）、絞り，正レン
ズからなる正の第３群（ｇｒｐ３），負と正の接合レン
ズからなる第４群（ｇｒｐ４）により構成される。ま
た、Ｆ１はＩＲカットフィルターである。
【００４１】同図に示すように、ズームで焦点距離が広
角から望遠に向かうに従い、負の第２群が像面側へ、正
の第４群が被写体側へと矢印方向に動く。以下に、本実
施形態の光学系のコンストラクションデータを示す。
角から望遠に向かうに従い、負の第２群が像面側へ、正
の第４群が被写体側へと矢印方向に動く。以下に、本実
施形態の光学系のコンストラクションデータを示す。
【００４２】 〔曲面の記号〕〔曲率半径〕 〔間隔〕 〔屈折率ｎd 〕〔分散νd 〕 ｒ１ 53.3624 0.85 1.71834 25.65 ｒ２ 17.3523 4.60 ｒ３ 36.4389 2.54 1.56229 61.92 ｒ４ -53.4774 0.10 ｒ５ 13.2604 2.32 1.75410 51.58 ｒ６ 34.4813 1.50〜8.99 ｒ７ 16.9142 0.70 1.85000 40.04 ｒ８ 4.1835 2.08 ｒ９ -10.7918 1.54 1.70255 53.51 ｒ１０ 8.2069 3.00 1.84735 26.15 ｒ１１ -34.2387 9.49〜2.00 ｒ１２ 37.5038 1.67 1.80547 37.36 ｒ１３ -26.2381 3.72〜1.35 ｒ１４ 12.8661 3.00 1.79850 22.60 ｒ１５ 4.4629 2.88 1.65837 55.54 ｒ１６ -14.9817 3.00〜5.37 ｒ１７ ∞ 1.60 1.51680 64.20 ｒ１８ ∞
【００４３】ここで、 焦点距離；４．８３ｍｍ〜１３ｍｍ ＦＮｏ．；５〜５．５ ｅ線近軸レンズバック；６ｍｍ である。
【００４４】本実施形態は、図示しないオートフォーカ
ス機構を持ち、負の第２群を光軸方向に移動させて、被
写体の像の内、Ｇの画像がＣＣＤ上良好となるようにフ
ォーカスする。この第２の実施形態は、上記第１の実施
形態のように一定距離にある被写体を撮影するものでは
なく、或程度距離にばらつきのある被写体を撮影するの
で、或被写体距離にピントが合っている状態では、その
他の距離にある被写体にはピントが合わず、効果が得ら
れにくい筈であるが、実際には、ＦＮｏ．が４以上とレ
ンズが暗く、また、焦点深度を持つ事や、一つの撮影に
おける被写体距離のばらつきが或程度の撮影範囲内に収
まる事等から、問題にはならない。
ス機構を持ち、負の第２群を光軸方向に移動させて、被
写体の像の内、Ｇの画像がＣＣＤ上良好となるようにフ
ォーカスする。この第２の実施形態は、上記第１の実施
形態のように一定距離にある被写体を撮影するものでは
なく、或程度距離にばらつきのある被写体を撮影するの
で、或被写体距離にピントが合っている状態では、その
他の距離にある被写体にはピントが合わず、効果が得ら
れにくい筈であるが、実際には、ＦＮｏ．が４以上とレ
ンズが暗く、また、焦点深度を持つ事や、一つの撮影に
おける被写体距離のばらつきが或程度の撮影範囲内に収
まる事等から、問題にはならない。
【００４５】図１２は、本実施形態の光学系の広角端に
おける収差図であり、図１３は望遠端における収差図で
ある。それぞれの図において、（ａ）は球面収差図、
（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は歪曲収差図、（ｄ）は倍
率色収差図である。それぞれの球面収差図（ａ）に示し
たｅ線，ｇ線，Ｃ線の球面収差を見ると、第１の実施形
態の場合と同様に、ｅ線に対してｇ線，Ｃ線の近軸レン
ズバック，縦色収差が大きくずれている事が分かる。そ
の他の収差は良好である。
おける収差図であり、図１３は望遠端における収差図で
ある。それぞれの図において、（ａ）は球面収差図、
（ｂ）は非点収差図、（ｃ）は歪曲収差図、（ｄ）は倍
率色収差図である。それぞれの球面収差図（ａ）に示し
たｅ線，ｇ線，Ｃ線の球面収差を見ると、第１の実施形
態の場合と同様に、ｅ線に対してｇ線，Ｃ線の近軸レン
ズバック，縦色収差が大きくずれている事が分かる。そ
の他の収差は良好である。
【００４６】また、ｅ線に対するｇ線，Ｃ線の近軸レン
ズバックは、 広角端：ＬＢｇ−ＬＢｅ＝−０．０７０，ＬＢｃ−ＬＢ
ｅ＝＋０．０５３ 望遠端：ＬＢｇ−ＬＢｅ＝−０．１００，ＬＢｃ−ＬＢ
ｅ＝＋０．０７４ である。このとき、ｇ線の近軸レンズバックは、広角端
と望遠端とで同じ符号であり、Ｃ線の近軸レンズバック
も同様である。
ズバックは、 広角端：ＬＢｇ−ＬＢｅ＝−０．０７０，ＬＢｃ−ＬＢ
ｅ＝＋０．０５３ 望遠端：ＬＢｇ−ＬＢｅ＝−０．１００，ＬＢｃ−ＬＢ
ｅ＝＋０．０７４ である。このとき、ｇ線の近軸レンズバックは、広角端
と望遠端とで同じ符号であり、Ｃ線の近軸レンズバック
も同様である。
【００４７】ズームレンズでこれらの符号が異なってい
ると、広角端或いは望遠端のそれぞれにおいては上記条
件式（１），（２）或いは（３），（４）を満たしてい
ても、広角から望遠に焦点距離を変えたとき、近軸レン
ズバックの差が小さくなり、上記条件式を満たさない状
況が発生する。従って、ズームレンズにおいては、本実
施形態のように、広角端と望遠端の近軸レンズバックの
ズレの方向は同一の方が良い。
ると、広角端或いは望遠端のそれぞれにおいては上記条
件式（１），（２）或いは（３），（４）を満たしてい
ても、広角から望遠に焦点距離を変えたとき、近軸レン
ズバックの差が小さくなり、上記条件式を満たさない状
況が発生する。従って、ズームレンズにおいては、本実
施形態のように、広角端と望遠端の近軸レンズバックの
ズレの方向は同一の方が良い。
【００４８】本実施形態の、正レンズ，負レンズ，正レ
ンズ，正レンズの４成分からなるズームレンズにおい
て、条件式（１），（２）或いは（３），（４）を満た
すには、第３群の正レンズの分散νｄについては、νｄ
＜４５となることが望ましい。尚、図１４及び図１５
は、本実施形態の光学系のそれぞれ広角端，望遠端にお
けるＲ，Ｇ，Ｂ別のＭＴＦ特性を示す図であり、それぞ
れ（ａ），（ｂ），（ｃ）で表されている。これらの場
合も、上記第１の実施形態の光学系について図６で示し
たＭＴＦ特性と同様の特性を示している。
ンズ，正レンズの４成分からなるズームレンズにおい
て、条件式（１），（２）或いは（３），（４）を満た
すには、第３群の正レンズの分散νｄについては、νｄ
＜４５となることが望ましい。尚、図１４及び図１５
は、本実施形態の光学系のそれぞれ広角端，望遠端にお
けるＲ，Ｇ，Ｂ別のＭＴＦ特性を示す図であり、それぞ
れ（ａ），（ｂ），（ｃ）で表されている。これらの場
合も、上記第１の実施形態の光学系について図６で示し
たＭＴＦ特性と同様の特性を示している。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光学ローパスフィルターを用いる事なく、いわゆる「色
モワレ」の発生を抑える事ができ、さらに、光学ローパ
スフィルターを用いた従来の装置よりも高画質が得ら
れ、コストダウンも図った画像撮像装置を提供する事が
できる。
光学ローパスフィルターを用いる事なく、いわゆる「色
モワレ」の発生を抑える事ができ、さらに、光学ローパ
スフィルターを用いた従来の装置よりも高画質が得ら
れ、コストダウンも図った画像撮像装置を提供する事が
できる。
【図１】本発明の第１の実施形態の全体構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図２】ＣＣＤのカラー画素の配置例を示す図。
【図３】従来の光学ローパスフィルターを含む光学系の
ＭＴＦ特性を示す図。
ＭＴＦ特性を示す図。
【図４】本発明の第１の実施形態の光学系の構成図。
【図５】本発明の第１の実施形態の光学系の収差図。
【図６】第１の実施形態の光学系のＭＴＦ特性を示す
図。
図。
【図７】近軸レンズバックのズレを模式的に示した図。
【図８】画像情報を算出する際の詳細な流れを示す図。
【図９】補間計算及びマスク処理の説明図。
【図１０】透過率を変化させるためのフィルターの一例
を模式的に示す図。
を模式的に示す図。
【図１１】本発明の第２の実施形態の光学系の構成図。
【図１２】本発明の第２の実施形態の光学系の広角端に
おける収差図。
おける収差図。
【図１３】本発明の第２の実施形態の光学系の望遠端に
おける収差図。
おける収差図。
【図１４】第２の実施形態の光学系の広角端におけるＭ
ＴＦ特性を示す図。
ＴＦ特性を示す図。
【図１５】第２の実施形態の光学系の望遠端におけるＭ
ＴＦ特性を示す図。
ＴＦ特性を示す図。
【符号の説明】 １ レンズ ３ ＣＣＤ ４ アナログプロセス ５ Ａ／Ｄ変換部 ６ ＴＧ ７ 画像処理部 ８ バッファメモリー ９ メモリーコントローラ １０ 制御部 １１ フィルム １２ 給送部 １３ 光源 １４ 操作部 １５ Ｉ／Ｆコントロール １６ コネクタ １７ パーソナルコンピュータ １８ 電源部 ２０ ローレット ２１〜２５ ＮＤフィルター ２６ モータ ２７ 回転位置検出センサー
Claims (5)
- 【請求項１】 照明された被写体からの光を結像させる
光学レンズと、該結像した光を色別に光電変換するカラ
ー撮像素子とを有する画像撮像装置において、以下の条
件式範囲を満足する事を特徴とする画像撮像装置、 １．５×ｐ×ＦＮｏ．＜｜ＬＢｇ−ＬＢｅ｜＜５．０×
ｐ×ＦＮｏ． １．５×ｐ×ＦＮｏ．＜｜ＬＢｃ−ＬＢｅ｜＜５．０×
ｐ×ＦＮｏ． 但し、 ｐ：前記カラー撮像素子の光電変換画素の所定ピッチ ＬＢｅ：ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）の近軸レンズバ
ック ＬＢｇ：ｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）の近軸レンズバ
ック ＬＢｃ：Ｃ線（波長６５６．２８ｎｍ）の近軸レンズバ
ック ＦＮｏ．：前記光学レンズのＦナンバー である。 - 【請求項２】 前記カラー撮像素子は、Ｒ，Ｇ，Ｂ原色
の光電変換画素を持つＣＣＤである事を特徴とする請求
項１に記載の画像撮像装置。 - 【請求項３】 前記被写体を照明する照明強度を変える
事により、前記カラー撮像素子への露光量を制御する事
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像撮像装
置。 - 【請求項４】 前記被写体を照明する照明時間を変える
事により、前記カラー撮像素子への露光量を制御する事
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像撮像装
置。 - 【請求項５】 前記被写体と前記カラー撮像素子の間の
光路中に、前記被写体からの光の透過率を変えるフィル
ターを設ける事により、前記カラー撮像素子への露光量
を制御する事を特徴とする請求項１又は請求項２に記載
の画像撮像装置。
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