TWI401484B - A photographing system, a manufacturing method of a photographing system, and a photographing device having the photographic system, a portable terminal device, a vehicle-mounted device, and a medical device - Google Patents

A photographing system, a manufacturing method of a photographing system, and a photographing device having the photographic system, a portable terminal device, a vehicle-mounted device, and a medical device Download PDF

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Description

攝影系統、攝影系統的製造方法、以及具有該攝影系統的攝影裝置、便攜終端設備、車載設備及醫療設備
本發明係關於一種利用復原處理等提高拍攝被攝體的光學像得到的圖像數據的品質的攝影系統、攝影系統的製造方法、以及具備該攝影系統的攝影裝置、便攜終端設備、車載設備及醫療設備。
眾所周知，利用具有二維狀配置多個受光像素而構成的受光面的CCD元件或CMOS元件等的攝影元件拍攝通過攝影透鏡成像在受光面上的被攝體的光學像的攝影系統。
此外，作為這種攝影系統的一例，已知在電路基板上直接安裝具有設計成景深變深的攝影透鏡的攝影系統而構成的車載用照相機或手機用照相機等(參照專利文獻1)。這種直接安裝在電路基板上的攝影系統的大小被限制，所以將裝置尺寸設計為較小。
而且，還已知搭載增大攝影元件的受光像素數量並且提高攝影透鏡的解析度的攝影系統而構成的高性能的車載用照相機或手機用照相機。在搭載於這種能得到解析度高的圖像的高性能的車載用照相機或手機用照相機的攝影系統中，已知具有攝影透鏡的解析度接近衍射極限的性能的攝影系統。
專利文獻1：(日本)特開2007-147951號公報
但是，對利用這種攝影系統得到的圖像要求進一步提高解析度。
要提高由攝影系統得到的圖像的解析度，需要增大受光像素的數量的同時提高攝影透鏡的解析度。即，例如提高排列在攝影元件的受光面上的受光像素的像素密度的同時，提高攝影透鏡的解析度使得通過攝影透鏡投影到該受光面上的點像收斂於1個受光像素的範圍內，從而可以提高利用攝影系統得到的圖像的解析度。
這裡，隨著近年來技術的提高，能夠比較容易實現不增大裝置尺寸而提高構成攝影元件的受光像素的像素密度。
另一方面，提高攝影透鏡的解析度非常困難。即，為了不用增大攝影透鏡的尺寸或使景深變淺而提高該攝影透鏡的解析度，需要抑制構成攝影透鏡的各透鏡的形狀誤差或組裝誤差等。但是，有時這種攝影透鏡的解析度已經提高到接近衍射極限，存在進一步提高製作精度(加工、組裝、調節精度等)來提高解析度非常困難的問題。
但是，在製造具有這種可形成解析度高的圖像的攝影透鏡的攝影系統中，由於製造的困難性而難以提高合格率。即，由於不能生成可形成具有預定解析度的圖像的圖像數據，因此有可能產生很多從製造生產線拆下而返回到再調節或再組裝的攝影系統。並且，就從製造生產線拆下的攝影系統而言，透過確定其原因且施以修正，從而得到再生以生成可形成預定解析度的圖像的圖像數據。
但是，從攝影系統輸出的圖像數據表示的圖像的解析度降低的原因有很多，例如考慮構成攝影透鏡的各透鏡的形狀誤差(透鏡的表面形狀誤差、厚度誤差、偏心誤差)、攝影透鏡的組裝、調節誤差(透鏡的偏移誤差、傾斜誤差、透鏡之間的空氣間隔誤差)、攝影元件對攝影透鏡的定位誤差等的各種原因。因此，存在以下問題，即，為了透過確定解析度的降低原因並進行再調節或再組裝，再生以能夠生成可形成預定解析度的圖像的高品質的圖像數據的攝影系統，而龐大的費用產生。
本發明是鑒於上述問題而做出的，其目的在於，提供可以提高拍攝投影到受光面上的光學像而得到的圖像數據的品質的攝影系統、攝影系統的製造方法、以及具有該攝影系統的攝影裝置、便攜終端設備、車載設備及醫療設備。
本發明的第一方式的攝影系統，其中，包括：攝影透鏡；攝影元件，包括二維狀排列多個受光像素而構成的受光面，拍攝通過攝影透鏡投影到受光面上的被攝體的光學像而輸出表示該被攝體的第一圖像數據；及信號處理單元，對第一圖像數據實施生成與在攝影透鏡的解析度高時從攝影元件輸出的第一圖像數據同等的第二圖像數據的復原處理；攝影透鏡從物側依次包括：包括至少一片透鏡且具有正的光焦度的第一透鏡組，包括至少一片透鏡且具有負的光焦度的第二透鏡組，以及包括至少一片透鏡且位於最靠近像側的透鏡具有正的光焦度的第三透鏡組；攝影透鏡和攝影元件構成為：對於從X、Y、Z方向的任意位置通過該攝影透鏡投影到受光面上的點像，也使得該點像的有效區域的最大直徑成為受光像素的3像素以上的大小。
攝影透鏡可以構成為：對於從相距該攝影透鏡的焦距的10倍以上的X、Y、Z方向的任意位置通過該攝影透鏡投影到受光面上的被攝體的光學像，也使得與該光學像有關的MTF特性的值成為正。
信號處理單元可以將由受光面上的縱向3像素以上及橫向3像素以上構成的合計9像素以上的像素區域作為最小單位進行復原處理；或將包含投影到受光面上的點像的全部有效區域的最小像素區域作為最小單位執行復原處理。
信號處理單元可以執行復原處理，使得表示第二圖像數據所示的圖像中的點像的有效區域的大小小於表示第一圖像數據所示的圖像中的點像的有效區域的大小。
信號處理單元利用與第一圖像數據表示的點像的狀態對應的復原係數來執行復原處理。
復原係數可以是按每個攝影系統對該攝影系統單獨求出的；或者是從與分為多個種類的點像的各狀態對應的各復原係數的候補中根據第一圖像數據表示的點像的狀態所選擇的；或者可以是從與分為多個種類的該點像的各狀態對應的多種復原係數的候補中根據第一圖像數據表示的點像的狀態所選擇出的復原係數進一步根據點像的狀態進行了校正的復原係數。
攝影系統還可以包括取得復原係數的復原係數取得單元。
本發明的第二方式的攝影系統，其中，包括：攝影透鏡；攝影元件，包括二維狀排列多個受光像素而構成的受光面，拍攝通過攝影透鏡投影到受光面上的被攝體的光學像而輸出表示該被攝體的第一圖像數據；係數儲存單元，在通過攝影透鏡投影到受光面上的點像的有效區域的最大直徑是3像素以上的大小時，對與由從攝影元件輸出的第一圖像數據表示的點像的狀態對應的復原係數進行儲存；及信號處理單元，利用儲存在係數儲存單元的復原係數對從攝影元件輸出的第一圖像數據實施生成與在攝影透鏡的解析度高時從攝影元件輸出的第一圖像數據同等的第二圖像數據的復原處理；信號處理單元將由受光面上的縱向3像素以上及橫向3像素以上構成的合計9像素以上的像素區域作為最小單位進行復原處理；攝影透鏡從物側依次包括：包括至少一片透鏡且具有正的光焦度的第一透鏡組，包括至少一片透鏡且具有負的光焦度的第二透鏡組，以及包括至少一片透鏡且位於最靠近像側的透鏡具有正的光焦度的第三透鏡組。
係數儲存單元可以按每個攝影系統儲存對該攝影系統單獨求出的復原係數。
此外，係數儲存單元可以儲存從與分為多個種類的點像的各狀態對應的各復原係數的候補中根據第一圖像數據表示的點像的狀態所選擇出的復原係數。
而且，係數儲存單元可以儲存從與分為多個種類的該點像的各狀態對應的多種復原係數的候補中根據第一圖像數據表示的該點像的狀態所選擇出的復原係數進一步根據點像的狀態進行了校正的已校正的復原係數。
攝影系統可以作為具備取得復原係數並儲存在係數儲存單元的復原係數取得單元。
信號處理單元可以將包含投影到受光面上的點像的全部有效區域的最小像素區域作為最小單位執行復原處理。
信號處理單元較佳地進行復原處理，使得第二圖像數據表示的圖像中的點像的有效區域的大小小於第一圖像數據表示的圖像中的點像的有效區域的大小。
在第一方式及第二方式的攝影系統中，第三透鏡組中的位於最靠近像側的透鏡面可以具有軸外曲點，或可以在該透鏡面的中心部向像側呈凹面而在周邊部向像側呈凸面，或滿足下述條件式(1)。
0.5H<h<H......(1)
其中，
H：第三透鏡組中的位於最靠近像側的透鏡面的有效半徑，
h：第三透鏡組中的位於最靠近像側的透鏡面的從軸外曲點到光軸的距離。
這裡，曲點是透鏡面上的點，該點的切平面與光軸C(Z軸)垂直時，將該點稱為曲點。而且，將與透鏡面上的光軸相交的點以外的曲點稱為軸外曲點。
第三透鏡組中的位於最靠近像側的透鏡的物側的透鏡面可以在該透鏡面的中心部向物側呈凸面，在周邊部向物側呈凹面。
攝影透鏡可以由三片單透鏡構成。
第一透鏡組的單透鏡可以是將凸面朝向物側的彎月形狀，第二透鏡組的單透鏡是將凸面朝向像側的彎月形狀。
本發明的攝影裝置包括第一方式或第二方式的攝影系統。
本發明的便攜終端設備包括第一方式或第二方式的攝影系統。
本發明的車載設備包括第一方式或第二方式的攝影系統。
本發明的醫療設備包括第一方式或第二方式的攝影系統。
本發明的第三方式的攝影系統，其中，包括：攝影透鏡；攝影元件，包括二維狀排列多個受光像素而構成的受光面，拍攝通過攝影透鏡投影到受光面上的被攝體的光學像而輸出表示該被攝體的第一圖像數據；係數儲存單元，在通過攝影透鏡投影到受光面上的點像的有效區域的最大直徑是3像素以上的大小時，儲存了與由從攝影元件輸出的第一圖像數據表示的點像的狀態對應的復原係數；及信號處理單元，利用復原係數對第一圖像數據實施生成與在攝影透鏡的解析度高時從攝影元件輸出的第一圖像數據同等的第二圖像數據的復原處理；信號處理單元將由受光面上的縱向3像素以上及橫向3像素以上構成的合計9像素以上的像素區域作為最小單位進行復原處理；攝影透鏡從物側依次包括：包括至少一片透鏡且具有正的光焦度的第一透鏡組，包括至少一片透鏡且具有負的光焦度的第二透鏡組，以及包括至少一片透鏡且位於最靠近像側的透鏡具有正的光焦度的第三透鏡組。
本發明的攝影系統的製造方法，其中，在第三方式的攝影系統的製造中，透過攝影透鏡將點像投影到攝影元件的受光面上，在係數儲存單元中儲存與由從該攝影元件輸出的第一圖像數據表示的點像的狀態對應的復原係數。
復原係數可以是按每個攝影系統對該攝影系統單獨求出的。
復原係數可以是從與分為多個種類的點像的各狀態對應的各復原係數的候補中根據第一圖像數據表示的點像的狀態所選擇的。
此外，復原係數可以是從與分為多個種類的該點像的各狀態對應的多種復原係數的候補中根據第一圖像數據表示的該點像的狀態所選擇出的復原係數進一步根據點像的狀態進行了校正的復原係數。
而且，復原係數可以是按每個攝影系統對該攝影系統單獨求出的。
在上述本發明的各方式中，投影到受光面上的點像的有效區域的最大直徑可以是投影到受光面上的點像的有效區域包含最多的受光像素的方向上的該有效區域的直徑，「點像的有效區域的最大直徑成為3像素以上的大小那樣的結構」可以是「在點像的有效區域包含最多的受光像素的方向上，該有效區域成為受光像素的3像素以上的大小的結構」。
「點像的有效區域」意味著具有表示點像的光強分佈中的峰值強度的1/e2 (大約13.5%)以上的光強的區域。
此外，上述「復原處理」可以採用日本專利公開2000-123168號報、0002～0016段中介紹的圖像復原處理等。並且，在復原處理的實施中，可以應用後述的非專利文獻[鷲澤嘉一、山下幸彥著，題目「Kernel Wiener Filter」，2003 Workshop on Information-Based Induction Sciences，(IBIS2003)，Kyoto，Japan，Nov 11-12，2003]的技術等。
此外，「相距攝影透鏡的焦距的10倍以上的位置」表示「將構成攝影透鏡的透鏡面中的最靠近被攝體側(物側)的面和該攝影透鏡的光軸相交的位置作為基準位置，從該基準位置沿著該攝影透鏡的光軸方向(Z軸方向)向被攝體側離開焦距的10倍以上的位置」。
本發明的第一方式的攝影系統，將攝影透鏡做成從物側依次包括：包括至少一片透鏡且具有正的光焦度的第一透鏡組，包括至少一片透鏡且具有負的光焦度的第二透鏡組，以及包括至少一片透鏡且位於最靠近像側的透鏡具有正的光焦度的第三透鏡組；將攝影透鏡和攝影元件構成為：對於從任意位置通過攝影透鏡投影到受光面上的點像，也使得該點像的有效區域的最大直徑成為受光像素的3像素以上的大小，對於從攝影元件輸出的第一圖像數據實施生成與在該攝影透鏡的解析度高時從攝影元件輸出的第一圖像數據同等的第二圖像數據那樣的復原處理，所以能夠容易地提高對投影到受光面上的光學像進行拍攝得到的圖像數據的品質。
即，在本發明的第一方式的攝影系統中，可以利用解析度低的攝影透鏡，得到與拍攝透過具有高於該攝影透鏡的解析度的攝影透鏡投影的光學像而得到的圖像同等的圖像。例如，可以為透過攝影透鏡投影的點像的有效區域受光面上的縱向3像素及橫向3像素的合計9像素。並且，對於拍攝該合計9像素的點像而從攝影元件輸出的第一圖像數據實施復原處理，使得生成與在例如點像的有效區域收斂於受光面上的1像素的區域內時從攝影元件輸出的第一圖像數據(即，在攝影透鏡的解析度高時從攝影元件輸出的第一圖像數據)同等的第二圖像數據，因此，能夠得到以比第一圖像數據表示的圖像的解析度高的解析度表示相同圖像的第二圖像數據。
而且，在該攝影系統中，也可以對從任意位置通過攝影透鏡投影到受光面上的光學像實施復原處理，所以可以提高第一圖像數據表示的圖像整體的解析度。即，第二圖像數據表示的圖像中的任意區域的解析度也可以高於第一圖像數據表示的圖像的解析度。
由此，與如過去那樣提高攝影系統的製作精度(加工、組裝、調節精度等)來提高攝影透鏡的解析度等的情況相比，可以更容易提高圖像數據的品質。
此外，將攝影透鏡構成為，若對於從相距該攝影透鏡的焦距的10倍以上的X、Y、Z方向的任意位置通過該攝影透鏡投影到受光面上的被攝體的光學像，也使得與該光學像有關的MTF特性的值成為正，則對於表示相距攝影透鏡的焦距的10倍以上的位置的被攝體的第一圖像數據也可以進一步可靠地提高其品質。
此外，若信號處理單元將由受光面上的縱向3像素以上及橫向3像素以上構成的合計9像素以上的像素區域作為最小單位進行復原處理；則可以更可靠地實施復原處理。
而且，若信號處理單元將包含投影到受光面上的點像的全部有效區域的最小像素區域作為最小單位執行復原處理，則能夠抑制復原處理的運算量的增大，並可以高效地實施復原處理。
此外，若信號處理單元執行復原處理，使得表示第二圖像數據所示的圖像中的點像的有效區域的大小小於表示第一圖像數據所示的圖像中的點像的有效區域的大小，則可以更可靠地提高圖像數據的品質。
這裡，若信號處理單元利用與第一圖像數據表示的點像的狀態(以下還稱為點像的模糊狀態)對應的復原係數來執行復原處理，則能夠透過對點像的模糊狀態更準確地進行了校正而成的第二圖像數據，所以可以更可靠地提高圖像數據的品質。
而且，還將「點像的狀態」稱為「點像的模糊狀態」，其理由在於，通過攝影透鏡投影到受光面上的點像、及拍攝該點像而得到的第一圖像數據表示的點像，因圖像透鏡像差的影響等，而其品質與對應於該點像的物點即被攝體相比有些劣化。即，在例如被攝體為解析度圖表時，通過攝影透鏡投影到受光面上的解析度圖表的像、及拍攝該解析度圖表的像而得到的第一圖像數據表示的解析度圖表的圖像的解析度，低於作為被攝體的解析度圖表的解析度。並且，該「點像的狀態」或「點像的模糊狀態」主要表示點像的解析度的劣化狀態。
此外，若復原係數按每個攝影系統對該攝影系統單獨求出，則可以更準確地求出可提高圖像數據的品質的復原係數。
此外，若復原係數是從與分為多個種類的點像的各模糊狀態對應的各復原係數的候補中根據第一圖像數據表示的點像的模糊狀態所選擇的，則與對每個攝影系統單獨求出復原係數的情況相比，可以更容易取得復原係數。
而且，若復原係數是根據點像的模糊狀態進一步校正對從與分為多個種類的該點像的各模糊狀態對應的多種復原係數的候補中根據第一圖像數據表示的點像的模糊狀態所選擇出的復原係數的復原係數，則與對每個攝影系統單獨求出復原係數的情況相比，可以抑制求出復原係數時的精度下降的同時更容易取得該復原係數。
此外，若攝影系統具備取得復原係數的復原係數取得單元，則可以更可靠地取得復原係數。
本發明的第二方式的攝影系統包括：係數儲存單元，在通過攝影透鏡投影到受光面上的點像的有效區域的最大直徑是3像素以上的大小時，對與由從攝影元件輸出的第一圖像數據表示的點像的狀態(以下還稱為點像的模糊狀態)對應的復原係數進行儲存；及信號處理單元，利用復原係數對第一圖像數據實施生成與在攝影透鏡的解析度高時從攝影元件輸出的第一圖像數據同等的第二圖像數據的復原處理；信號處理單元將由受光面上的縱向3像素以上及橫向3像素以上構成的合計9像素以上的像素區域作為最小單位進行復原處理；攝影透鏡從物側依次包括：包括至少一片透鏡且具有正的光焦度的第一透鏡組，包括至少一片透鏡且具有負的光焦度的第二透鏡組，以及包括至少一片透鏡且位於最靠近像側的透鏡具有正的光焦度的第三透鏡組，因此，若在係數儲存單元儲存復原係數，則可以實施利用該復原係數的復原處理，由此，能夠容易提高投影到受光面的光學像得到的圖像數據的品質。
即，不需要像過去那樣在從攝影系統輸出的第一圖像數據表示的圖像的解析度未達到預定的水平時確定其原因並再調節或再組裝攝影透鏡等，單純將與由攝影系統拍攝的點像的模糊狀態對應的復原係數儲存在係數儲存單元，僅對該第一圖像數據實施復原處理(圖像處理)，可以得到表示具有預定的解析度的圖像的第二圖像數據，因此可以提高拍攝投影到受光面的光學像而得到的圖像數據的品質。
而且，如上述，也將「點像的狀態」稱為「點像的模糊狀態」。
此外，若係數儲存單元按每個攝影系統儲存對該攝影系統單獨求出的復原係數，則可以更準確地求出復原係數並更準確地執行復原處理，因此，可以更可靠地提高拍攝投影到受光面的光學像而得到的圖像數據的品質。
而且，若係數儲存單元儲存從與分為多個種類的點像的各模糊狀態對應的各復原係數的候補中根據第一圖像數據表示的點像的模糊狀態所選擇出的復原係數，則與按每個攝影系統單獨求出復原係數的情況相比，可以更容易設定復原係數。
在此，若係數儲存單元儲存根據點像的模糊狀態對與分為多個種類的該點像的各模糊狀態對應的多種復原係數的候補中的根據第一圖像數據表示的該點像的模糊狀態選擇出的復原係數進一步進行了校正的已校正的復原係數，則與按每個攝影系統單獨求出復原係數的情況相比，可以抑制求出復原係數時的精度下降的同時，更容易取得該復原係數。
而且，若攝影系統具備取得復原係數並儲存在係數儲存單元的復原係數取得單元，則可以更可靠地取得復原係數。
此外，若信號處理單元將包含投影到受光面上的點像的有效區域的全部的最小像素區域作為最小單位執行復原處理，則可以抑制用於執行復原處理的運算量的增大，並且能夠高效地實施復原處理。
此外，若信號處理單元進行復原處理，使得第二圖像數據表示的圖像中的點像的有效區域的大小小於第一圖像數據表示的圖像中的點像的有效區域的大小，則可以更可靠地提高拍攝投影到受光面的光學像而得到的圖像數據的品質。
另外，在第一及第二方式的攝影系統中，若第三透鏡組中的位於最靠近像側的透鏡面具有軸外曲點，或在中心部向像側呈凹面而在周邊部向像側呈凸面，或滿足條件式(1)即式0.5H<h<H，則可以更可靠地提高攝影透鏡的焦闌性，所以可以更可靠地提高表示被攝體的第一圖像數據的品質。
這裡，若第三透鏡組中的位於最靠近像側的透鏡的物側的透鏡面在該透鏡面的中心部向物側呈凸面而在周邊部向物側呈凹面，則可以更可靠地提高表示被攝體的第一圖像數據的品質。
而且，若攝影透鏡由三片單透鏡構成，而且，第一透鏡組的單透鏡呈將凸面朝向物側的彎月形狀，第二透鏡組的單透鏡呈將凸面朝向像側的彎月形狀，則可以更可靠地提高表示被攝體的第一圖像數據的品質。
本發明的攝影裝置、便攜終端設備、車載設備、醫療設備分別具有第一或第二方式的攝影系統，因此，如上所述，可以容易提高對投影到受光面的光學像進行拍攝得到的圖像數據的品質。
本發明的第三方式的攝影系統包括：係數儲存單元，在通過攝影透鏡投影到受光面上的點像的有效區域的最大直徑是3像素以上的大小時，儲存了與由從攝影元件輸出的第一圖像數據表示的點像的狀態對應的復原係數；及信號處理單元，利用復原係數對第一圖像數據實施生成與在攝影透鏡的解析度高時從攝影元件輸出的第一圖像數據同等的第二圖像數據的復原處理；信號處理單元將由受光面上的縱向3像素以上及橫向3像素以上構成的合計9像素以上的像素區域作為最小單位進行復原處理；攝影透鏡從物側依次包括：包括至少一片透鏡且具有正的光焦度的第一透鏡組，包括至少一片透鏡且具有負的光焦度的第二透鏡組，以及包括至少一片透鏡且位於最靠近像側的透鏡具有正的光焦度的第三透鏡組；因此，與第一攝影系統同樣地，通過實施利用復原係數的復原處理，可以容易提高拍攝投影到受光面的光學像而得到的圖像數據的品質。
本發明的攝影系統的製造方法，在第三方式的攝影系統的製造中，透過攝影透鏡將點像投影到攝影元件的受光面上，在係數儲存單元中儲存與由從攝影元件輸出的第一圖像數據表示的點像的狀態對應的復原係數，所以可以高效地製造第二攝影系統。
例如，即使從攝影系統輸出的圖像數據表示的圖像的解析度根據製造上的情況等未達到預定的水平時，也可以比過去容易實施提高圖像的解析度的攝影系統的再生處理。即，透過將復原係數儲存在係數儲存單元的攝影系統，可以容易實施提高從該攝影系統輸出的圖像數據的品質的復原處理，因此，可以容易將圖像的解析度未達到預定水平的攝影系統再生成可得到預定水平的圖像的解析度的攝影系統，由此可以高效地製造攝影系統。
而且，若大量生成攝影系統，可以享受高效地製造上述攝影系統的更大的效果。
下面，利用附圖對本發明的實施方式進行說明。
(第一實施方式)
圖1是表示本發明的第一實施方式的攝影系統的簡要結構的方塊圖。
[關於攝影系統的結構]
以下對第一實施方式的攝影系統的結構進行說明。
圖1所示的本發明的攝影系統100包括：攝影透鏡10；攝影元件20，包括二維狀排列多個受光像素而構成的受光面21，對通過攝影透鏡10投影到受光面21上的被攝體的光學像P1進行拍攝，輸出表示該被攝體的第一圖像數據G1；及信號處理部40，對第一圖像數據G1實施生成與在攝影透鏡10的解析度高時從攝影元件20輸出的第一圖像數據G1同等的第二圖像數據G2的復原處理。
攝影透鏡10從被攝體側(物側)依次包括：由至少一片透鏡構成的、具有正的光焦度的第一透鏡組；由至少一片透鏡構成的、具有負的光焦度的第二透鏡組；和由至少一片透鏡構成的、位於最靠近像側的透鏡具有正的光焦度的第三透鏡組。
攝影透鏡10和攝影透鏡元件20構成為，關於從X、Y、Z方向的任意的位置通過攝影透鏡10投影到受光面21上的點像(P1)，也使得該點像(P1)的有效區域的最大直徑成為受光像素的3像素以上的大小。
這裡，投影到受光面21上的點像的有效區域的最大直徑是投影到受光面21上的點像P1的有效區域包含最多的受光像素的方向上的該點像P1的有效區域的直徑。
而且，在圖1中用箭頭Z表示的方向是攝影透鏡10的光軸方向，用箭頭X、Y表示的方向是與受光面21平行的方向。
在攝影系統100的外部設有復原係數取得裝置70A，該復原係數取得裝置70A取得與由從攝影元件20輸出的第一圖像數據G1表示的點像P1的模糊狀態對應的復原係數K。信號處理部40利用復原係數取得裝置70A取得的復原係數K實施復原處理F。
這裡，攝影系統100可以包括儲存復原係數取得裝置70A取得的復原係數K的係數儲存部30，但是該係數儲存部30可以內置在信號處理部40中。而且，在攝影系統100並不一定需要設置係數儲存部30。
復原係數取得裝置70A包括：理想點像儲存部72，預先儲存有在包含攝影透鏡10的光學系統中完全沒有誤差時的與點像有關的設計數據或與優越於它的理想點像狀態有關的理想點像狀態數據中的任一個數據Dr；點像模糊狀態取得部73，用於取得由從攝影元件20輸出的第一圖像數據G1表示的點像P1的模糊狀態的模糊點像狀態數據Db；以及復原係數取得部78A，輸入由該點像模糊狀態取得部73得到的表示點像P1的模糊狀態的模糊點像狀態數據Db及儲存在理想點像儲存部72中的設計數據或理想點像狀態數據即數據Dr，並透過利用兩者的運算而取得表示與第一圖像數據G1表示的點像P1的模糊狀態對應的復原係數K的係數數據Dk，且將該係數數據Dk表示的復原係數K儲存在係數儲存部30中。
此外，用於本發明的攝影系統(包括以下說明的第二實施方式)的攝影透鏡不限於必定透過該攝影透鏡將光學像「準確」成像在受光面上的攝影透鏡，即使是通過攝影透鏡將光學像「未準確」成像在受光面上的攝影透鏡也可以採用，因此在本發明中採用通過攝影透鏡而將光學像「投影」在受光面上的攝影系統並對其進行說明。「未成像」狀態雖然可以解釋為所謂模糊的像，但是包括例如由製造誤差引起的生成比本來的點像更擴散的點像的狀態、或由於設計性的制約條件(光學系統的大小或成本)只能提供比設計值自身本來想得到的點像大的點像的狀況。
此外，如上所述，主要表示點像的解析度的劣化狀態的模糊點像狀態數據Db，例如可以表示點像P1的有效區域的大小或點像P1的受光面上的亮度分佈(在圖像中的濃度分佈)等。
[關於攝影系統的作用]
接著，對上述攝影系統的作用進行說明。
首先，對由復原係數取得裝置求出復原係數而將該復原係數儲存在係數儲存部時的一例進行說明。
通過攝影透鏡10投影到受光面21上的被攝體的光學像由攝影元件20拍攝，從攝影元件20輸出的表示被攝體的第一圖像數據G1被輸入到點像模糊狀態取得部73。
輸入了第一圖像數據G1的點像模糊狀態取得部73對第一圖像數據G1表示的點像的模糊狀態進行分析並輸出表示其分析結果的模糊點像狀態數據Db。
復原係數取得部78A，輸入從點像模糊狀態取得部73輸出的模糊點像狀態數據Db及預先儲存在理想點像儲存部72中的設計數據或作為理想點像狀態數據的數據Dr，並透過利用兩者的運算而取得與點像P1的模糊狀態對應的復原係數K，且輸出表示該復原係數K的係數數據Dk。
從復原係數取得部78A輸出的表示復原係數K的係數數據Dk被輸入到係數儲存部30，且在該係數儲存部30儲存係數數據Dk表示的復原係數K。
並且，作為實現點像模糊狀態取得部73的功能的例子，舉出後述的D×O Labs公司(法國)製造的D×O分析儀(analyser)。若採用該D×O分析儀，可以透過對攝影元件20所輸出的第一圖像數據G1進行分析來求出投影受光面21上的點像P1的模糊狀態。
[關於復原處理]
接著，說明利用儲存在係數儲存部30的復原係數K對從攝影元件20輸出的第一圖像數據進行復原處理F而取得解析度比由第一圖像數據表示的圖像更高的圖像的第二圖像數據的情況。而且，在下面的說明中，主要說明對表示點像的第一圖像數據實施復原處理F的情況。
圖2(a)是在縱軸表示光強E、橫軸表示受光面上的X方向的位置的坐標上表示點像的光強分佈的圖。圖2(b)是在縱軸表示受光面上的Y方向的位置、橫軸表示受光面上的X方向的位置的坐標上，表示構成受光面的受光像素的各像素區域(圖中用符號Rg表示)和投影到該受光面的點像的圖；圖3(a)是在第一圖像數據表示的圖像中所示的點像的圖像的圖；圖3(b)是在第二圖像數據表示的圖像中所示的點像的圖像的圖。並且，圖3(a)和圖3(b)分別表示的圖像中的像素區域(圖中用符號Rg’表示)各自的大小相互一致。並且，構成受光面21的受光像素的各像素區域Rg與第一圖像數據G1或第二圖像數據G2表示的圖像中的圖像區域Rg’成為相互對應的區域。
此外，圖4(a)是在縱軸表示光強E、橫軸表示受光面上的X方向的位置的坐標上，表示在攝影透鏡10的解析度高時會投影到受光面21上的點像的光強分佈的圖。此外，這還可以考慮為與光學系統無關地表示理想的點像狀態。圖4(b)是在縱軸表示受光面上的Y方向的位置、橫軸表示受光面上的X方向的位置的坐標上，表示構成受光面的受光像素的各像素區域(圖中用符號Rg表示)及在攝影透鏡10的解析度高時會投影到受光面21上的點像P2的圖。
通過攝影透鏡10被投影到受光面21上的光學像即點像P1的有效區域R1的最大直徑M1，如圖2(b)所示那樣是構成受光面21的受光像素的連續的3像素的大小。此外，該有效區域R1是由受光面21上的縱向3像素及橫向3像素構成的合計9像素的區域。即，有效區域R1是佔有構成受光面21的受光像素的9像素部分(3像素×3像素)的區域。
此外，如圖2(a)所示，點像P1的有效區域R1是具有表示點像P1的光強分佈H1中的峰值強度Ep1的1/e2 以上的光強的區域。
投影到受光面21上的點像P1由攝影元件20拍攝，表示該點像P1的第一圖像數據G1從攝影元件20輸出。
如圖3(a)所示，與該第一圖像數據G1表示的圖像Zg1中所示的點像P1對應的圖像P1’仍表示為該有效區域R1’在圖像中9像素部分(3像素×3像素)的圖像。
接著，輸入了該圖像數據G1的信號處理部40對第一圖像數據G1執行利用復原係數K1的復原處理F而得到第二圖像數據G2。
如圖3(a)、(b)所示，與第一圖像數據G1表示的點像的圖像P1’對應的第二圖像數據G2表示的圖像Zg2中的點像的圖像P2’，該圖像P2’的有效區域R2’與第一圖像數據G1表示的圖像Zg1中的點像的圖像P1’的有效區域R1’相比而減小。因此，在圖像Zg2中表示的點像圖像P2’的最大直徑M2’(圖像區域Rg’的3像素部分的區域)與圖像Zg1中表示的點像的圖像P1’的最大直徑M1’(圖像區域Rg’的1像素部分的區域)相比也減小。
即，該圖3(b)所示的第二圖像數據G2表示的點像的圖像P2’，與對在攝影透鏡10的解析度高時會投影到受光面21上的點像P2(參照圖4)進行拍攝的、且從攝影元件20輸出的第一圖像數據所表示的點像的圖像成為同等的圖像。
更具體地，對拍攝通過攝影透鏡10投影到受光面21上的有效區域R1涉及9像素部分的點像P1(參照圖2(a)、(b))的、且從攝影元件20輸出的第一圖像數據G1實施利用復原係數K的復原處理F而得到的第二圖像數據G2所表示的點像的圖像P2’(參照圖3(b))，與對攝影透鏡10的解析度提高時預計投影到受光面21上的點像P2(有效區域R2的最大直徑M2包含在一個像素區域Rg中，參照圖4(a)、(b))進行拍攝的、且從攝影元件20輸出的第一圖像數據G1所表示的點像的圖像成為同等的圖像。
而且，圖4(a)、(b)所示的受光面21上的一個像素區域Rg所包含的點像P2的有效區域R2，與點像P1的情況同樣，是具有點像P2表示的光強分佈H2中的峰值強度Ep2的1/e2 以上的光強的區域。這裡，點像P2的有效區域R2是包含在一個像素區域Rg中的大小。
這樣，對第一圖像數據實施復原處理而得到的第二圖像數據所表示的圖像的解析度，可以高於第一圖像數據表示的圖像的解析度。
此外，透過該復原處理F，可以得到與擴大攝影透鏡10的景深時得到的圖像相同的圖像，所以復原處理還稱為實質上放大攝影透鏡10的景深的處理。
並且，在基於信號處理部40的、利用與第一圖像數據G1表示的點像P1的狀態對應的復原係數K的復原處理F中，可以採用上述的特開2000-123168號公報中第0002～0016段所介紹的圖像復原處理等。
在上述說明中對拍攝點像的情況進行了說明，但是，通過攝影透鏡10投影到受光面21上的被攝體的光學像被考慮為表示被攝體的點像的集合，所以無論拍攝的被攝體是哪種物體，也可以對第一圖像數據實施復原處理而生成以高於該第一圖像數據表示的圖像的解析度表示圖像的第二圖像數據。
[關於攝影系統的性能]
接著，對攝影系統100所使用的由攝影透鏡10和攝影元件20構成的攝影系統的性能進行說明。
圖5是在橫軸以對數刻度(m)表示從攝影透鏡到物點的光軸方向的距離U、縱軸表示與在受光面上連續排列的像素區域的數量(N)對應的長度的坐標上，示意地示出沿光軸方向移動物點時與投影到受光面上的該物點對應的點像的有效區域的最大直徑的變化的圖。
這裡，將物點從大致與攝影透鏡接觸的近點的位置(接近到大約0.01m的位置)移動到相對於攝影透鏡大致無限遠的遠點的位置(大約相距10m的位置)。
由圖5中的系列A-1、A-2、A-3表示的3種曲線(實線)，示意地示出通過本發明的攝影系統的攝影透鏡10投影到受光面21上的互不相同的特定區域(相互之間像高不相同的受光面上的特定區域)的各點像的有效區域的最大直徑的變化。此外，圖5中的系列Aw所表示的曲線(虛線)，表示通過現有的攝影系統(例如車載用照相機、行動電話用照相機、醫療設備用照相機等)所使用的攝影透鏡投影到受光面上的點像的有效區域的最大直徑的一般變化。
根據圖5可知，在現有的攝影系統中，通透過將物點投影在受光面21上而成的點像的有效區域的最大直徑，隨著物點沿光軸方向的移動，從1像素部分的大小到30像素部分的大小為止而變化很大。
另一方面，透過本發明的攝影系統100具備的攝影透鏡10而將物點投影到受光面21上形成的點像的有效區域的最大直徑，對於系列A-1、A-2、A-3中的任一個均是3像素部分以上、10像素部分以下的大小。即，與從攝影透鏡10到物點的距離無關、且與所投影的點像在受光面上的位置(例如受光面上的像高)無關，該受光面上的點像的有效區域的大小的變動較少。而且，關於從X、Y、Z方向的任一位置即從三維空間的任一位置通過攝影透鏡10投影到受光面上的點像，也可以說成其點像的有效區域的大小變動較少。
圖6是在橫軸以對數刻度(m)表示從攝影透鏡到物點為止的光軸方向的距離U、縱軸表示MTF特性的值(%)的坐標上，示意地示出沿光軸方向移動物點時與投影到受光面上的上述物點的光學像有關的MTF特性的值(%)的變化的圖。
這裡，將物點從大致與攝影透鏡接觸的近點的位置(接近到大約0.01m的位置)移動到相對於攝影透鏡大致無限遠的遠點的位置(大約相距10m的位置)。
由圖6中的系列B-1、B-2、B-3表示的有關本發明的攝影系統的3種曲線(實線)，示意地示出通過攝影透鏡10投影到受光面上的互不相同的特定區域(像高互不相同的特定區域)的有關光學像的MTF特性的值(%)的變化。此外，圖6中的系列Bw所表示的曲線(虛線)，是表示有關現有的攝影系統與投影到受光面上的光學像有關的MTF特性的值(%)的一般變化。
由圖6可知，在現有的攝影系統中，與投影到受光面21上的光學像有關的MTF特性的值(%)從0%到超過80%的值為止而變化很大。而且，在攝影透鏡10和物點接近的近點，關於位於比MTF特性的值成為0%的位置更接近攝影透鏡10的區域(MTF特性的值從0%折反的區域)的物點，產生偽分辨。此外，在攝影透鏡10和物點分離的遠點，關於位於比MTF特性的值成為0%的位置更遠的區域(MTF特性的值從0%折反的區域)的物點，也產生偽分辨。
另一方面，通過本發明的攝影系統100具備的攝影透鏡10投影到受光面21上的光學像有關的MTF特性的值(%)，對於系列B-1、B-2、B-3均為10%以上60%以下的大小，不產生偽分辨。即，與從攝影透鏡10到物點為止的距離無關、且與所投影的光學像的受光面上的位置(像高)無關，與投影到受光面上的光學像有關的MTF特性的值的變動減少，也不產生偽分辨。而且，關於從X、Y、Z方向的任意的位置即三維空間的任意位置通過攝影透鏡10投影到受光面上的光學像有關的MTF特性也可以說變動較少。
而且，攝影透鏡10構成為，關於從離開該攝影透鏡10的焦距(例如4～5mm)的10倍以上的X、Y、Z方向的任意的位置通過該攝影透鏡10投影到受光面21上的被攝體的光學像，也使得與該光學像有關的MTF特性的值成為正。
此外，就該攝影系統10而言，攝影透鏡和攝影元件構成為，例如在關於Z方向被限制在10f以上、關於X、Y方向也限制到某個物體高度的範圍內，對於從物空間的X、Y、Z方向的任意位置投影到受光面上的點像，該點像的有效區域的最大直徑成為攝影元件的受光面的受光像素的3像素以上的大小。
但是，攝影透鏡10不限於必須滿足該條件的情況，若攝影透鏡10和攝影元件20構成為，對於從X、Y、Z方向的任意位置通過該攝影透鏡10投影到受光面21上的點像，也使得該點像的有效區域的最大直徑成為受光面上的受光像素的3像素以上的大小，就能夠得到提高從攝影元件20輸出的圖像數據的品質的效果。
如上所述，根據本發明的第一實施方式的攝影系統，如過去那樣在攝影系統所輸出的第一圖像數據表示的圖像的解析度不足能夠單純地僅對該第一圖像數據實施復原處理(圖像處理)而得以補償。也就是，透過對第一圖像數據的復原處理能夠獲得表示具有預定的解析度的圖像的第二圖像數據，所以對投影到受光面上的光學像進行拍攝而得到的圖像數據的品質就容易得到提高。
[關於復原係數取得裝置的作用]
下面，對復原係數取得裝置70A的作用詳細地進行說明。
作為復原係數取得裝置70A的功能需要：
(1)點像測量、判斷畫面內均勻性
(2)導出提供最佳的復原處理的係數組(復原係數)
(3)記錄最佳的係數組
對各功能進行更詳細的說明。
(1)是在各攝影透鏡和攝影元件的組合中，實際測量、判斷成像性能(解析度)的功能。作為基於從攝影元件得到的電信號(第一圖像數據)測量光學點像的機構，有市售的法國D×O公司的D×O分析儀。其是利用了D×O公司提倡的表示所謂B×U的模糊的概念的機構，所以可以根據來自數位相機的輸出信號求出點像(光學點像、圖像處理後點像均可求出)。
具體地，該D×O分析儀透過對拍攝某個指定的圖表(在白底上排列無數個黑圓點的圖表)而得到的圖像數據(第一圖像數據)進行分析，來計算攝影元件的受光面上的任意的點處的點像大小(http://www.dxo.com/jp/image_quality/dxo_analyzer)。
而且，測量光學點像的機構只要是可以根據來自數位相機(即傳感器)的輸出信號計算點像的測量機構即可，不問其形式。
另一方面，在按照光學設計值的情況下的點像的大小可以由設計該光學系統的工具計算，所以透過比較由該計算得到的「設計值點像」和由D×O分析儀等的測量器測量的「測量點像」的大小，可以判斷測量點像從設計值偏移何種程度。例如，在光學部件有組裝誤差情況下的測量點像的大小，多半與設計值點像相比變大。此外，投影到攝影元件的受光面上的點像的有效區域的形狀或亮度分佈本來形成點對稱的形狀或分佈，但是若攝影透鏡傾斜或其軸偏移，則局部地產生前模糊、後模糊，成為所謂的「單模糊狀態」。通過比較上述「設計值點像」和「測量點像」求出這種距設計值的偏離，進而可以判斷是否能說是正如設計值。此外，即使不拘泥於設計值點像，也可以任意地定義理想狀態，比較其理想狀態(「理想點像」)和「測量點像」來判斷其差異。
(2)是執行以核維納濾波器(Kernel Wiener Filter)為基本的復原處理，且透過計算求出使上述「測量點像」接近「設計值點像」或「理想點像」的係數組(復原係數)的階段。核維納波濾器如文獻(鷲澤嘉一、山下幸彥著，題目「Kernel Wiener Filter」，2003 Workshop on Information-Based Induction Sciences，(IBIS2003)，Kyoto，Japan，Nov 11-12，2003)所示，作為在原信號經過某些濾波而與雜訊一起被觀測時從包含雜訊的觀測信號中推算原信號的技術方法，被廣泛使用。這裡，若將原信號設為「被拍攝的物體」，作為濾波設為「攝影透鏡+攝影元件」，將觀測信號設為「圖像信號(第一圖像數據)」，並且將雜訊設為「設計值點像(或者理想點像)和測量點像的差異」，則可以應用核維納濾波器推算「被拍攝的物體」。
若實物的「攝影透鏡+攝影元件」沒有一切誤差原因，則所拍攝的物體就應當是圖像信號，在經過該復原處理之後得到原理上的理想的「圖像信號(第二圖像數據)」。實際上，還存在基於原來的(1)的測量誤差等，雜訊成分未被全部除去而殘留一部分，但是測量點像接近設計值點像或理想的點像的事實是可靠的，作為最終的圖像的品質得到提高。
具體地，在由於某種誤差原因而光學點像大於設計值、或者在成像面內不均勻的情況下，也可以透過復原處理將該點像校正為較小、或者在成像面內均勻化，從而可以確保經得起實用的性能。此外，在不僅是基於製造的誤差原因、不得不具有設計上較低的性能(光學點像大於元件間距)的光學系統中，也可以通過校正點像提高外觀上光學性能。若追求該外觀上的光學性能提高，則有可能超越理論上所示的極限解析度，所以在考慮到近年來的像素尺寸的小型化的傾向時非常有用。
這裡，極限解析度由艾瑞盤(Airy disc)的大小給出，無像差透鏡的點像強度的有效區域(峰值強度×(1/e2 ))的半徑Re、及成為強度零的半徑Rc由以下式規定。作為攝影元件所使用的最近的CMOS元件的像素間距為2.2微米、1.75微米，今後預計1.4微米、1.0微米成為主流。作為例子，若以F2.8、波長550nm計算Re及Rc，則分別為：
Re(點像強度的有效區域的半徑)=0.82λF=0.82×2.8×550×0.001=1.26微米(點像強度的有效區域的直徑2.52微米)
Rc(點像強度成為零的半徑)=1.22λF=1.22×2.8×550×0.001=1.88微米(點像強度成為零的直徑3.76微米)，
而像素間距已經超過衍射極限。
衍射極限以無像差為前提，但是現實的光學系統沒有無像差的情況，特別是鑒於實現小型化、低成本化，像差反而殘留，不得已具有妥協的性能。基於核維納濾波器的復原處理，在這種狀況下，也可以將作為最終的圖像的品質提高到實用性的程度。
上述的復原處理設想在某個特定的像面上或其很近處(前模糊後模糊的範圍)執行，但是在與攝影距離的變動對應的散焦方向的無數的像面組中，若考慮消除測量點像和設計值點像的差的復原處理，則可以擴大焦點深度。
在復原處理的執行中，應消除的雜訊成分根據各「攝影透鏡+攝影元件」各式各樣，希望對每個「攝影透鏡+攝影元件」的組合進行最佳的復原處理。但是，復原處理自身的算法相同即可，因此參照的「係數組」最佳即可。
(3)是實際上使「攝影透鏡+攝影元件」的組組合「最佳的係數組」的階段。為此，應當在某個記錄介質中儲存用於執行最佳的復原處理的係數組且將它加到「攝影透鏡+攝影元件」的組中。因此，需要記錄過程。
這樣，通過將攝影系統作為「攝影透鏡+攝影元件+記錄介質」的組而使用，從而光學性的點像(也稱光學點像)被校正為適合用途的形式，最終可以得到良好的品質的圖像。具體地，提供一種即使因某種理由(製造公差、原來的設計值低)而解析度不滿足但作為處理後的圖像也可實現滿足的解析度的機構。此外，還可以提供與各攝影透鏡和攝影元件的組的特性一致的焦點深度擴大機構。
[關於復原係數取得裝置的變形例]
下面，對復原係數取得裝置的變形例進行說明。
在係數儲存部30中儲存有與由從攝影元件輸出的第一圖像數據表示的點像的模糊狀態對應的復原係數K1的復原係數取得裝置可以構成為：與第一例的復原係數取得裝置70A不同的、下面說明的第二例的復原係數取得裝置70B或第三例的復原係數取得裝置70C。
圖7是表示第二例的復原係數取得裝置70B的圖，該復原係數取得裝置70B在係數儲存部儲存從與分為多個種類的點像的各模糊狀態對應的各復原係數的候補中按照第一圖像數據表示的點像的模糊狀態所選擇出的復原係數。
如圖7所示，該復原係數取得裝置70B包括：候補係數儲存部79，儲存有與預先分為多個種類的點像的各模糊狀態對應的各復原係數的候補K1、K2...；點像模糊狀態取得部73，取得通過攝影透鏡10投影到受光面21上的點像P1的模糊狀態；及復原係數取得部78B，在復原係數的候補K1、K2...之中選擇與第一圖像數據G1表示的點像P1的模糊狀態對應的復原係數(例如K1)，將該復原係數K1儲存在係數儲存部30中。
該復原係數取得裝置70B由點像模糊狀態取得部73取得表示點像的模糊狀態的模糊點像狀態數據Db，復原係數取得部78B從儲存在候補係數儲存部79中的復原係數的候補K1、K2...中選擇與模糊點像狀態數據Db表示的點像P1的模糊狀態對應的復原係數(例如K1)，將表示該復原係數K1的係數數據Dk輸出到係數儲存部30中進行儲存。
即，在係數儲存部30中儲存從與分為多個種類的點像的各模糊狀態對應的各復原係數的候補K1、K2...中按照第一圖像數據G1表示的點像的模糊狀態所選擇出的復原係數。
圖8是表示第三例的復原係數取得裝置70C的圖，該復原係數取得裝置70C在係數儲存部儲存：從與分為多個種類的點像的各模糊狀態對應的多種復原係數的候補中按照第一圖像數據表示的該點像的模糊狀態所選擇出的復原係數進一步根據點像的模糊狀態進行了校正的已校正的復原係數。
如圖8所示，該復原係數取得裝置70C包括：候補係數儲存部79，儲存有與預先分為多個種類的點像的各模糊狀態對應的各復原係數的候補K1、K2...；理想點像儲存部72，預先儲存有在攝影透鏡10的解析度高時與通過該解析度高的攝影透鏡投影到受光面21上的理想的點像P1有關的設計數據或理想點像狀態數據即數據Dr；點像模糊狀態取得部73，取得通過攝影透鏡10投影到受光面21上的點像P1的模糊狀態；及復原係數取得部78C，從復原係數的候補K1、K2...中選擇與點像P1的模糊狀態對應的復原係數(例如K1)，並取得表示透過利用點像P1的模糊狀態及預先儲存在理想點像儲存部72中的點像的設計數據或理想點像狀態數據即數據Dr的運算對該復原係數K1進行校正而成的已校正的復原係數K1’的係數數據Dk(K1’)，將該係數數據Dk(K1’)表示的已校正的復原係數K1’儲存在係數儲存部30中。
該復原係數取得裝置70C由點像模糊狀態取得部73取得表示通過攝影透鏡10投影到受光面21上的點像P1的模糊狀態的模糊狀態數據。復原係數取得部78B從候補係數儲存部79中儲存的復原係數的候補K1、K2...中選擇與點像P1的模糊狀態對應的復原係數(例如K1)。而且，取得透過利用點像P1的模糊狀態及預先儲存在理想點像儲存部72中的點像的設計數據或理想點像狀態數據即數據Dr的運算對該復原係數K1進行校正而成的已校正的復原係數K1’，並將該已校正的復原係數K1’儲存在係數儲存部30中。
即，在係數儲存部30中儲存：從與分為多個種類的點像的各模糊狀態對應的多種復原係數的候補中按照第一圖像數據G1表示的點像P1的模糊狀態所選擇出的復原係數(例如K1)進一步實施對應於模糊狀態的校正的已校正的復原係數K1’。
而且，如圖9所示，本發明的攝影系統可以是將與復原係數取得裝置70A、70B或70C等具有相同的功能的復原係數取得裝置70或係數儲存部30設置在攝影系統的殼體內的攝影系統100’。
而且，如圖10所示，本發明的攝影系統也可以是設有內置復原係數取得裝置70或係數儲存部30的信號處理部40’的攝影系統100”。即，可以使信號處理部40’兼作復原係數取得裝置70。
[關於各構成因素的變形例]
下面，對攝影系統的構成因素的變形例進行說明。
信號處理單元不限於將受光面上的由縱向3像素以上及橫向3像素以上的合計9像素以上的像素區域作為最小單位進行復原處理的情況，也可以將由縱向小於3像素或橫向小於3像素構成的小於合計9像素的像素區域作為最小單位進行復原處理。
此外，信號處理部不限於透過利用表示點像的模糊狀態的第一圖像數據的運算求出復原係數的情況，也可以透過其它方式求出復原係數。
此外，信號處理部不限於將包含投影到受光面上的點像的全部有效區域的最小的像素區域作為最小單位執行復原處理的情況，也可以將包含全部有效區域但不是最小的像素區域作為最小單位執行復原處理。
而且，信號處理部不限於執行復原處理以使得第二圖像數據表示的圖像中的點像的有效區域的大小小於第一圖像數據表示的圖像中的點像的有效區域的大小的的情況，還可以是執行復原處理以使第一圖像數據表示的圖像中的點像的有效區域的大小大於等於第二圖像數據表示的圖像中的點像的有效區域的大小的情況。
(第二實施方式)
圖11是表示本發明的第二實施方式的攝影系統的簡要結構的方塊圖。
[關於攝影系統的結構]
以下，對第二實施方式的攝影系統的結構進行說明。
圖11所示的本發明的攝影系統200包括：攝影透鏡10；攝影元件20，包括二維狀排列多個受光像素而構成的受光面21，對通過攝影透鏡10投影到受光面21上的被攝體的光學像P1進行拍攝，輸出表示該被攝體的第一圖像數據G1；係數儲存部30，在通過攝影鏡頭10投影到受光面21上的點像的有效區域的最大直徑是3像素以上的大小時，儲存與由從攝影元件20輸出的第一圖像數據G1表示的點像P1的模糊狀態對應的復原係數K；及信號處理部40，利用儲存在係數儲存部30的復原係數K對第一圖像數據G1實施生成與在攝影透鏡10的解析度高時從攝影元件20輸出的第一圖像數據G1同等的第二圖像數據G2的復原處理。
該信號處理部40以由受光面21上的縱向3像素以上及橫向3像素以上構成的合計9像素以上的像素區域為最小單位執行復原處理F。
攝影透鏡10的結構與第一實施方式的結構相同。
在此，投影到受光面21上的點像P1的有效區域的最大直徑成為投影到受光面21上的點像P1的有效區域包含最多的受光像素的方向上的該有效區域的直徑。
而且，圖11中用箭頭Z表示的方向是攝影透鏡10的光軸方向，用箭頭X、Y表示的方向是對受光面21平行的方向。
在此，設置於攝影系統100的外部的復原係數取得裝置70A取得與由從攝影元件20輸出的第一圖像數據G1表示的點像P1的模糊狀態對應的復原係數K，在係數儲存部30儲存該復原係數K。
該復原係數取得裝置70A包括：理想點像儲存部72，預先儲存有在包含攝影透鏡10的光學系統中完全沒有誤差時的與點像有關的設計數據或與優越於它的理想點像狀態有關的理想點像狀態數據中的任一個數據Dr；點像模糊狀態取得部73，對由從攝影元件20輸出的第一圖像數據G1表示的點像的模糊狀態進行分析並取得表示其分析結果的模糊點像狀態數據Db；點像直徑取得部74，用於取得透過攝影透鏡10投影到受光面21上的點像P1有效區域的最大直徑；判斷部76，判斷由點像直徑取得部74取得的最大直徑是否是受光面21上的3像素以上的大小；以及復原係數取得部78A，在由判斷部76判斷為最大直徑是受光面21上的3像素以上的大小時，輸入從點像模糊狀態取得部73輸出的模糊點像狀態數據Db、及儲存在理想點像儲存部72中的設計數據或理想點像狀態數據即數據Dr，並透過利用兩者的運算而取得表示與第一圖像數據G1所示的點像P1的模糊狀態對應的復原係數K的係數數據Dk，且將該係數數據Dk表示的復原係數K儲存在係數儲存部30。
[關於攝影系統的作用]
接著，對上述攝影系統的作用進行說明。
首先，對由復原係數取得裝置求出復原係數而將該復原係數儲存在係數儲存部時的一例進行說明。
通過攝影透鏡10投影到受光面21上的被攝體的光學像由攝影元件20拍攝，從攝影元件20輸出的表示被攝體的第一圖像數據G1被輸入到點像模糊狀態取得部73及點像直徑取得部74。
輸入了第一圖像數據G1的點像模糊狀態取得部73對第一圖像數據G1表示的點像的模糊狀態進行分析並輸出表示其分析結果的模糊點像狀態數據Db。
此外，輸入了第一圖像數據G1的點像直徑取得部74求出投影到受光面21上的點像P1的有效區域的最大直徑並輸出表示該最大直徑的直徑數據Dm。輸入了表示最大直徑的直徑數據Dm的判斷部76，判斷點像P1的有效區域的最大直徑是否是受光面21上的3像素以上的大小，在判斷為最大直徑是3像素以上的大小時將信號Te輸出。
輸入了該信號Te的復原係數取得部78A，輸入從點像模糊狀態取得部73輸出的模糊點像狀態數據Db及預先儲存在理想點像儲存部72的設計數據或理想點像狀態數據即數據Dr，並通過利用兩者的運算而取得與點像P1的模糊狀態對應的復原係數K，且輸出表示該復原係數K的係數數據Dk。
從復原係數取得部78A輸出的係數數據Dk被輸入到係數儲存部30，並在該係數儲存部30儲存係數數據Dk表示的復原係數K。
而且，作為實現點像模糊狀態取得部73的功能的例子，舉出後述的D×O Labs公司(法國)製造的D×O分析儀(analyser)。若採用該D×O分析儀，可以通過對攝影元件20所輸出的第一圖像數據G1進行分析來求出投影受光面21上的點像P1的模糊狀態(解析度的劣化狀態)或有效區域的最大直徑。
如上述，在係數儲存部30儲存復原係數K，由此攝影系統100成為可執行復原處理的狀態。
[關於復原處理]
利用儲存在係數儲存部30的復原係數K，對從攝影元件20輸出的第一圖像數據執行復原處理F，取得解析度比第一圖像數據表示的圖像高的圖像的第二圖像數據的方法，可以採取與第一實施方式相同的方法。
[關於復原係數取得裝置的變形例]
下面，對復原係數取得裝置的變形例進行說明。
在係數儲存部30中儲存與由從攝影元件輸出的第一圖像數據表示的點像的模糊狀態對應的復原係數K1的復原係數取得裝置可以構成為：與第一例的復原係數取得裝置70A不同的、下面說明的第二例的復原係數取得裝置70B或第三例的復原係數取得裝置70C。
圖12是表示第二例的復原係數取得裝置70B的圖，圖13是表示第三例的復原係數取得裝置70C的圖。圖14是表示具備復原係數取得裝置的攝影系統的圖，圖15是表示在信號處理部具備復原係數取得裝置及係數儲存部的攝影系統的圖。而且，在圖12～圖15中，關於具有與第一例的復原係數取得裝置70A相同的功能的構成因素，用與該第一例的復原係數取得裝置70A的情況相同的符號表示。
如圖12所示，第二例的復原係數取得裝置70B包括：候補係數儲存部79，儲存有與預先分為多個種類的點像的各模糊狀態對應的各復原係數的候補K1、K2...；點像模糊狀態取得部73，對從攝影元件20輸出的第一圖像數據G1表示的點像的模糊狀態進行分析並取得表示其分析結果的模糊點像狀態數據Db而向後述的復原係數取得部78B輸出；點像直徑取得部74，用於取得通過攝影透鏡10投影到受光面21上的點像P1的有效區域的最大直徑；判斷部76，判斷由點像直徑取得部74得到的最大直徑是否是受光面21上的3像素以上的大小；以及復原係數取得部78B，在由判斷部76判斷為最大直徑是受光面21上的3像素以上的大小時，在復原係數的候補K1、K2...中選擇與模糊點像狀態數據Db表示的點像P1的模糊狀態對應的復原係數(例如K1)，將該復原係數K1儲存在係數儲存部30中。
該復原係數取得裝置70B由點像直徑取得部74取得通過攝影透鏡10投影到受光面21上的點像P1的有效區域的最大直徑，將表示該最大直徑的直徑數據Dm向判斷部76輸出。輸入了直徑數據Dm的判斷部76判斷最大直徑是否是受光面21上的3像素以上的大小，在判斷為是3像素以上的大小時，將表示該情況的信號Te向復原係數取得部78B輸出。輸入了信號Te的復原係數取得部78B從候補係數儲存部79所儲存的復原係數的候補K1、K2...中選擇與模糊點像狀態數據Db表示的點像P1的模糊狀態對應的復原係數(例如K1)，將表示該復原係數K1的係數數據Dk輸出到係數儲存部30中進行儲存。
即，在係數儲存部30中儲存從與分為多個種類的點像的各模糊狀態對應的各復原係數的候補K1、K2...中按照第一圖像數據G1表示的點像的模糊狀態所選擇出的復原係數(例如K1)。
另一方面，如圖13所示，第三例的復原係數取得裝置70C包括：候補係數儲存部79，儲存有與預先分為多個種類的點像的各模糊狀態對應的各復原係數的候補K1、K2...；理想點像儲存部72，預先儲存有與在攝影透鏡10的解析度高時通過該解析度高的攝影透鏡投影到受光面21上的理想的點像有關的設計數據或理想點像狀態數據即數據Dr；點像模糊狀態取得部73，對從攝影元件20輸出的第一圖像數據G1表示的點像的模糊狀態進行分析並取得表示其分析結果的模糊點像狀態數據Db而向後述的復原係數取得部78C輸出；點像直徑取得部74，用於取得通過攝影透鏡10投影到受光面21上的點像P1的有效區域的最大直徑；及判斷部76，判斷由點像直徑取得部74得到的最大直徑是否是受光面21上的3像素以上的大小。
而且，該復原係數取得裝置70C包括復原係數取得部78C，該復原係數取得部78C在由判斷部76判斷為最大直徑是受光面21上的3像素以上的大小時，從復原係數的候補K1、K2...中選擇與從點像模糊狀態取得部73輸出的模糊點像狀態數據Db表示的點像P1的模糊狀態對應的復原係數(例如K1)，並取得表示透過利用模糊點像狀態數據Db及預先儲存在理想點像儲存部72中的點像的設計數據或理想點像狀態數據即數據Dr的運算對該復原係數K1進行校正而成的已校正的復原係數K1’的係數數據Dk(K1’)，將該係數數據Dk(K1’)表示的已校正的復原係數K1’儲存在係數儲存部30中。
該復原係數取得裝置70C由點像直徑取得部74取得表示通過攝影透鏡10投影到受光面21上的點像P1的有效區域的最大直徑，而向判斷部76輸出表示該最大直徑的直徑數據Dm。輸入了直徑數據Dm的判斷部76對最大直徑是否是受光面21上的3像素以上的大小進行判斷，若判斷為是3像素以上的大小時，則將表示該情況的信號Te向復原係數取得部78B輸出。輸入了信號Te的復原係數取得部78B從候補係數儲存部79所儲存的復原係數的候補K1、K2...中選擇與模糊點像狀態數據Db表示的點像P1的模糊狀態對應的復原係數(例如K1)，取得通過利用模糊點像狀態數據Db、及預先儲存在理想點像儲存部72中的點像的設計數據或理想點像狀態數據即數據Dr的運算對該復原係數K1進行進一步校正的已校正的復原係數K1’，並將該已校正的復原係數K1，儲存在係數儲存部30。
即，在係數儲存部30儲存：從與分為多個種類的點像的各模糊狀態對應的多種復原係數的候補中按照第一圖像數據G1表示的點像P1的模糊狀態所選擇出的復原係數(例如K1)進一步實施對應於模糊狀態的校正的已校正的復原係數K1’。
而且，攝影系統200可以形成為作為其一部分具備復原係數取得裝置70A、70B、70C，也可以形成為不設置復原係數取得裝置70A、70B及70C中的任一個。
此外，圖14所示的攝影系統200，是將具有與復原係數取得裝置70A、70B或70C等相同的功能的復原係數取得裝置70內置在上述攝影系統的殼體內的攝影系統。攝影系統可以這樣構成。
而且，圖15所示的攝影系統200”是在信號處理部40’內置如上述的復原係數取得裝置70及係數儲存部30的攝影系統。攝影系統也可以這樣構成。
[關於攝影系統的性能]
接著，用於上述攝影系統200的由攝影透鏡10和攝影透鏡20構成的攝影系統能夠具有與第一實施方式同等的性能。
如上述，根據本發明的第二實施方式的攝影系統，不需要如過去那樣在攝影系統所輸出的第一圖像數據表示的圖像的解析度未達到預定的水平時確定其原因並再調節或再組裝攝影透鏡等，單純地僅在係數儲存部分中儲存與點像的模糊狀態對應的復原係數而對該第一圖像數據實施復原處理，就可以得到表示具有預定的解析度的圖像的第二圖像數據，所以可以對投影到受光面上的光學像進行拍攝而得到的圖像數據的品質就容易得到提高。另外，還可以說能夠容易恢復攝影系統的解析度的不足。
[關於各構成因素的變形例]
下面，對第二實施方式的攝影系統的構成因素的變形例進行說明。
此外，信號處理部不限於將包含投影到受光面上的點像的全部有效區域的最小像素區域作為最小單位執行復原處理的情況，也可以將包含全部有效區域但不是最小的像素區域作為最小單位執行復原處理。
而且，信號處理部不限於執行復原處理以使第二圖像數據表示的圖像中的點像的有效區域的大小小於第一圖像數據表示的圖像中的點像的有效區域的大小的的情況，還可以執行復原處理以使第一圖像數據表示的圖像中的點像的有效區域的大小大於等於第二圖像數據表示的圖像中的點像的有效區域的大小。
而且，具備上述攝影系統的本發明的攝影裝置、便攜終端設備、車載設備、及醫療設備等的要求景深大的裝置，能夠與上述同樣地容易提高各裝置所具備的攝影系統對投影到受光面的光學像進行拍攝而得到的圖像數據的品質。
而且，本發明的攝影系統，攝影透鏡和攝影元件可以構成為：例如在關於Z方向被限制在10f以上、關於X、Y方向也限制到某個物體高度的範圍內，對於從物空間的X、Y、Z方向的任意的位置投影到受光面上的點像，該點像的有效區域的最大直徑也成為攝影元件的受光面的受光像素的3像素以上的大小。
此外，攝影透鏡較佳地構成為，關於從離開該攝影透鏡的焦距的10倍以上的X、Y、Z方向的任意位置通過該攝影透鏡投影到受光面上的被攝體的光學像，與該光學像有關的MTF特性的值成為正。而且，「離開攝影透鏡的焦距的10倍以上的位置」表示「將構成攝影透鏡的透鏡面中的最靠近被攝體側的面和該攝影透鏡的光軸相交的位置設為基準位置，從該基準位置沿該攝影透鏡的光軸方向(Z軸方向)向被攝體側離開焦距的10倍以上的位置」。
而且，就該攝影系統而言，攝影透鏡和攝影元件也可以構成為，僅對從關於X、Y、Z方向的至少任意的方向限定的位置通過攝影透鏡投影到受光面上的點像，使該點像的有效區域的最大直徑成為受光面的受光像素的3像素以上的大小。在這種情況下，可以僅對表示投影到受光面上的點像的有效區域的最大直徑成為受光像素的3像素上的大小的區域的第一圖像數據實施復原處理而得到第二圖像數據。
具備第一實施方式或第二實施方式的攝影系統的本發明的攝影裝置、便攜終端設備、車載設備及醫療設備等的要求被攝體景深大的裝置，能夠與上述同樣地容易提高對投影到各裝置所具備的攝影系統的受光面的光學像進行拍攝得到的圖像數據的品質。
而且，本發明的第一實施方式及第二實施方式的攝影系統可以構成為僅透過由軸對稱形狀構成的光學部件而將被攝體的光學像投影到受光面上，或者，也可以構成通過由非軸對稱形狀構成的光學部件而將被攝體的光學像投影到受光面上。而且，攝影透鏡較佳地選擇景深深的透鏡。即，較佳地將攝影透鏡和攝影元件構成為：透過被攝體的移動、或者攝影透鏡的焦點調節等，即使被攝體的光學像投影到受光面上的狀態產生變化，也可以使投影到受光面上的點像的模糊狀態的變化減少。更具體地，將攝影透鏡和攝影元件構成為使投影到受光面上的點像的有效區域的大小及對比度的變化減少。但是，攝影系統不限於具備景深深的攝影透鏡的情況，也可以具備景深淺的攝影透鏡。
此外，用於第一實施方式及第二實施方式的攝影系統的攝影元件可以設為CCD元件、或CMOS元件。
[關於攝影系統的製造方法]
下面，參照圖11、12、13等說明本發明的攝影系統的製造方法，即，對沒有儲存預定的復原係數的攝影系統儲存預定的復原係數，從而製造已儲存復原係數的攝影系統的方法。
該攝影系統的製造方法是在係數儲存部30中儲存復原係數而製造可執行復原處理的已儲存復原係數的攝影系統200A、200B...的方法。
而且，攝影系統200A、200B...是與已經參照圖11～圖15說明的攝影系統200相同的系統。
上述攝影系統的製造方法是攝影系統200A、200B...的製造方法，該攝影系統包括：攝影透鏡10；攝影元件20，包括二維狀排列多個受光像素而構成的受光面21，拍攝通過攝影透鏡10投影到受光面21上的被攝體的光學像而輸出表示該被攝體的第一圖像數據G1；信號處理部40，將由受光面21上的縱向3像素以上及橫向3像素以上構成的合計9像素以上的像素區域作為最小單位對第一圖像數據G1實施生成與在攝影透鏡10的解析度高時從攝影元件20輸出的第一圖像數據G1同等的第二圖像數據G2的復原處理F；及係數儲存部30，儲存有用於復原處理的復原係數K；該攝影系統利用儲存在係數儲存部30中的復原係數K執行復原處理。
該製造方法通過攝影透鏡10將點像P1投影到受光面21上，在係數儲存部30中儲存與由從攝影元件20輸出的第一圖像數據G1表示的點像P1的狀態對應的復原係數K。
該攝影系統的製造方法採用利用第二實施方式的第一例的復原係數取得裝置70A、第二例的復原係數取得裝置70B、或第三例的復原係數取得裝置70C求出復原係數並將該復原係數儲存在各攝影系統200A、200B...的係數儲存部的方法。
以下，具體地說明利用第一例的復原係數取得裝置70A、第二例的復原係數取得裝置70B及第三例的復原係數取得裝置70C的攝影系統的製造方法。而且，對於攝影系統100A、100B...及第一例的復原係數取得裝置70A、第二例的復原係數取得裝置70B、及第三例的復原係數取得裝置70C的結構及作用等，與上述的攝影系統100有關的內容相同，所以省略重複的說明，對與上述攝影系統100的說明不重複的攝影系統的製造方法的內容進行說明。
《關於與第一例的復原係數取得裝置70A對應的攝影系統的製造方法》
在將對每個攝影系統單獨求出的復原係數分別儲存在攝影系統的「1對1」對應的製造程序中，需要進行：
(1)點像測量、判斷畫面內均勻性，
(2)導出提供最佳的復原處理的係數組(復原係數)，
(3)記錄最佳的係數組。
作為各功能，可以適用在上述第一實施方式的[復原係數取得裝置的作用]說明的功能。
《關於與第二例的復原係數取得裝置70B對應的攝影系統的製造方法》
敘述製造由攝影透鏡、攝影元件、信號處理電路構成的點像校正光學系統的第二較佳方法，但是作為其定位設想了廉價地生產大量的數位相機的情況。在其製造程序中需要進行：
(1)構建用於復原處理的係數(復原係數)組的資料庫，
(2)點像測量、判斷畫面內均勻性，
(3)從資料庫中提取提供組單位的最佳的復原處理的係數組，
(4)記錄組單位的最佳的係數組。
更詳細地說明各功能。
(1)是預先對大致可網羅整體趨勢的數量的攝影透鏡(例如所有批號的十分之一)進行測量，將其解析度趨勢(不良趨勢)分組。運算對其各組的最佳的復原處理，求出各組單位的最佳的係數組來構建資料庫。理想上，如第一例那樣按「一對一」對應分配係數組是理想的，但是在大量生產的情況下或要抑制成本時不適合。因此，如本實施例那樣，將整體某種程度上區分為組，做成求出其組單位下的最佳解的資料庫。
(2)與第一例的(1)相同，但是，根據測量點像進行屬於用第二例的(1)求出的哪個組的判斷。實際上，在進行上述分組時，對於預先測量出的以外也分配到組(例如所有批號的十分之九)。
(3)是從資料庫中提取通過上述(2)判斷的組的最佳的係數組的階段，被選擇的係數組應用於該「攝影透鏡+攝影元件」的組。這時，不逐一求出對各「攝影透鏡+攝影元件」的組的最佳係數組。由此，可以縮短第一例所需的運算時間，可以廉價地實現大量生產。
(4)與第一例的(3)相同。
《關於與第三例的復原係數取得裝置70C對應的攝影系統的製造方法》
敘述製造由攝影透鏡、攝影元件、信號處理電路構成的點像校正光學系統的第三較佳方法，但是作為其定位設想了廉價地生產大量的數位相機的情況。在其製造程序中需要進行：
(1)構建用於復原處理的係數(復原係數)組的資料庫，
(2)點像測量、判斷畫面內均勻性，
(3)從資料庫中提取提供最佳的復原處理的係數組，
(4)部分修改該係數組，
(5)記錄被修改的係數組。
更詳細地說明各功能。
(1)(2)(3)與第二例的(1)(2)(3)相同。
(4)是部分修改提取出的係數組的過程。係數組成為某個數值的排列，但是對僅修改其一部分的「攝影透鏡+攝影元件」加以需要的修改。與將所有係數組最佳化的第一例不同，僅修改係數的一部分，所以時間上較短即可。
(5)是記錄所修改的已校正的係數組的階段，由此構成「攝影透鏡+攝影元件+記錄介質」的組。
如上那樣，通過本發明的攝影系統的製造方法所製造的攝影系統可以容易地提高對投影到受光面上的光學像進行拍攝而得到的圖像數據的品質。
[關於攝影透鏡的透鏡結構及作用]
接著，對用於上述攝影系統100及200的實施例一的攝影系統的結構及作用具體地進行說明。用於實施例一的攝影系統的後述的攝影透鏡10A等成為攝影透鏡10的實施例。
而且，如後所述，攝影透鏡10從被攝體側(物側)依次包括：由至少一片透鏡構成的、具有正的光焦度的第一透鏡組G-1，由至少一片透鏡構成的、具有負的光焦度的第二透鏡組G-2,以及由至少一片透鏡構成的、位於最靠近像側的透鏡具有正的光焦度的第三透鏡組G-3。
《關於實施例一的攝影系統》
圖16是表示實施例一的由三片單透鏡構成的攝影透鏡10A的簡要結構的剖面圖，圖17(a)～(d)是在橫軸表示通過攝影透鏡10A投影有被攝體的像的受光面的光軸方向(Z軸方向)的散焦量Ud(μm)、縱軸表示MTF特性的值(%)的坐標上，表示在相對於攝影透鏡使受光面散焦時投影到該受光面上的光學像的MTF特性的值(%)的變化的圖。這裡，受光面21A的散焦範圍是400μm。
更詳細地，圖17(a)～(d)是表示在固定被攝體相對於攝影透鏡10A的位置的狀態下使受光面21A散焦時的、與投影為各種像高的光學像有關的MTF特性的值(%)的變化的圖。圖17(a)是表示20根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化的圖，圖17(b)是表示30根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化的圖，圖17(c)是表示40根/mm空間頻率的MTF特性的值的變化的圖、圖17(d)是表示50根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化的圖。
而且，圖17所示的表示散焦量的橫軸Ud的值增大的方向(Ud的值接近400μm的方向)表示攝影透鏡和受光面分開的方向，值減小的方向(Ud的值接近0的方向)表示受光面和攝影透鏡接近的方向。
如圖16所示，攝影透鏡10A沿著光軸C(Z軸)從被攝體側(圖中箭頭-Z方向側)依次排列有孔徑光闌Sat、對應於第一透鏡組G-1的第1單透鏡La1、對應於第二透鏡組G-2的第2單透鏡La2、對應於第三透鏡組G-3的第3單透鏡La3、光學部件GLa1。而且，圖16所示的透鏡面R1、R3、R5分別表示各單透鏡La1～La3的入射側的面，透鏡面R2、R4、R6分別表示各單透鏡La1～La3的出射側的面。通過攝影透鏡10A將被攝體的光學像投影到受光面21A上。
而且，在受光面21A的被攝體側，根據攝影系統的結構較佳地配置蓋玻璃、低通濾光片或紅外線截止濾光片等，在圖16中示出配置設想這些的呈平行平板形狀的不具有光焦度的光學部件GLa1的例子。此外，孔徑光闌Sat不表示形狀或大小而表示光軸Z上的位置。
此外，在圖16中，從軸上光線Ja1到以最大視場角入射的軸外光線Ja7，從像高低的一側依次示出七個光線Ja1、Ja2、Ja3、Ja4、Ja5、Ja6、Ja7。
而且，圖17(a)中記載的7條MTF曲線Mta20表示在7個光線投影到受光面21A上的各位置處的20根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化。圖17(b)中記載的7條MTF曲線Mta30表示在與上述相同的各位置處的30根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化，圖17(c)中記載的7條MTF曲線Mta40也表示與上述相同的各位置處的40根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化，圖17(d)中記載的7條MTF曲線Mta50也表示在與上述相同的各位置處的50根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化。
此外，在圖16所示的構成例子中，示出在第三單透鏡La3和受光面21A之間配置光學部件GLa1的例子，但是在各透鏡之間也可以配置低通濾光片或截止特定波段的各種濾光片。或者，可以在從第一單透鏡La1到第三單透鏡La3的任意透鏡的透鏡面上施以具有與各種濾光片同樣的作用的表面處理(塗敷)。
該攝影透鏡10A從物側依次包括：具有正的光焦度的第一透鏡組G-1即單透鏡La1；具有負的光焦度的第二透鏡組G-2即單透鏡La2；及具有正的光焦度的第三透鏡組G-3即單透鏡La3；對應於第三透鏡組G-3的單透鏡La3的位於像側的透鏡面R6具有軸外曲點Qa。
而且，如上所述，曲點是透鏡面上的點，該點的切平面與光軸C(Z軸)垂直的情況下，將該點稱為曲點。而且，將透鏡面上的與光軸相交的點以外的曲點稱為軸外曲點。
就該攝影透鏡10A而言，第三透鏡組的位於最靠近像側的透鏡面R6是在該透鏡面R6的中心部向像側呈凹面而在周邊部向像側呈凸面的透鏡面。而且，該透鏡面R6滿足下述條件式(1)。
0.5H<h<H......(1)
其中，
H：透鏡面R6的有效半徑
h：從透鏡面R6的軸外曲點Qa到光軸的距離。
此外，從透鏡面R6的軸外曲點Qa到光軸的距離h還稱為切平面相對於非球面頂點的切平面(與光軸垂直的平面)的傾斜度成為0的非球面上的點距光軸的高度。
而且，關於該攝影透鏡10A的第三透鏡組G-3的位於最靠近像側的透鏡即單透鏡La3，物側的透鏡面R5在該透鏡面R5的中心向物側呈凸面，在周邊部向物側呈凹面。
另外，構成第一透鏡組G-1的單透鏡La1是凸面朝向物側的彎月形狀，構成第二透鏡組G-2的單透鏡La2是凸面朝向像側的彎月形狀。
以下，對實施例一的攝影透鏡10A的設計數據進行說明。
表1示出透鏡數據及各種數據，表2示出各非球面上的非球面式的各係數，表3示出攝影透鏡10A的簡要規格。
[表3] 實施例一　F值3.5/焦距3.847mm三片結構
如表1的透鏡數據的下方所示，攝影透鏡10A的焦距f是3.847mm，F值是3.5。
在表1的透鏡數據中，面號碼表示以最靠近被攝體側的透鏡面為第1個、隨著朝向像側依次增加的第i個(i=1、2、3、...)的面號碼。而且，表1還包含孔徑光闌Sat和光學部件GLa1記載，還記載了光學部件GLa1的面號碼(i=7、8)。
表1的Ri表示第i個(i=1、2、3、...)的面的近軸曲率半徑，Di表示第i(i=1、2、3、...)個面和第i+1個面的光軸Z上的面間隔。表1的Ri與圖16的符號Ri(i=1、2、3、...)對應。
表1的Ndj表示以最靠近被攝體側的光學因素為第1個、隨著朝向像側依次增加的第j個(j=1、2、3、...)的光學因素對d線(波長587.6nm)的折射率，ν dj表示第j個光學因素對d線的阿貝數。在表1中，近軸曲率半徑及面間隔的單位是mm，就近軸曲率半徑而言在被攝體側(物側)為凸的情況設為正、在像側為凸的情況設為負。
在表1的透鏡數據中，非球面在面號碼附加*記號。各非球面由下述非球面式定義。
[數學式1]
Z：非球面深度(從高度Y的非球面上的點下垂到與非球面頂點相切的垂直於光軸的平面的垂線的長度)
Y：高度(從光軸的距離)
R：近軸曲率半徑
K、Ai：非球面係數(i=3～20)
表2表示非球面式中的各非球面的各係數K、A3、A4、A5...的值。
構成攝影透鏡10A的各單透鏡La1～La3都是入射側及出射側的透鏡面兩者同時呈非球面形狀。
此外，在表3中示出實施例一的攝影系統中的點像的有效區域的最大直徑Dmax、與點像的有效區域的最大直徑Dmax對應的像素數量(像素區域的數量)Ngs、最短攝影距離Sk、焦點深度Sd的關係。
而且，表3中的「h：H/2」的欄的「h」表示從光軸到透鏡面R6的軸外曲點的距離。此外，「H/2」示出透鏡面R6的有效半徑H的1/2的大小(0.5H的大小)。這裡，可知透鏡面R6滿足「0.5H<h<H」的條件式(1)。
此外，表3中的像素數量Ngs按受光面上的像素區域的每個像素節距Pg(2.2μm、1.85μm、1.4μm)示出與點像的有效區域的最大直徑對應的像素區域的數量。這裡，像素數量Ngs的值根據像素數量Ngs=最大直徑Dmax/像素節距Pg的式被求出。
上述點像的有效區域的最大直徑Dmax是該點像的有效區域包含最多的像素的方向上的點像的有效區域的直徑，像素節距Pg是上述方向上的像素區域(受光像素)的節距。
最短攝影距離Sk是將攝影透鏡供於實用時的推薦值，表示從能夠以期望的解析度將被攝體的像投影到受光面上的攝影透鏡到被攝體的最短距離。該最短距離由攝影透鏡的最靠近被攝體側(物側)的透鏡面(這裡是透鏡面R1)到被攝體為止的距離(攝影距離)表示。
該最短攝影距離被包含在可獲得對投影到受光面的光學像進行拍攝而得到的圖像數據的品質通過復原處理得以提高的效果的攝影距離的範圍內。
而且，在實施例一的攝影系統中，可獲得圖像數據的品質通過復原處理得以提高的效果的攝影距離的範圍，是攝影距離0到∞(無限遠)的範圍，是可拍攝被攝體的整個範圍。
焦點深度Sd示出在固定被攝體對攝影透鏡的位置的狀態下使受光面散焦時，能夠以規定以上的解析度將被攝體的像投影到受光面上的散焦的範圍。該焦點深度Sd是在預定位置固定受光面對攝影透鏡的位置的狀態下，被考慮為某種程度上與能夠以預定解析度將被攝體投影到受光面上的攝影距離的範圍對應的值。即，若焦點深度Sd的值增大，則可認為以預定解析度將被攝體投影到受光面上的攝影距離的範圍也擴大。
根據表3可知，實施例一的攝影系統構成為：在投影到受光面21A上的點像的有效區域是9μm以上、且構成受光面21A的受光像素的像素節距是2.2μm以下時，點像的有效區域的最大直徑涉及3像素(4.1像素)以上。
此外，最短攝影距離Sk的值在設點像的有效區域的最大直徑Dmax為9μm時是16f(大約61.5mm)。
攝影透鏡10A的焦點深度Sd的值在設點像的有效區域的最大直徑Dmax為9μm時是300μm。
關於與實施例一的攝影系統有關的MTF特性的值，在使受光面21A與攝影透鏡10A最接近時、即在圖17(a)~(d)中散焦量Ud的值為0時，空間頻率20~50Line/mm(也稱根/mm)的所有MTF特性的值為正。
此外，將受光面21A遠離攝影透鏡10A時、即在圖17(a)~(d)中設散焦量的值為300μm時，空間頻率20~50Line/mm的所有MTF特性的值為正。
即，在散焦量的值為0~300μm的範圍內時，空間頻率在20~50Line/mm的所有MTF特性的值為正。
在散焦量的值是300μm到400μm的範圍時，空間頻率在30～50Line/mm的MTF特性的值從0%反轉並產生偽分辨。用圖中箭頭Gik表示產生偽分辨的範圍。
這裡，在與投影到受光面上的被攝體的像有關的MTF特性的值大於0%時，拍攝該像得到的圖像數據可以說持有有光學意義的信息，所以該圖像數據成為具有實施復原處理而可以提高解析度的可能性的數據。但是，與投影到受光面上的被攝體的像有關的MTF特性的值為0%或從0%折反而產生偽分辨時，拍攝該像得到的圖像數據不持有有光學意義的信息，因此，即使對這種圖像數據實施復原處理，也不能提高圖像數據的品質(圖像數據表示的圖像的解析度)。
根據上述事實，若採用該攝影系統，在固定受光面21A和攝影透鏡10A的位置關係的預定的狀態下，使攝影距離變化到16f～∞的範圍時，能夠使通過將被攝體投影到受光面21A上而成的像的MTF特性成為始終比0%大的值(可以使其不產生偽分辨)。
即，在攝影距離為16～∞的範圍，可以使投影到受光面21A上的被攝體的像成為有意義的像。
而且，在0～∞的範圍內改變攝影距離時，投影到該受光面21A上的點像的有效區域成為受光面21A上的3像素以上的大小，所以可以透過對該範圍存在的被攝體進行拍攝得到的圖像數據實施復原處理來提高圖像的解析度。
即，通過實施例一的攝影系統對投影到受光面21A上的包含攝影距離在16f～∞的範圍的各種被攝體的像進行拍攝得到的圖像數據可以說滿足用於實施復原處理的前提條件(提高解析度的條件)。
而且，通過將投影到受光面21A上的點像的大小變動抑制為較少，可以更容易執行復原處理。即，例如，即使投影到受光面上的像包含置於互不相同的各種攝影距離的被攝體，若構成各被攝體的像的點像的模糊狀態相同，則對於表示置於任何位置的被攝體的圖像數據來說，也可以不變更參數而執行復原處理。由此，可以減輕進行復原處理的運算的信號處理部的負擔。
另一方面，在以始終利用相同的參數執行復原處理為前提的情況下，若投影到受光面上的構成位於互不相同的各種攝影距離的被攝體的像的點像的模糊狀態相同，則透過實施復原處理，從而對表示位於任何位置的被攝體的圖像數據也可以將表示其被攝體的圖像的解析度同樣地提高。即，透過復原處理的實施，可以關於圖像整體均勻地提高圖像的解析度。
這樣，透過實施增大攝影透鏡10A的焦點深度的設計，從而由對透過攝影透鏡10A投影到受光面21A上的包含攝影距離位於16f～∞的範圍的各種被攝體的像進行拍攝得到的圖像數據所表示的圖像整體的解析度可以利用復原處理得到提高。
此外，根據如上那樣設計的攝影透鏡10A，可以減少入射到受光面21A的光相對於該受光面21A的入射角，即，可以得到焦闌性良好的攝影透鏡。
《關於在實施例一說明的攝影透鏡的像差》
圖18是表示與攝影透鏡10A有關的像差的圖，在圖13中分別從上依次按照球面像差(也稱球差)、非點像差(也稱像散)、畸變像差(歪曲像差)(也稱畸變)、倍率色像差的順序示出在實施例一說明的攝影透鏡的各像差圖。
在像差圖中，示出以e線(波長546.07nm)為基準波長的像差，但是在球面像差圖及倍率色像差圖中還表示關於F線(波長486.1nm)、C線(波長656.3nm)的像差。畸變像差的圖利用整個系統的焦距f、半視場角θ(變數處理、0≦θ≦ω)，設理想像高為f×tanθ，表示與它的偏差量。
《關於比較例的攝影系統》
下面，作為比較例說明手機用照相機等的現有的攝影透鏡。
圖19是表示比較例的由4片單透鏡構成的攝影透鏡的簡要結構的剖面圖，圖20(a)～(d)是在橫軸表示受光面的光軸方向(Z軸方向)的散焦量Ud(μm)、縱軸表示MTF特性的值(%)的坐標上，表示相對於攝影透鏡使受光面散焦時投影到該受光面上的光學像的MTF特性的值(%)的變化的圖。這裡，受光面的散焦範圍是400μm。
此外，表示MTF特性的圖20(a)～(d)對應於表示與的攝影透鏡10A有關的MTF特性的圖17(a)～(d)等。
如圖19所示，比較例的攝影透鏡10H沿著光軸C(Z軸)從被攝體側(圖中箭頭-Z方向側)依次分別排列有第1單透鏡Lh1、第2單透鏡Lh2、第3單透鏡Lh3、第4單透鏡Lh4、及光學部件GLh1。具有這4片單透鏡的攝影透鏡10H被設計得景深變深。
通過攝影透鏡10H將被攝體的光學像投影到受光面21H上。
而且，光學部件GLh1是由平行平板構成的不具有光焦度的光學部件。
此外，在圖20(a)~(d)中，從軸上光線Jh1到以最大視場角入射的軸外光線Jh5，從像高低的一側依次示出5個光線Jh1、Jh2、Jh3、Jh4、Jh5。
而且，圖20(a)中記載的5條MTF曲線Mth20表示5個光線投影到受光面21H上的各位置處的20根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化。圖20(b)中記或的5條MTF曲線Mth30表示與上述相同的各位置處的30根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化，圖20(c)中記載的5條MTF曲線Mth40也表示與上述相同的各位置處的40根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化，圖20(d)中記載的5條MTF曲線Mth50也表示與上述相同的各位置處的50根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化。
與上述比較例的攝影系統有關的MTF特性的值，在使受光面與攝影透鏡接近時，即，針對在圖20(a)~(d)中散焦量的值大約從0到120μm的範圍，關於空間頻率30~50Line/mm的MTF特性成為其值從0%反轉並產生偽分辨的狀態。用圖中箭頭Gik表示產生偽分辨的範圍。
此外，將受光面遠離攝影透鏡時，即，針對在圖20(a)~(d)中散焦量的值涉及280μm到400μm的範圍，關於空間頻率30~50Line/mm的MTF特性成為其值從0%反轉並產生偽分辨的狀態。用圖中箭頭Gik表示產生偽分辨的範圍。
這裡，散焦量Ud的值在120μm和280μm之間(焦點深度的範圍)時，MTF特性的值為正，各空間頻率的MTF特性的值的變動幅度成為85%(50Line/mm)、90%(40Line/m m)、70%(30Line/mm)、45%(20Line/mm)左右。
如上所述，根據比較例的攝影系統，則僅在比較窄的散焦範圍(大約160μm的範圍)，MTF特性的值成為正，MTF特性的值的變動量大。
關於MTF特性的值從0%反轉的散焦的範圍(用圖中箭頭Gik表示)，點像是被偽分辨的像，得不到有效區域3像素以上的可特定的具有光學意義的像。
即，僅在非常限定的攝影距離的範圍，MTF特性的值為正，且可以使投影到受光面上的被攝體的像形成有意義的像。此外，投影到受光面上的點像的大小的變動量較大。
此外，該比較例的攝影系統不是構成為在0～∞的範圍改變攝影距離時投影到受光面上的點像的有效區域為該受光面上的3像素以上的大小，因此，通過這種攝影系統得到的圖像數據不滿足用於實施復原處理的前提條件(提高解析度的條件)。
從而，即使對拍攝通過比較例的攝影系統投影到受光面21H上的被攝體的像而得到的圖像數據實施復原處理，也不能得到提高表示該被攝體的圖像的解析度的效果。
圖21是表示搭載了包括攝影系統的車載設備的汽車的圖。
如圖21所示，具備本發明的攝影系統的車載設備502～504可以搭載於汽車501等上使用。該汽車501包括用於拍攝副駕駛席側的側面的死角範圍的車外照相機即車載設備502、用於拍攝汽車1的後側的死角範圍的車外照相機即車載設備503、及安裝在內視鏡的背面而用於拍攝與駕駛員相同的視野範圍的車內照相機即車載設備504。
圖22是表示包括攝影系統的便攜終端設備即手機的圖。
如圖所示，該手機510在手機的殼體511中配置有攝影系統512。
圖23是表示包括攝影系統的醫療設備即內視鏡裝置的圖。
如圖所示，觀察生物組織525的該內視鏡裝置520在內視鏡裝置520的前端部521配置有用於拍攝用照明光La照亮的生物組織525的攝影系統522。
這樣，如上所述的具備攝影系統的本發明的攝影裝置、便攜終端設備、車載設備、及醫療設備能夠與從過去已知的攝影裝置、便攜終端設備、車載設備、及醫療設備所具備的現有攝影系統容易地進行更換。即，從過去已知的攝影裝置、便攜終端設備、車載設備、及醫療設備的裝置尺寸或形狀等不變更，將這些裝置具有的現有攝影系統更換為本發明的攝影系統，可以構成本申請發明的攝影裝置、便攜終端設備、車載設備、及醫療設備。
而且，在上述實施例中，示出以各種條件限定攝影透鏡的例子，但是本發明的攝影系統所使用的攝影透鏡可以採用從物側依次具備由至少一片透鏡構成的具有正的光焦度的第一透鏡組、由至少一片透鏡構成的具有負的光焦度的第二透鏡組、及由至少一片透鏡構成的位於最靠近像側的透鏡具有正的光焦度的第三透鏡組的攝影透鏡，不限定構成各組的透鏡片數或形狀等。例如，可以由多片透鏡構成各組。
100,100’,100”,200,200’,200”,200A,200B,512,522．．．攝影系統
70,70A,70B,70C．．．復原係數取得裝置
10,10A,10H．．．攝影透鏡
20．．．攝影元件
21,21A,21H．．．受光面
30．．．係數儲存部
40,40’．．．信號處理部
72．．．理想點像儲存部
73．．．點像模糊狀態取得部
74．．．點像直徑取得部
76．．．判斷部
78A,78B,78C．．．復原係數取得部
79．．．候補係數儲存部
G1．．．第一圖像數據
G2．．．第二圖像數據
F．．．復原處理
P1,P1’,P2,P2’．．．點像
K．．．復原係數
Dk．．．係數數據
Te．．．信號
Dm．．．直徑數據
K1,K2．．．復原係數的候補
K1’．．．已校正的復原係數
Db．．．模糊點像狀態數據
Dr．．．設計數據、理想點像狀態數據
R1,R1’,R2,R2’．．．有效區域
H1,H2．．．光強分佈
Ep1,Ep2．．．峰值強度
Rg,Rg’．．．各像素區域
M1,M1’,M2,M2’．．．最大直徑
501．．．汽車
502,503．．．車外照相機
504．．．車內照相機
510．．．行動電話
511．．．殼體
525．．．生物組織
520．．．內視鏡裝置
521．．．前端部
La．．．照明光
C．．．光軸
Sat．．．孔徑光闌
G-1．．．第一透鏡組
G-2．．．第二透鏡組
GLa1,GLh1．．．光學部件
La1,Lh1．．．第一單透鏡
La2,Lh2．．．第二單透鏡
La3,Lh3．．．第三單透鏡
Lh4．．．第四單透鏡
R1．．．單透鏡La1入射側的面
R3．．．單透鏡La2入射側的面
R2．．．單透鏡La1射出側的面
R5．．．單透鏡La3入射側的面
R6．．．單透鏡La3射出側的面
R4．．．單透鏡La2射出側的面
Ja1~Ja7,Jh1~Jh5．．．光線
Qa．．．軸外曲點
H．．．第三透鏡組中的位於最靠近像側的透鏡面的有效半徑
h．．．第三透鏡組中的位於最靠近像側的透鏡面的從軸外曲點到光軸的距離
圖1是表示本發明的攝影系統的簡要結構的方塊圖。
圖2(a)是表示點像的光強分佈的圖，(b)是表示投影到受光面的點像的圖。
圖3(a)是在第一圖像數據表示的圖像中所示的點像的圖像的圖，(b)是在第二圖像數據表示的圖像中所示的點像的圖像的圖。
圖4(a)是表示在攝影透鏡的解析度高時會投影到受光面上的點像的光強分佈的圖，(b)是在攝影透鏡的解析度高時會投影到受光面的點像的圖。
圖5是表示在沿光軸方向移動物點時投影到受光面上的該物點的光學像即點像的有效區域的最大直徑的變化的圖。
圖6是表示在沿光軸方向移動物點時投影到受光面上的該物點的光學像有關的MTF特性的值(%)的變化的圖。
圖7是表示第二例的復原係數取得裝置的圖。
圖8是表示第三例的復原係數取得裝置的圖。
圖9是表示在內部具備復原係數取得裝置的攝影系統的圖。
圖10是表示在信號處理部的內部具備復原係數取得裝置的攝影系統的圖。
圖11是表示本發明的攝影系統的簡要結構及攝影系統的製造方法的方塊圖。
圖12是表示第二例的復原係數取得裝置的圖。
圖13是表示第三例的復原係數取得裝置的圖。
圖14是表示具備復原係數取得裝置的攝影系統的圖。
圖15是表示在信號處理部具備復原係數取得裝置及係數儲存部的攝影系統的圖。
圖16是表示配置在實施例一的攝影系統的攝影透鏡的簡要結構的剖面圖。
圖17是表示使受光面散焦時的MTF特性的值的變化的圖，(a)是表示20根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化的圖，(b)是表示30根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化的圖，(c)是表示40根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化的圖，(d)是表示50根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化的圖。
圖18是表示關於實施例一的攝影透鏡的像差的圖。
圖19是表示配置在比較例的攝影系統中的攝影透鏡的簡要結構的剖面圖。
圖20是表示使受光面散焦時的MTF特性的值的變化的圖，(a)是表示20根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化的圖，(b)是表示30根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化的圖，(c)是表示40根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化的圖，(d)是表示50根/mm的空間頻率的MTF特性的值的變化的圖。
圖21是表示搭載了具備攝影系統的車載設備的汽車的圖。
圖22是表示具備攝影系統的便攜終端設備即手機的圖。
圖23是表示具備攝影系統的醫療設備即內視鏡裝置的圖。
100．．．攝影系統
10．．．攝影透鏡
20．．．攝影元件
21．．．受光面
30．．．係數儲存部
40．．．信號處理部
72．．．理想點像儲存部
73．．．點像模糊狀態取得部
70A．．．復原係數取得裝置
78A．．．復原係數取得部
G1．．．第一圖像數據
G2．．．第二圖像數據
F．．．復原處理
K．．．復原係數
P1．．．點像
Dk．．．係數數據
Db．．．模糊點像狀態數據
Dr．．．設計數據、理想點像狀態數據

Claims (26)

  1. 一種攝影系統，其包括：攝影透鏡；攝影元件，包括二維狀排列多個受光像素而構成的受光面，拍攝通過該攝影透鏡投影到該受光面上的被攝體的光學像而輸出表示該被攝體的第一圖像數據；及信號處理單元，利用與該第一圖像數據表示的點像的狀態對應的復原係數執行復原處理，對該第一圖像數據實施在該攝影透鏡的解析度高時生成與從該攝影元件輸出的該第一圖像數據同等的第二圖像數據的該復原處理；該攝影透鏡從物側依次包括：包括至少一片透鏡且具有正的光焦度的第一透鏡組，包括至少一片透鏡且具有負的光焦度的第二透鏡組，以及包括至少一片透鏡且位於最靠近像側的透鏡具有正的光焦度的第三透鏡組；該攝影透鏡和攝影元件構成為：對於從X、Y、Z方向的任意位置通過該攝影透鏡投影到該受光面上的點像，也使得該點像的有效區域的最大直徑成為該受光像素的3像素以上的大小。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之攝影系統，其中，該攝影透鏡構成為：對於從離開該攝影透鏡的焦距的10倍以上的X、Y、Z方向的任意位置通過該攝影透鏡投影到該受光面上的被攝體的光學像，也使得與該光學像有關的MTF特性的值成為正。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之攝影系統，其中，該信號處理單元將由受光面上的縱向3像素以上及橫向3像素以上構成的合計9像素以上的像素區域作為最小單位進行該復原處理。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之攝影系統，其中，該信號處理單元將包含投影到該受光面上的點像的有效區域的全部的最小像素區域作為最小單位並執行該復原處理。
  5. 一種攝影系統，其中，包括：攝影透鏡；攝影元件，包括二維狀排列多個受光像素而構成的受光面，拍攝通過該攝影透鏡投影到該受光面上的被攝體的光學像而輸出表示該被攝體的第一圖像數據；係數儲存單元，在通過該攝影透鏡投影到該受光面上的點像的有效區域的最大直徑是3像素以上的大小時，對與由從該攝影元件輸出的第一圖像數據表示的該點像的狀態對應的復原係數進行儲存；及信號處理單元，利用該復原係數對該第一圖像數據實施在該攝影透鏡的解析度高時生成與從該攝影元件輸出的第一圖像數據同等的第二圖像數據的復原處理；該信號處理單元將由該受光面上的縱向3像素以上及橫向3像素以上構成的合計9像素以上的像素區域作為最小單位進行該復原處理；該攝影透鏡從物側依次包括：包括至少一片透鏡且具有正的光焦度的第一透鏡組，包括至少一片透鏡且具有負 的光焦度的第二透鏡組，以及包括至少一片透鏡且位於最靠近像側的透鏡具有正的光焦度的第三透鏡組。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之攝影系統，其中，該係數儲存單元按每個攝影系統儲存對該攝影系統單獨求出的復原係數。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之攝影系統，其中，該係數儲存單元儲存從分為多個種類的點像的各狀態對應的各復原係數的候補中按照該第一圖像數據表示的點像的狀態所選擇出的復原係數。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之攝影系統，其中，該係數儲存單元儲存有：從與分為多個種類的該點像的各狀態對應的多種復原係數的候補中按照該第一圖像數據表示的該點像的狀態所選擇出的復原係數進一步根據點像的狀態進行了校正的已校正的復原係數。
  9. 如申請專利範圍第5項至第8項中任一項所述之攝影系統，其中，還包括取得該復原係數並儲存在該係數儲存單元的復原係數取得單元。
  10. 一種攝影系統，其包括：攝影透鏡；攝影元件，包括二維狀排列多個受光像素而構成的受光面，拍攝通過該攝影透鏡投影到該受光面上的被攝體的光學像而輸出表示該被攝體的第一圖像數據；係數儲存單元，在通過該攝影透鏡投影到該受光面上的點像的有效區域的最大直徑是3像素以上的大小時，對與 由從該攝影元件輸出的第一圖像數據表示的該點像的狀態對應的復原係數進行儲存；及信號處理單元，利用該復原係數對該第一圖像數據實施在該攝影透鏡的解析度高時生成與從該攝影元件輸出的第一圖像數據同等的第二圖像數據的復原處理；該信號處理單元將包含投影到該受光面上的點像的有效區域的全部的最小像素區域作為最小單位並執行該復原處理；該攝影透鏡從物側依次包括：包括至少一片透鏡且具有正的光焦度的第一透鏡組，包括至少一片透鏡且具有負的光焦度的第二透鏡組，以及包括至少一片透鏡且位於最靠近像側的透鏡具有正的光焦度的第三透鏡組。
  11. 如申請專利範圍第1項至第8項、第10項中任一項所述之攝影系統，其中，該信號處理單元進行該復原處理，使得在該第二圖像數據表示的圖像中的該點像的有效區域的大小小於在該第一圖像數據表示的圖像中的點像的有效區域的大小。
  12. 如申請專利範圍第1項至第8項、第10項中任一項所述之攝影系統，其中，該第三透鏡組中的位於最靠近像側的透鏡面具有軸外曲點。
  13. 如申請專利範圍第1項至第8項、第10項中任一項所述之攝影系統，其中，該第三透鏡組中的位於最靠近像側的透鏡面是在該透鏡面的中心部向像側呈凹面並在周邊部向像側呈凸面的透鏡面。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之攝影系統，其中，該第三透鏡組中的位於最靠近像側的透鏡的透鏡面滿足下述條件式(1)：0.5H<h<H......(1)，其中，H是第三透鏡組中的位於最靠近像側的透鏡面的有效半徑，h是第三透鏡組中的位於最靠近像側的透鏡面的從軸外曲點到光軸的距離。
  15. 如申請專利範圍第1項至第8項、第10項中任一項所述之攝影系統，其中，該第三透鏡組中的位於最靠近像側的透鏡的物側的透鏡面，是在該透鏡面的中心部向物側呈凸面並在周邊部向物側呈凹面的透鏡面。
  16. 如申請專利範圍第1項第8項、第10項中任一項所述之攝影系統，其中，該攝影透鏡由三片單透鏡構成。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之攝影系統，其中，該第一透鏡組的單透鏡是凸面朝向物側的彎月形狀，該第二透鏡組的單透鏡是凸面朝向像側的彎月形狀。
  18. 一種攝影裝置，其包括如申請專利範圍第1項至第17項中任一項所述之攝影系統。
  19. 一種便攜終端設備，其包括如申請專利範圍第1項至第17項中任一項所述之攝影系統。
  20. 一種車載設備，其包括如申請專利範圍第1項至第17項中任一項所述之攝影系統。
  21. 一種醫療設備，其包括如申請專利範圍第1項至第17項中任一項所述之攝影系統。
  22. 一種攝影系統，其中，包括：攝影透鏡；攝影元件，包括二維狀排列多個受光像素而構成的受光面，拍攝通過該攝影透鏡投影到該受光面上的被攝體的光學像而輸出表示該被攝體的第一圖像數據；係數儲存單元，在通過該攝影透鏡投影到該受光面上的點像的有效區域的最大直徑是3像素以上的大小時，儲存了與由從該攝影元件輸出的第一圖像數據表示的該點像的狀態對應的復原係數；及信號處理單元，利用該復原係數對該第一圖像數據實施在該攝影透鏡的解析度高時生成與從該攝影元件輸出的第一圖像數據同等的第二圖像數據的復原處理；該信號處理單元將由該受光面上的縱向3像素以上及橫向3像素以上構成的合計9像素以上的像素區域作為最小單位進行該復原處理；該攝影透鏡從物側依次包括：包括至少一片透鏡且具有正的光焦度的第一透鏡組，包括至少一片透鏡且具有負的光焦度的第二透鏡組，以及包括至少一片透鏡且位於最靠近像側的透鏡具有正的光焦度的第三透鏡組。
  23. 一種攝影系統的製造方法，是如申請專利範圍第22項所述之攝影系統的製造方法，其中，通過該攝影透鏡將點像投影到該攝影元件的受光面上，在該係數儲存單元中 儲存與由從該攝影元件輸出的第一圖像數據表示的該點像的狀態對應的復原係數，來製造已儲存復原係數的攝影系統。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之攝影系統的製造方法，其中，該復原係數是按每個攝影系統對該攝影系統單獨求出的。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之攝影系統的製造方法，其中，該復原係數是從與分為多個種類的點像的各狀態對應的各復原係數的候補中根據該第一圖像數據表示的點像的狀態所選擇的。
  26. 如申請專利範圍第23項所述之攝影系統的製造方法，其中，該復原係數是從與分為多個種類的該點像的各狀態對應的多種復原係數的候補中按照該第一圖像數據表示的該點像的狀態所選擇出的復原係數進一步根據點像的狀態進行了校正的復原係數。
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