摄像系统及其制造方法、和具备该摄像系统的摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种摄像系统，其使对投影在受光面的光学像进行拍摄而得到的图像数据的质量得以提高。准备由摄像透镜（１０）和摄像元件（２０）构成的摄像系统，该摄像系统对于从任意的位置通过摄像透镜（１０）投影到受光面（２１）上的点像（Ｐ１），也使得点像（Ｐ１）的有效区域的最大直径成为涉及受光像素的３像素以上的大小。信号处理部（４０）对从摄像元件（２０）输出的第１图像数据实施生成与在摄像透镜（１０）的分辨率高时从摄像元件（２０）输出的第１图像数据同等的第２图像数据的复原处理。摄像透镜从物侧依次具有：由至少１片透镜构成的、具有正的光焦度的第１透镜组；由至少１片透镜构成的、具有负的光焦度的第２透镜组；以及由至少１片透镜构成的、位于最靠近像侧的透镜具有负的光焦度的第３透镜组。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用复原处理等提高拍摄被摄体的光学像得到的图像数 据的质量的摄像系统、摄像系统的制造方法、以及具备该摄像系统的摄 像装置、便携终端设备、车载设备及医疗设备。
技术介绍
众所周知，利用具有二维状配置多个受光像素而构成的受光面的CCD元件或CMOS元件等的摄像元件拍摄通过摄像透镜成像在受光面上的 被摄体的光学像的摄像系统。此外，作为这种摄像系统的一例，已知在电路基板上直接安装具有 设计成景深变深的摄像透镜的摄像系统而构成的车载用照相机或手机用 照相机等(参照专利文献1)。这种直接安装在电路基板上的摄像系统 的大小被限制，所以将装置尺寸设计为较小。而且，还已知搭载增大摄像元件的受光像素数量并且提高摄像透镜 的分辨率的摄像系统而构成的高性能的车载用照相机或手机用照相机。 在搭载于这种能得到分辨率高的图像的高性能的车载用照相机或手机用 照相机的摄像系统中，已知具有摄像透镜的分辨率接近衍射极限的性能 的摄像系统。专利文献1:(日本)特开20Q7 — 147951号公报 但是，对利用这种摄像系统得到的图像要求进一步提高分辨率。 要提高由摄像系统得到的图像的分辨率，需要增大受光像素的数量 的同时提高摄像透镜的分辨率。即，例如提高排列在摄像元件的受光面 上的受光像素的像素密度的同时，提高摄像透镜的分辨率使得通过摄像透镜投影到该受光面上的点像收敛于1个受光像素的范围内，从而可以 提高利用摄像系统得到的图像的分辨率。这里，随着近年来技术的提高，能够比较容易实现不增大装置尺寸 而提高构成摄像元件的受光像素的像素密度。另一方面，提高摄像透镜的分辨率非常困难。即，为了不用增大摄 像透镜的尺寸或使景深变浅而提高该摄像透镜的分辨率，需要抑制构成 摄像透镜的各透镜的形状误差或组装误差等。但是，有时这种摄像透镜 的分辨率己经提高到接近衍射极限，存在进一步提高制作精度(加工、 组装、调节精度等)来提高分辨率非常困难的问题。但是，在制造具有这种可形成分辨率高的图像的摄像透镜的摄像系 统中，由于制造的困难性而难以提高合格率。即，由于不能生成可形成 具有预定分辨率的图像的图像数据，因此有可能产生很多从制造生产线 拆下而返回到再调节或再组装的摄像系统。并且，就从制造生产线拆下 的摄像系统而言，通过确定其原因且施以修正，从而得到再生以生成可 形成预定分辨率的图像的图像数据。但是，从摄像系统输出的图像数据表示的图像的分辨率降低的原因 有很多，例如考虑构成摄像透镜的各透镜的形状误差(透镜的表面形状 误差、厚度误差、偏心误差)、摄像透镜的组装、调节误差(透镜的偏 移误差、倾斜误差、透镜之间的空气间隔误差)、摄像元件对摄像透镜 的定位误差等的各种原因。因此，存在以下问题，即，为了通过确定分 辨率的降低原因并进行再调节或再组装，再生以能够生成可形成预定分 辨率的图像的高质量的图像数据的摄像系统，而庞大的费用产生。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，提供可以提高拍摄投 影到受面上的光学像而得到的图像数据的质量的摄像系统、摄像系统的 制造方法、以及具有该摄像系统的摄像装置、便携终端设备、车载设备 及医疗设备。本专利技术的第1方式的摄像系统，其特征在于，具有摄像透镜；摄 像元件，具有二维状排列多个受光像素而构成的受光面，拍摄通过摄像 透镜投影到受光面上的被摄体的光学像而输出表示该被摄体的第1图像 数据；及信号处理单元，对第1图像数据实施生成与在摄像透镜的分辨 率高时从摄像元件输出的第1图像数据同等的第2图像数据的复原处 理；摄像透镜从物侧依次具有包括至少1片透镜且具有正的光焦度的 第1透镜组，包括至少1片透镜且具有负的光焦度的第2透镜组，以及 包括至少1片透镜且位于最靠近像侧的透镜具有正的光焦度的第3透镜 组；摄像透镜和摄像元件构成为对于从X、 Y、 Z方向的任意位置通过 该摄像透镜投影到受光面上的点像，也使得该点像的有效区域的最大直 径成为涉及受光像素的3像素以上的大小。上述摄像透镜可以构成为对于从相距该摄像透镜的焦距的10倍以 上的X、 Y、 Z方向的任意位置通过该摄像透镜投影到受光面上的被摄体 的光学像，也使得与该光学像有关的MTF特性的值成为正。上述信号处理单元可以将由受光面上的纵向3像素以上及横向3像 素以上构成的涉及合计9像素以上的像素区域作为最小单位进行复原处 理；或将包含投影到受光面上的点像的全部有效区域的最小像素区域作 为最小单位执行复原处理。上述信号处理单元可以执行复原处理，使得表示第2图像数据所示 的图像中的点像的有效区域的大小小于表示第1图像数据所示的图像中 的点像的有效区域的大小。上述信号处理单元利用与第1图像数据表示的点像的状态对应的复 原系数来执行上述复原处理。上述复原系数可以是按每个摄像系统对该摄像系统单独求出的；或 者是从与分为多个种类的点像的各状态对应的各复原系数的候补中根据 第1图像数据表示的点像的状态所选择的；或者可以是从与分为多个种 类的该点像的各状态对应的多种复原系数的候补中根据第1图像数据表示的点像的状态所选择出的复原系数进一步根据点像的状态进行了校正 的复原系数。上述摄像系统还可以具有取得复原系数的复原系数取得单元。 本专利技术的第2方式的摄像系统，其特征在于，具有摄像透镜；摄 像元件，具有二维状排列多个受光像素而构成的受光面，拍摄通过摄像 透镜投影到上述受光面上的被摄体的光学像而输出表示该被摄体的第1 图像数据；系数存储单元，在通过上述摄像透镜投影到受光面上的点像 的有效区域的最大直径是涉及3像素以上的大小时，对与由从摄像元件 输出的第1图像数据表示的点像的状态对应的复原系数进行存储；及信 号处理单元，利用存储在系数存储单元的复原系数对从摄像元件输出的 第1图像数据实施生成与在摄像透镜的分辨率高时从摄像元件输出的第 1图像数据同等的第2图像数据的复原处理；信号处理单元将由受光面 上的纵向3像素以上及横向3像素以上构成的涉及合计9像素以上的像 素区域作为最小单位进行复原处理；摄像透镜从物侧依次具有包括至 少1片透镜且具有正的光焦度的第1透镜组，包括至少1片透镜且具有 负的光焦度的第2透镜组，以及包括至少1片透镜且位于最靠近像侧的 透镜具有正的光焦度的第3透镜组。上述系数存储单元可以按每个摄像系统存储对该摄像系统单独求出 的复原系数。此外，上述系数存储单元可以存储从与分为多个种类的点像的各状 态对应的各复原系数的候补中根据第1图像数据表示的点像的状态所选 择出的复原系数。而且，上述系数存储单元可以存储从与分为多个种类的该点像的各 状态对应的多种复原系数的候补中根据第1图像数据表示的该点像的状 态所选择出的复原系数进一步根据点像的状态进行了校正的已校正的复 原系数。上述摄像系统可以作为具备取得复原系数并存储在系数存储单元的 复原系数取得单元。上述信号处理单元可以将包含投影到受光面上的点像的全部有效区 域的最小像素区域作为最小单位执行复原处理。上述信号处理单元优选进行复原处理，使得第2图像数据表示的图 像中的点像的有效区域的大小小于第1图像数据表示的图像中的点像的 有效区域的大小。在上述第1方式及第2方式的摄像系统中，上述第3透镜组中的位 于最靠近像侧的透镜面可以具有轴外曲点，或可以在该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像系统，其特征在于，具有：　摄像透镜；　摄像元件，具有二维状排列多个受光像素而构成的受光面，拍摄通过上述摄像透镜投影到上述受光面上的被摄体的光学像而输出表示该被摄体的第１图像数据；及　信号处理单元，对上述第１图像数据 实施在上述摄像透镜的分辨率高时生成与从上述摄像元件输出的上述第１图像数据同等的第２图像数据的复原处理；　上述摄像透镜从物侧依次具有：包括至少１片透镜且具有正的光焦度的第１透镜组，包括至少１片透镜且具有负的光焦度的第２透镜组，以及包括至 少１片透镜且位于最靠近像侧的透镜具有正的光焦度的第３透镜组；　上述摄像透镜和摄像元件构成为：对于从Ｘ、Ｙ、Ｚ方向的任意位置通过上述摄像透镜投影到上述受光面上的点像，也使得该点像的有效区域的最大直径成为涉及上述受光像素的３像素以上的大小 。

【技术特征摘要】
JP 2007-12-7 2007-316926;JP 2007-12-7 2007-3169271. 一种摄像系统，其特征在于，具有摄像透镜；摄像元件，具有二维状排列多个受光像素而构成的受光面，拍摄通过上述摄像透镜投影到上述受光面上的被摄体的光学像而输出表示该被摄体的第1图像数据；及信号处理单元，对上述第1图像数据实施在上述摄像透镜的分辨率高时生成与从上述摄像元件输出的上述第1图像数据同等的第2图像数据的复原处理；上述摄像透镜从物侧依次具有包括至少1片透镜且具有正的光焦度的第1透镜组，包括至少1片透镜且具有负的光焦度的第2透镜组，以及包括至少1片透镜且位于最靠近像侧的透镜具有正的光焦度的第3透镜组；上述摄像透镜和摄像元件构成为对于从X、Y、Z方向的任意位置通过上述摄像透镜投影到上述受光面上的点像，也使得该点像的有效区域的最大直径成为涉及上述受光像素的3像素以上的大小。2. 如权利要求1所述的摄像系统，其特征在于，上述摄像透镜构成为对于从离开该摄像透镜的焦距的IO倍以上的X、 Y、 Z方向的任意位置通过上述摄像透镜投影到上述受光面上的被摄体的光学像，也使得与该光学像有关的MTF特性的值成为正。3. 如权利要求1或2所述的摄像系统，其特征在于，上述信号处理单元将由受光面上的纵向3像素以上及横向3像素以上构成的涉及合计9像素以上的像素区域作为最小单位进行上述复原处理。4. 如权利要求1至3中的任一项所述的摄像系统，其特征在于，上述信号处理单元利用与上述第1图像数据表示的点像的状态对应的复元系数执行上述复原处理。5. —种摄像系统，其特征在于，具有摄像透镜；摄像元件，具有二维状排列多个受光像素而构成的受光面，拍摄通 过上述摄像透镜投影到上述受光面上的被摄体的光学像而输出表示该被摄体的第1图像数据；系数存储单元，在通过上述摄像透镜投影到上述受光面上的点像的 有效区域的最大直径是涉及3像素以上的大小时，对与由从上述摄像元 件输出的第1图像数据表示的上述点像的状态对应的复原系数进行存 储；及信号处理单元，利用上述复原系数对上述第1图像数据实施在上述 摄像透镜的分辨率高时生成与从上述摄像元件输出的第1图像数据同等 的第2图像数据的复原处理；上述信号处理单元将由上述受光面上的纵向3像素以上及横向3像 素以上构成的涉及合计9像素以上的像素区域作为最小单位进行上述复 原处理；上述摄像透镜从物侧依次具有包括至少1片透镜且具有正的光焦 度的第1透镜组，包括至少1片透镜且具有负的光焦度的第2透镜组， 以及包括至少1片透镜且位于最靠近像侧的透镜具有正的光焦度的第3 透镜组。6. 如权利要求4或5所述的摄像系统，其特征在于，上述系数存储单元按每个摄像系统存储对该摄像系统单独求出的复原系数。7. 如权利要求4或5所述的摄像系统，其特征在于，上述系数存储 单元存储从分为多个种类的点像的各状态对应的各复原系数的候补中按 照上述第1图像数据表示的点像的状态所选择出的复原系数。8. 如权利要求4或5所述的摄像系统，其特征在于，上述系数存储 单元存储有从与分为多个种类的该点像的各状态对应的多种复原系数 的候补中按照上述第1图像数据表示的该点像的状态所选择出的复原系 数进一步根据点像的状态进行了校正的已校正的复原系数。9. 如权利要求4至8中的任一项所述的摄像系统，其特征在于，还具有取得上述复原系数并存储在上述系数存储单元的复原系数取得单 元。10. 如权利要求1至9中的任一项所述的摄像系统，其特征在于， 上述信号处理单元将包含投影到上述受光面上的点像的有效区域的全部 的最小像素区域作为最小单位并执行上述复原处理。11. 如权利要求1至10中的任一项所述的摄像系统，其特征在于， 上述信号处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：米山一也，佐藤贤一，
申请(专利权)人：富士能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]