(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像レンズと、
多数の受光画素を２次元状に配列してなる受光面を有し、前記撮像レンズを通して前記受光面上に投影された被写体の光学像を撮像して該被写体を表す第１の画像データを出力する撮像素子と、
前記第１の画像データに対し、前記撮像レンズの解像力が高いときに前記撮像素子から出力される前記第１の画像データと同等の第２の画像データを生成するような復元処理を施す信号処理手段とを備え、
前記撮像レンズが、物体側から順に、少なくとも１枚のレンズからなる正のパワーを持つ第１のレンズ群と、少なくとも１枚のレンズからなる正のパワーを持つ第２のレンズ群とを有するものであり、
前記撮像レンズと撮像素子とが、前記撮像レンズの光軸方向、前記受光面に対して平行な方向のいずれの位置から前記撮像レンズを通して前記受光面上へ投影された点像についても該点像の有効領域の最大径が前記受光画素の３画素以上に亘る大きさとなるように構成されたものであり、かつ、前記撮像レンズが、該撮像レンズの焦点距離の１０倍以上離れた、前記撮像レンズの光軸方向、前記受光面に対して平行な方向のいずれの位置から前記撮像レンズを通して前記受光面上へ投影された被写体の光学像についても該光学像に関するＭＴＦ特性の値が正となるように構成されたものであることを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
前記信号処理手段が、受光面上における縦方向３画素以上および横方向３画素以上からなる合計９画素以上に亘る画素領域を最小単位として前記復元処理を行うものであることを特徴とする請求項１記載の撮像システム。
【請求項３】
前記信号処理手段が、前記受光面上に投影された点像の有効領域の全てを含む最小の画素領域を最小単位として前記復元処理を実行するものであることを特徴とする請求項１または２記載の撮像システム。
【請求項４】
前記信号処理手段が、前記第１の画像データの表す画像中の点像の有効領域を表す大きさよりも、前記第２の画像データの表す画像中における前記点像の有効領域を表す大きさの方を小さくするように前記復元処理を実行するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の撮像システム。
【請求項５】
前記信号処理手段が、前記第１の画像データの表す点像の状態に応じた復元係数を用いて前記復元処理を実行するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の撮像システム。
【請求項６】
前記復元係数が、各撮像システム毎に、該撮像システムに対して個別に求められるものであることを特徴とする請求項５記載の撮像システム。
【請求項７】
前記復元係数が、複数種類に分類された点像の状態それぞれに対応する各復元係数の候補のうち、前記第１の画像データの表す点像の状態に応じて選択されたものであることを特徴とする請求項５記載の撮像システム。
【請求項８】
前記復元係数が、複数種類に分類された点像の状態それぞれに対応する複数種類の復元係数の候補のうち、前記第１の画像データの表す点像の状態に応じて選択された復元係数を、該点像の状態に応じてさらに補正してなるものであることを特徴とする請求項５記載の撮像システム。
【請求項９】
前記復元係数を取得する復元係数取得手段をさらに備えたことを特徴とする請求項５から８のいずれか１項記載の撮像システム。
【請求項１０】
前記撮像レンズが２枚の単レンズからなるものであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の撮像システム。
【請求項１１】
前記第１のレンズ群の単レンズが物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなすものであり、前記第２のレンズ群の単レンズが物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなすものであることを特徴とする請求項１０記載の撮像システム。
【請求項１２】
前記第１のレンズ群の単レンズが、該単レンズの両面が凸形状をなすものであり、前記第２のレンズ群の単レンズが像側に凸面を向けたメニスカス形状をなすものであることを特徴とする請求項１０記載の撮像システム。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項記載の撮像システムを備えた撮像装置。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか１項記載の撮像システムを備えた携帯端末機器。
【請求項１５】
請求項１から１２のいずれか１項記載の撮像システムを備えた車載機器。
【請求項１６】
請求項１から１２のいずれか１項記載の撮像システムを備えた医療機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の光学像を撮像して得られる画像データの品質を、復元処理を用いて向上させる撮像システム、並びにこの撮像システムを備えた撮像装置、携帯端末機器、車載機器、および医療機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多数の受光画素を２次元状に配置してなる受光面を有するＣＣＤ素子やＣＭＯＳ素子等の撮像素子を用い、撮像レンズを通して受光面上に結像させた被写体の光学像を撮像する撮像システムが知られている。
【０００３】
また、このような撮像システムの１例として、被写界深度が深くなるように設計した撮像レンズを有する撮像システムを回路基板上に直接取り付けてなる車載用カメラや携帯電話用カメラが知られている（特許文献１参照）。このような、回路基板に直接取り付けられる撮像システムは大きさが制限されるため、装置サイズを小さくするように設計されている。
【０００４】
さらに、高性能の車載用カメラや携帯電話用カメラに搭載される撮像システムには、撮像レンズの解像力が回折限界に近い性能を持つものも知られている。
【特許文献１】特開２００７−１４７９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような撮像システムを用いて得られる画像について、さらなる解像度の向上が求められている。
【０００６】
撮像システムによって得られる画像の解像度を向上させるには、受光画素の数を増大させるとともに、撮像レンズの解像力を高める必要がある。すなわち、例えば、撮像素子の受光面上に配列されている受光画素の画素密度を高くするとともに、撮像レンズを通してその受光面上に投影される点像が１つの受光画素の範囲内に収まるように撮像レンズの解像力を高めることによって、撮像システムを用いて得られる画像の解像度を向上させることができる。
【０００７】
ここで、撮像素子を構成する受光画素の画素密度を装置サイズを大きくすることなく高めることは近年の技術の向上により比較的容易に実現可能である。
【０００８】
一方、撮像レンズの解像力を向上させることは極めて難しい。すなわち、撮像レンズのサイズを大きくしたり、被写界深度を浅くすることなくこの撮像レンズの解像度を向上させるには、撮像レンズを構成する各レンズの形状誤差や組立誤差等を抑える必要がある。しかしながら、このような撮像レンズは既に回折限界に近いところまで解像力が高められていることもあり、製作精度（加工・組立・調整精度等）をさらに高めて解像力を向上させることが非常に難しいという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、受光面に投影される光学像を撮像して得られる画像データの品質を向上させることができる撮像システム、並びにこの撮像システムを備えた撮像装置、携帯端末機器、車載機器、および医療機器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の撮像システムは、撮像レンズと、多数の受光画素を２次元状に配列してなる受光面を有し、撮像レンズを通して受光面上に投影された被写体の光学像を撮像してこの被写体を表す第１の画像データを出力する撮像素子と、第１の画像データに対し、撮像レンズの解像力が高いときに撮像素子から出力される第１の画像データと同等の第２の画像データを生成するような復元処理を施す信号処理手段とを備え、撮像レンズが、物体側から順に、少なくとも１枚のレンズからなる正のパワーを持つ第１のレンズ群と、少なくとも１枚のレンズからなる正のパワーを持つ第２のレンズ群とを有するものであり、撮像レンズと撮像素子とが、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向のいずれの位置からこの撮像レンズを通して受光面上へ投影された点像についてもその点像の有効領域の最大径が受光画素の３画素以上に亘る大きさとなるように構成されたものであることを特徴とするものである。
【００１１】
前記撮像レンズは、この撮像レンズの焦点距離の１０倍以上離れたＸ，Ｙ，Ｚ方向のいずれの位置からその撮像レンズを通して受光面上へ投影された被写体の光学像についてもこの光学像に関するＭＴＦ特性の値が正となるように構成されたものとすることができる。
【００１２】
前記信号処理手段は、受光面上における縦方向３画素以上および横方向３画素以上からなる合計９画素以上に亘る画素領域を最小単位として復元処理を行うものとしたり、受光面上に投影された点像の有効領域の全てを含む最小の画素領域を最小単位として復元処理を実行するものとしたりすることができる。
【００１３】
前記信号処理手段は、第１の画像データの表す画像中の点像の有効領域を表す大きさよりも、第２の画像データの表す画像中における前記点像の有効領域を表す大きさの方を小さくするように復元処理を実行するものとすることができる。
【００１４】
前記信号処理手段は、第１の画像データの表す点像の状態に応じた復元係数を用いて前記復元処理を実行するものとすることもできる。
【００１５】
前記復元係数は、各撮像システム毎に、その撮像システムに対して個別に求められるものとしたり、複数種類に分類された点像の状態それぞれに対応する各復元係数の候補のうち、第１の画像データの表す点像の状態に応じて選択されたものとしたり、あるいは、複数種類に分類された点像の状態それぞれに対応する複数種類の復元係数の候補のうち、第１の画像データの表す点像の状態に応じて選択された復元係数を、この点像の状態に応じてさらに補正してなるものとすることができる。
【００１６】
前記撮像システムは、復元係数を取得する復元係数取得手段をさらに備えたものとすることができる。
【００１７】
前記撮像レンズは２枚の単レンズからなるものとすることができる。
【００１８】
前記第１のレンズ群に対応する単レンズを物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなすものとし、前記第２のレンズ群に対応する単レンズを物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなすものとすることができる。
【００１９】
前記第１のレンズ群に対応する単レンズを、この単レンズの両面が凸形状をなすものとし、第２のレンズ群に対応する単レンズを像側に凸面を向けたメニスカス形状をなすものとすることができる。
【００２０】
本発明の撮像装置は、前記撮像システムを備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の携帯端末機器は、前記撮像システムを備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の車載機器は、前記撮像システムを備えたことを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の医療機器は、前記撮像システムを備えたことを特徴とするものである。
【００２４】
前記受光面上へ投影される点像の有効領域の最大径は、受光面上へ投影される点像の有効領域が最も多くの受光画素を含む方向におけるこの有効領域の径とすることができ、前記「点像の有効領域の最大径が３画素以上に亘る大きさとなるような構成」は、「点像の有効領域が最も多くの受光画素を含む方向において、この有効領域が受光画素の３画素以上に亘る大きさとなるような構成」とすることができる。
【００２５】
前記「点像の有効領域」は、点像を表す光強度分布におけるピーク強度の１／ｅ２（約１３．５％）以上の光強度を有する領域を意味するものである。
【００２６】
また、前記「復元処理」には、特開２０００-１２３１６８号公報、段落０００２〜００１６に紹介されている画像復元処理等を採用することができる。なお、復元処理の実施においては、後述する非特許文献〔鷲沢嘉一・山下幸彦著、題名「Kernel Wiener Filter」、2003 Workshop on Information-Based Induction Sciences、(IBIS2003)、Kyoto, Japan, Nov 11 -12, 2003〕の技術等を適用することができる。
【００２７】
また、前記「撮像レンズの焦点距離の１０倍以上離れた位置」は、「撮像レンズを構成するレンズ面のうち最も被写体側（物体側）の面とこの撮像レンズの光軸とが交わる位置を基準位置とし、この基準位置から、その撮像レンズの光軸方向（Ｚ軸方向）に沿って焦点距離の１０倍以上被写体の側へ離れた位置」を意味する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の撮像システムは、撮像レンズを物体側から順に、少なくとも１枚のレンズからなる正のパワーを持つ第１のレンズ群と、少なくとも１枚のレンズからなる正のパワーを持つ第２のレンズ群とを有するものとし、撮像レンズと撮像素子とを、いずれの位置から撮像レンズを通して受光面上へ投影された点像についてもこの点像の有効領域の最大径が受光画素の３画素以上に亘る大きさとなるように構成されたものとし、撮像素子から出力された第１の画像データに対し、この撮像レンズの解像力が高いときに撮像素子から出力される第１の画像データと同等の第２の画像データを生成するような復元処理を施すようにしたので、受光面に投影される光学像を撮像して得られる画像データの品質を容易に向上させることができる。
【００２９】
すなわち、本発明の撮像システムでは、解像力の低い撮像レンズを用いて、この撮像レンズよりも高い解像力を持つ撮像レンズを通して投影された光学像を撮像して得られる画像と同等の画像を得ることができる。例えば、撮像レンズを通して投影される点像の有効領域が受光面上における縦方向３画素および横方向３画素の合計９画素に亘るものとする。そして、この合計９画素に亘る点像を撮像して撮像素子から出力される第１の画像データに対し、例えば点像の有効領域が受光面上の１画素の領域内に収まるようなときに撮像素子から出力される第１の画像データ（すなわち、撮像レンズの解像力が高いときに撮像素子から出力される第１の画像データ）と同等の第２の画像データを生成するような復元処理を施すようにしたので、第１の画像データの表す画像の解像度よりも高い解像度で同じ画像を表す第２の画像データを得ることができる。
【００３０】
さらに、この撮像システムでは、いずれの位置から撮像レンズを通して受光面上へ投影された光学像についても上記復元処理を実施することができるので、第１の画像データの表す画像全体の解像度を向上させることができる。すなわち、第２の画像データの表す画像中のいずれの領域の解像度も、第１の画像データの表す画像の解像度より高くすることができる。
【００３１】
これにより、従来のように、撮像システムの製作精度（加工・組立・調整精度等）を高めて撮像レンズの解像力を向上させる等の場合に比して、画像データの品質をより容易に向上させることができる。
【００３２】
また、撮像レンズを、この撮像レンズの焦点距離の１０倍以上離れたＸ，Ｙ，Ｚ方向のいずれの位置からその撮像レンズを通して受光面上へ投影された被写体の光学像についてもこの光学像に関するＭＴＦ特性の値が正となるように構成されたものとすれば、撮像レンズの焦点距離の１０倍以上離れた位置の被写体を表す第１の画像データについてその品質をより確実に向上させることができる。
【００３３】
また、信号処理手段を、受光面上における縦方向３画素以上および横方向３画素以上からなる合計９画素以上に亘る画素領域を最小単位として前記復元処理を行うものとすれば、復元処理をより確実に実施することができる。
【００３４】
さらに、信号処理手段を、受光面上に投影された点像の有効領域の全てを含む最小の画素領域を最小単位として復元処理を実行するものとすれば、復元処理における演算量の増大を抑制することができ復元処理を効率良く実施することができる。
【００３５】
また、信号処理手段を、第１の画像データの表す画像中の点像の有効領域を表す大きさよりも、第２の画像データの表す画像中における上記点像の有効領域を表す大きさの方を小さくするように復元処理を実行すれば、画像データの品質をより確実に向上させることができる。
【００３６】
ここで、信号処理手段を、第１の画像データの表す画像における点像の状態（以後、点像のボケ状態ともいう）に応じた復元係数を用いて復元処理を実行するものとすれば、上記点像のボケ状態をより正確に補正してなる第２の画像データを得ることができるので、画像データの品質をより確実に向上させることができる。
【００３７】
なお、「点像の状態」を「点像のボケ状態」ともいう理由は、撮像レンズを通して受光面上に投影される点像、およびこの点像を撮像して得られる第１の画像データの表す点像は、レンズ収差の影響等によりその点像に対応する物点となる被写体に比して多少なりとも画質が劣化しているからである。すなわち、例えば被写体が解像力チャートであるとすると、撮像レンズを通して受光面上に投影される解像力チャートの像、およびこの解像力チャートの像を撮像して得られる第１の画像データの表す解像力チャートの画像の解像度は、被写体となる解像力チャートの解像度よりも低下したものとなる。なお、この「点像の状態」あるいは「点像のボケ状態」は主に点像の解像度の劣化状態を示すものである。
【００３８】
また、復元係数を、各撮像システム毎に、その撮像システムに対して個別に求められるものとすれば、より正確に、画像データの品質を向上できる復元係数を求めることができる。
【００３９】
また、復元係数を、複数種類に分類された点像のボケ状態それぞれに対応する各復元係数の候補のうち、第１の画像データの表す点像のボケ状態に応じて選択されたものとすれば、各撮像システム毎に復元係数を個別に求める場合に比してより容易に復元係数を取得することができる。
【００４０】
なお、復元係数を、複数種類に分類された点像のボケ状態それぞれに対応する複数種類の復元係数の候補のうち、第１の画像データの表す点像のボケ状態に応じて選択された復元係数を、その点像のボケ状態に応じてさらに補正してなるものとすれば、各撮像システム毎に復元係数を個別に求める場合に比して、復元係数を求める際の精度低下を抑制しつつこの復元係数をより容易に取得することができる。
【００４１】
また、撮像システムを、復元係数を取得する復元係数取得手段が備えられたものとすれば、より確実に復元係数を取得することができる。
【００４２】
なお、撮像レンズを２枚の単レンズのみからなるものとして、第１のレンズ群の単レンズを物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなすものとし、第２のレンズ群の単レンズを物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなすものとすれば、被写体を表す第１の画像データの品質をより確実に高めることができる。
【００４３】
また、第１のレンズ群の単レンズを、この単レンズの両面が凸形状をなすものとし、第２のレンズ群の単レンズを像側に凸面を向けたメニスカス形状をなすものとすれば、撮像レンズのテレセントリック性をより確実に向上させることができる。
【００４４】
本発明の撮像装置、携帯端末機器、車載機器、医療機器それぞれは、前記撮像システムを備えているので、上記のように、受光面に投影された光学像を撮像して得られる画像データの品質を容易に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の撮像システムの概略構成を示すブロック図である。
【００４６】
＜撮像システムの構成について＞
以下、撮像システムの構成について説明する。
【００４７】
図１に示す本発明の撮像システム１００は、撮像レンズ１０と、多数の受光画素を２次元状に配列してなる受光面２１を有する撮像素子２０であって、撮像レンズ１０を通して受光面２１上に投影された被写体の光学像Ｐ１を撮像してこの被写体を表す第１の画像データＧ１を出力する撮像素子２０と、第１の画像データＧ１に対し、撮像レンズ１０の解像力が高いときに撮像素子２０から出力される第１の画像データＧ１と同等の第２の画像データＧ２を生成するような復元処理を施す信号処理部４０とを備えている。
【００４８】
撮像レンズ１０は、被写体側（物体側）から順に、少なくとも１枚のレンズからなる正のパワーを持つ第１のレンズ群と、少なくとも１枚のレンズからなる正のパワーを持つ第２のレンズ群とを有するものである。
【００４９】
撮像レンズ１０と撮像素子２０とは、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向のいずれの位置から撮像レンズ１０を通して受光面２１上へ投影された点像（Ｐ１）についてもこの点像（Ｐ１）の有効領域の最大径が受光画素の３画素以上に亘る大きさとなるように構成されたものである。
【００５０】
ここでは、受光面２１上へ投影された点像の有効領域の最大径は、受光面２１上へ投影された点像Ｐ１の有効領域が最も多くの受光画素を含む方向におけるこの点像Ｐ１の有効領域の径とする。
【００５１】
なお、図１中に矢印Ｚで示す方向は撮像レンズ１０の光軸方向であり、矢印Ｘ，Ｙで示す方向が受光面２１に対して平行な方向である。
【００５２】
撮像システム１００の外部には、撮像素子２０から出力された第１の画像データＧ１で表される点像Ｐ１のボケ状態に応じた復元係数Ｋを取得する復元係数取得装置７０Ａが設けられている。上記信号処理部４０は、復元係数取得装置７０Ａが取得した復元係数Ｋを用いて復元処理Ｆを実施する。
【００５３】
ここでは、撮像システム１００は、復元係数取得装置７０Ａが取得した復元係数Ｋを記憶せしめられる係数記憶部３０を備えたものとするが、この係数記憶部３０は信号処理部４０に内蔵されたものであってもよい。さらに、係数記憶部３０は、必ずしも撮像システム１００に備える必要はない。
【００５４】
上記復元係数取得装置７０Ａは、撮像レンズ１０を含む光学系に全く誤差がないときの点像に関する設計データ、もしくはそれを上回る理想点像状態に関する理想点像状態データのいずれかであるデータＤｒを予め記憶させた理想点像記憶部７２と、撮像素子２０から出力された第１の画像データＧ１で表される点像Ｐ１のボケ状態を示すボケ点像状態データＤｂを取得するための点像ボケ状態取得部７３と、この点像ボケ状態取得部７３で得られた上記点像Ｐ１のボケ状態を表すボケ点像状態データＤｂ、および理想点像記憶部７２に記憶された設計データまたは理想点像状態データであるデータＤｒを入力し両者を用いた演算により上記第１の画像データＧ１の表す点像Ｐ１のボケ状態に応じた復元係数Ｋを示す係数データＤｋを取得して、この係数データＤｋの表す復元係数Ｋを係数記憶部３０に記憶させる復元係数取得部７８Ａとを備えている。
【００５５】
なお、本発明の撮像システムに用いられる撮像レンズは、必ずしもこの撮像レンズを通して受光面上に光学像が正しく「結像される」ものに限らず、撮像レンズを通して受光面上に光学像が正しく「結像されない」ものであっても採用できるので、本発明においては撮像レンズを通して受光面上に光学像が「投影される」ものとして説明する。「結像されない」状態とは、いわゆるボケた像と解釈されるが、例えば製造誤差に起因して本来の点像よりも広がった点像を生成される状態や、設計的な制約条件（光学系の大きさやコスト）から設計値自体が本来得たい点像よりも大きい点像しか提供できないような状況も含む。
【００５６】
また、主に点像の解像度の劣化状態を示すボケ点像状態データＤｂは、例えば、点像Ｐ１の有効領域の大きさや点像Ｐ１の受光面上における輝度分布（画像中における濃度分布）等を表すものとすることができる。
【００５７】
＜撮像システムの作用について＞
次に、上記撮像システムの作用について説明する。
【００５８】
はじめに、復元係数取得装置により復元係数を求めてこの復元係数を係数記憶部に記憶させる場合の１例について説明する。
【００５９】
撮像レンズ１０を通して受光面２１上へ投影された被写体の光学像を撮像素子２０により撮像し、撮像素子２０から出力された上記被写体を表す第１の画像データＧ１が点像ボケ状態取得部７３へ入力される。
【００６０】
第１の画像データＧ１が入力された点像ボケ状態取得部７３は、第１の画像データＧ１の表す点像のボケ状態を解析しその解析結果を示すボケ点像状態データＤｂを出力する。
【００６１】
復元係数取得部７８Ａは、点像ボケ状態取得部７３から出力されたボケ点像状態データＤｂ、および予め理想点像記憶部７２に記憶された上記設計データまたは理想点像状態データであるデータＤｒを入力し両者を用いた演算により上記点像Ｐ１のボケ状態に応じた復元係数Ｋを取得し、この復元係数Ｋを示す係数データＤｋを出力する。
【００６２】
復元係数取得部７８Ａから出力された復元係数Ｋを示す係数データＤｋは係数記憶部３０に入力されてこの係数記憶部３０に係数データＤｋの表す復元係数Ｋが記憶される。
【００６３】
なお、点像ボケ状態取得部７３の機能を実現する例としては、後述するＤｘＯ Ｌａｂｓ社（フランス）製のＤｘＯアナライザが挙げられる。このＤｘＯアナライザによれば、撮像素子２０から出力された第１の画像データＧ１を解析することにより受光面２１上へ投影された点像Ｐ１のボケ状態を求めることができる。
【００６４】
＜復元処理について＞
次に、係数記憶部３０に記憶された復元係数Ｋを用い、撮像素子２０から出力された第１の画像データに対し復元処理Ｆを実行して、第１の画像データの表す画像よりも解像度の高い画像を表す第２の画像データを取得する場合について説明する。なお、以下の説明においては、主に、点像を表す第１の画像データに対して復元処理Ｆを施す場合について説明する。
【００６５】
図２（ａ）は、縦軸に光強度Ｅ、横軸に受光面上におけるＸ方向の位置を示す座標上に点像の光強度分布を示す図である。図２（ｂ）は、縦軸に受光面上のＹ方向の位置、横軸に受光面上のＸ方向の位置を示す座標上に、受光面を構成する受光画素の各画素領域（図中符号Ｒｇで示す）とこの受光面に投影された点像とを示す図、図３（ａ）は第１の画像データの表す画像中に表示される点像の画像を示す図、図３（ｂ）は第２の画像データの表す画像中に表示される点像の画像を示す図である。なお、図３（ａ）と図３（ｂ）それぞれに示す画像中の画素領域（図中符号Ｒｇ′で示す）それぞれの大きさは互に一致する。なお、受光面２１を構成する受光画素の各画素領域Ｒｇと、第１の画像データＧ１や第２の画像データＧ２が表す画像中の画素領域Ｒｇ′とが互いに対応する領域となる。
【００６６】
また、図４（ａ）は、縦軸に光強度Ｅ、横軸に受光面上におけるＸ方向の位置を示す座標上に、撮像レンズ１０の解像力が高いときに受光面２１上に投影されるであろう点像の光強度分布を示す図である。また、これは光学系如何にかかわらず理想的な点像状態を表すものと考えて良い。図４（ｂ）は、縦軸に受光面上のＹ方向の位置、横軸に受光面上のＸ方向の位置を示す座標上に、受光面を構成する受光画素の各画素領域（図中符号Ｒｇで示す）および撮像レンズ１０の解像力が高いときに受光面２１上に投影されるであろう点像Ｐ２を示す図である。
【００６７】
撮像レンズ１０を通して受光面２１上に投影された光学像である点像Ｐ１の有効領域Ｒ１の最大径Ｍ１は、図２（ｂ）に示すように、受光面２１を構成する受光画素の連続する３画素に亘る大きさである。また、その有効領域Ｒ１は、受光面２１上における縦方向３画素および横方向３画素からなる合計９画素に亘る領域である。すなわち、有効領域Ｒ１は、受光面２１を構成する受光画素の９画素分（３画素×３画素）を占める領域である。
【００６８】
また、図２（ａ）に示すように、点像Ｐ１の有効領域Ｒ１は、点像Ｐ１を表す光強度分布Ｈ１におけるピーク強度Ｅｐ１の１／ｅ２以上の光強度を有する領域である。
【００６９】
上記受光面２１上に投影された点像Ｐ１は撮像素子２０により撮像され、この点像Ｐ１を表す第１の画像データＧ１が撮像素子２０から出力される。
【００７０】
図３（ａ）に示すように、この第１の画像データＧ１が表す画像Ｚｇ１中に表示される上記点像Ｐ１に対応する画像Ｐ１′は、相変わらずその有効領域Ｒ１′が画像中において９画素分（３画素×３画素）に亘るものとして表示される。
【００７１】
次に、この画像データＧ１を入力した信号処理部４０が、第１の画像データＧ１に対し復元係数Ｋ１を用いた復元処理Ｆを実行して第２の画像データＧ２を得る。
【００７２】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第１の画像データＧ１が表す点像の画像Ｐ１′に対応する第２の画像データＧ２が表す画像Ｚｇ２中の点像の画像Ｐ２′は、その画像Ｐ２′の有効領域Ｒ２´が上記第１の画像データＧ１の表す画像Ｚｇ１中の点像の画像Ｐ１′の有効領域Ｒ１′に比して小さくなる。したがって、画像Ｚｇ２中に表される点像の画像Ｐ２′の最大径Ｍ２′（画素領域Ｒｇ′の３画素分の領域）も画像Ｚｇ１中に表される点像の画像Ｐ１′の最大径Ｍ１′（画素領域Ｒｇ′の１画素分の領域）より小さくなる。
【００７３】
すなわち、この図３（ｂ）に示す第２の画像データＧ２の表す点像の画像Ｐ２′と、撮像レンズ１０の解像力が高いときに受光面２１上に投影されるであろう点像Ｐ２（図４参照）を撮像した撮像素子２０から出力される第１の画像データによって表される点像の画像とは同等の画像となる。
【００７４】
より具体的には、撮像レンズ１０を通して受光面２１上に投影された有効領域Ｒ１が９画素分に亘る点像Ｐ１（図２（ａ）、（ｂ）参照）を撮像した撮像素子２０から出力される第１の画像データＧ１に対して上記復元係数Ｋを用いた復元処理Ｆを施して得られる第２の画像データＧ２の表す点像の画像Ｐ２′（図３（ｂ）参照）と、撮像レンズ１０の解像力を高くしたときに受光面２１上に投影されると予想される点像Ｐ２（有効領域Ｒ２の最大径Ｍ２が１つの画素領域Ｒｇに含まれる、図４（ａ）、（ｂ）参照）を撮像した撮像素子２０から出力される第１の画像データＧ１の表す点像の画像とは同等の画像となる。
【００７５】
なお、図４（ａ）、（ｂ）に示す受光面２１上の１つの画素領域Ｒｇに含まれる点像Ｐ２の有効領域Ｒ２は、上記点像Ｐ１の場合と同様に、点像Ｐ２を表す光強度分布Ｈ２におけるピーク強度Ｅｐ２の１／ｅ２以上の光強度を有する領域である。ここで、点像Ｐ２の有効領域Ｒ２は１つの画素領域Ｒｇに含まれる大きさである。
【００７６】
このように、第１の画像データに復元処理を施して得られた第２の画像データの表す画像の解像度は、第１の画像データの表す画像の解像度よりも高くすることができる。
【００７７】
また、この復元処理Ｆにより、撮像レンズ１０の被写界深度を拡大したときに得られる画像と同様の画像を得ることができるので、上記復元処理は、実質的に撮像レンズ１０の被写界深度を拡大するものともいえる。
【００７８】
なお、信号処理部４０による、第１の画像データＧ１の表す点像Ｐ１の状態に応じた復元係数Ｋを用いた復元処理Ｆには、上述の特開２０００-１２３１６８号公報、段落０００２〜００１６に紹介されている画像復元処理等を採用することができる。
【００７９】
上記説明では点像を撮像する場合について説明したが、撮像レンズ１０を通して受光面２１上に投影される被写体の光学像は、被写体を表す点像の集まりであると考えられるので、撮像する被写体がどのようなものであっても、上記第１の画像データに復元処理を施してこの第１の画像データの表す画像よりも高い解像度で画像を表す第２の画像データを生成することができる。
【００８０】
＜撮像系の性能について＞
次に、上記撮像システム１００に用いられる撮像レンズ１０と撮像素子２０とから構成される撮像系の性能について説明する。
【００８１】
図５は、横軸に撮像レンズから物点までの光軸方向の距離Ｕを対数目盛り（ｍ）で示し、縦軸に受光面上に連続して並ぶ画素領域の数（Ｎ）に対応させた長さを示す座標上に、物点を光軸方向に移動させたときに受光面上に投影されるこの物点に対応する点像の有効領域の最大径の変化を模式的に示す図である。
【００８２】
ここでは、物点を、撮像レンズに略接する近点の位置（約０．０１ｍまで接近した位置）から撮像レンズに対して略無限大離れた遠点の位置（約１０ｍ離れた位置）まで移動させた。
【００８３】
図５中の系列Ａ-１、Ａ-２、Ａ-３によって示される３種類の曲線（実線）は、本発明の撮像システムの撮像レンズ１０を通して受光面２１上の互に異なる特定の領域（互に像高の異なる受光面上の特定の領域）に投影される各点像の有効領域の最大径の変化を模式的に示している。また、図５中の系列Ａｗによって示される曲線（破線）は、従来の撮像システム（例えば車載用カメラ、携帯電話用カメラ、医療機器用カメラ等）に用いられる撮像レンズを通して受光面上に投影された点像の有効領域の最大径の一般的な変化を示している。
【００８４】
図５からわかるように、従来の撮像システムにおいては、受光面２１上に物点を投影してなる点像の有効領域の最大径は、物点の光軸方向への移動にともない１画素分の大きさから３０画素分に亘る大きさまで大きく変化する。
【００８５】
一方、本発明の撮像システム１００が備える撮像レンズ１０を通して受光面２１上に物点を投影してなる点像の有効領域の最大径は、系列Ａ-１、Ａ-２、Ａ-３のいずれについても３画素分以上、１０画素分以下に亘る大きさである。すなわち、撮像レンズ１０から物点までの距離にかかわらず、かつ、投影される点像の受光面上における位置（例えば、受光面上の像高）にかかわらず、この受光面上における点像の有効領域の大きさの変動は少ない。さらに、Ｘ，Ｙ、Ｚ方向のいずれの位置、すなわち３次元空間におけるいずれの位置から撮像レンズ１０を通して受光面上へ投影された点像についても、この点像の有効領域の大きさの変動は少ないとも言える。
【００８６】
図６は、横軸に撮像レンズから物点までの光軸方向の距離Ｕを対数目盛（ｍ）で示し、縦軸にＭＴＦ特性の値（％）を示した座標上に、物点を光軸方向に移動させたときに受光面上に投影される上記物点の光学像に関するＭＴＦ特性の値（％）の変化を模式的に示す図である。
【００８７】
ここでは、物点を、撮像レンズに略接する近点の位置（約０．０１ｍまで接近した位置）から撮像レンズに対して略無限大離れた遠点の位置（約１０ｍ離れた位置）まで移動させた。
【００８８】
図６中の系列Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３によって示される本発明の撮像システムに関する３種類の曲線（実線）は、撮像レンズ１０を通して受光面上の互に異なる特定の領域（互に像高の異なる特定の領域）に投影された光学像に関するＭＴＦ特性の値（％）の変化を模式的に示している。また、図６中の系列Ｂｗによって示される曲線（破線）は、従来の撮像システムについて、受光面上に投影された光学像に関するＭＴＦ特性の値（％）の一般的な変化を示している。
【００８９】
図６からわかるように、従来の撮像システムでは、受光面２１上に投影される光学像に関するＭＴＦ特性の値（％）は、０％から８０％を超える値まで大きく変化する。なお、撮像レンズ１０と物点とが接近した近点においてＭＴＦ特性の値が０％となる位置よりも撮像レンズ１０に近い領域（ＭＴＦ特性の値が０％から折り返した領域）に位置する物点については偽解像が生じている。また、撮像レンズ１０と物点とが離れた遠点においてＭＴＦ特性の値が０％となる位置よりも撮像レンズ１０から遠い領域（ＭＴＦ特性の値が０％から折り返した領域）に位置する物点についても偽解像が生じている。
【００９０】
一方、本発明の撮像システム１００の備える撮像レンズ１０を通して受光面２１上に投影される光学像に関するＭＴＦ特性の値（％）は、系列Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３のいずれについても１０％以上、６０％以下の大きさであり偽解像は生じない。すなわち、撮像レンズ１０から物点までの距離にかかわらず、かつ、投影された光学像の受光面上における位置（例えば、受光面上の像高）にかかわらず、受光面上に投影された光学像に関するＭＴＦ特性の値の変動が少なく偽解像も生じない。さらに、Ｘ，Ｙ、Ｚ方向のいずれの位置から撮像レンズ１０を通して受光面上へ投影された光学像に関するＭＴＦ特性の値についても変動が少ないとも言える。
【００９１】
なお、撮像レンズ１０は、この撮像レンズ１０の焦点距離（例えば４〜５ｍｍ）の１０倍以上離れたＸ，Ｙ，Ｚ方向のいずれの位置からその撮像レンズ１０を通して受光面２１上へ投影された被写体の光学像についてもこの光学像に関するＭＴＦ特性の値が正となるように構成されたものである。
【００９２】
また、この撮像システム１０は、撮像レンズと撮像素子とが、例えばＺ方向に関しては１０ｆ以上に制限され、Ｘ、Ｙ方向に関してもある物体高までに制限された範囲内において物体空間のＸ，Ｙ，Ｚ方向のいずれの位置から受光面上に投影された点像についても、この点像の有効領域の最大径が撮像素子の受光面を形成する受光画素の３画素以上に亘る大きさとなるように構成されたものとしてもよい。
【００９３】
しかしながら、撮像レンズ１０は、必ずしもこの条件を満足する場合に限らず、撮像レンズ１０と撮像素子２０とが、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向のいずれの位置からこの撮像レンズ１０を通して受光面２１上へ投影された点像についてもこの点像の有効領域の最大径が受光面上の受光画素の３画素以上に亘る大きさとなるように構成されたものであれば撮像素子２０から出力される画像データの品質を高める効果を得ることができる。
【００９４】
上記のように、本発明の撮像システムによれば、従来のように、撮像システムから出力される第１の画像データの表す画像の解像度の不足を、単に、第１の画像データに対し復元処理（画像処理）を施すだけで補うことができる。すなわち、第１の画像データに対する復元処理により所望の解像度を有する画像を表す第２の画像データを得ることができるので、受光面に投影される光学像を撮像して得られる画像データの品質を容易に向上させることができる。
【００９５】
＜復元係数取得装置の作用について＞
以下、復元係数取得装置７０Ａの作用について詳しく説明する
復元係数取得装置７０Ａの機能としては、
(1)点像測定・画面内均一性判定、
(2)最適な復元処理を与える係数群（復元係数）の導出、
(3)最適な係数群の記録
が必要である。それぞれの機能をより詳しく解説する。
【００９６】
(1)は各撮像レンズと撮像素子の組み合わせに於いて、結像性能（解像力）を実際に測定・判定する機能である。撮像素子から得られる電気信号（第１の画像データ）をもとにして光学点像を測定する手段としては、仏ＤｘＯ社のＤｘＯアナライザが市販されている。これは、ＤｘＯ社が提唱するＢｘＵというぼけを表現する概念を用いたもので、撮像素子からの出力信号から点像（光学点像、画像処理後点像いずれも）を求める事が可能である。
【００９７】
具体的には、このＤｘＯアナライザは、ある指定されたチャート（白地に黒丸が無数に配列したチャート）を撮影して得られた画像データ（第１の画像データ）を解析することによって撮像素子の受光面上の任意の点での点像大きさを計算するものである（http://www.dxo.com/jp/image_quality/dxo_analyzer）。
【００９８】
なお、光学点像を測定する手段は、撮像素子（すなわちセンサ）からの出力信号から点像を計算できる測定手段であれば形式は問わない。
【００９９】
一方、光学設計値通りであった場合の点像の大きさはその光学系を設計したツールにて計算できるので、この計算で得られた「設計値点像」とＤｘＯアナライザ等の測定器で測定された「測定点像」の大きさを比較することで、測定点像がどの程度設計値からずれているのかを判定することが出来る。例えば、光学部品に組み立て誤差があった場合の測定点像の大きさは、設計値点像に比べて大きくなってしまうことが大半である。また、撮像素子の受光面上に投影される点像の有効領域の形状や輝度分布は、本来、点対称な形状や分布をなすが、撮像レンズが傾いていたりその軸がずれていたりすると部分的に前ぼけ、後ぼけが生じてしまい、いわゆる「片ぼけ状態」となる。このような設計値からの逸脱を、前記「設計値点像」と「測定点像」を比較することによって求め、更に設計値通りと言えるかどうかの判定をすることが可能である。また、設計値点像にこだわらなくとも、任意に理想状態を定義して、その理想状態（「理想点像」）と「測定点像」を比較しその差異を判定することも可能である。
【０１００】
(2)はカーネルウィーナーフィルタを基本とした復元処理を実行し、前記「測定点像」を「設計値点像」あるいは「理想点像」に近づける係数群（復元係数）を計算によって求める段階である。カーネルウィーナフィルタとは、文献（鷲沢嘉一・山下幸彦著、題名「Kernel Wiener Filter」、2003 Workshop on Information-Based Induction Sciences、(IBIS2003)、Kyoto, Japan, Nov 11 -12, 2003）で示される様に、原信号が何らかのフィルタリングを経てノイズとともに観測された場合に、ノイズの含まれた観測信号から原信号を推定する手法として広く用いられている。ここで、原信号を「撮影される物体」、フィルタリングとして「撮像レンズ＋撮像素子」、観測信号を「画像信号（第１の画像データ）」、そしてノイズを「設計値点像（あるいは理想点像）と測定点像の差異」とすると、カーネルウィーナーフィルタを適用して「撮影される物体」を推定することが出来る。
【０１０１】
実物の「撮像レンズ＋撮像素子」に一切の誤差要因がなければ撮影される物体がすなわち画像信号となっているはずであり、この復元処理を経た後では原理的には理想的な「画像信号（第２の画像データ）」が得られる。実際には、元々の(1)による測定誤差等も存在し、ノイズ成分が全て除去されずに一部が残存するが、測定点像が設計値点像あるいは理想点像に近づくことは確実であり、最終的な画像としての品位は向上する。
【０１０２】
具体的には何らかの誤差要因によって光学的な点像が設計値よりも大きい、あるいは結像面内で均一でないとしても復元処理によってその点像を小さく補正、あるいは結像面内で均一化することで、実用に耐えうる性能を確保することが出来る。また製造による誤差要因のみならず、設計的に低い性能（光学点像が素子ピッチに比較して大きい）を余儀なくされている光学系であるとしても、点像を補正することによって見かけ上光学性能を向上させることが出来る。この見かけ上の光学性能向上を追求すると、理論的に示される限界解像度を越えることも可能となるため、近年の画素サイズの小型化の傾向を考えると誠に有用である。
【０１０３】
ここで、限界解像度はエアリーディスクの大きさで与えられ、無収差レンズの点像強度の有効領域（ピーク強度×（１／ｅ２））の半径Ｒｅ、及び強度ゼロとなる半径Ｒｃは以下の式で規定される。撮像素子として用いられる最近のＣＭＯＳ素子の画素ピッチが２．２ミクロン、１．７５ミクロンであり、今後１．４ミクロン、１．０ミクロンが主流になると予想される。例として、Ｆ２．８、波長５５０ｎｍでＲｅおよびＲｃを計算するとそれぞれ、
Ｒｅ（点像強度の有効領域の半径）＝０．８２λＦ＝０．８２×２．８×５５０×０．００１＝１．２６ミクロン（点像強度の有効領域の直径２．５２ミクロン）
Ｒｃ（点像強度ゼロとなる半径）＝１．２２λＦ＝１．２２×２．８×５５０×０．００１＝１．８８ミクロン（点像強度ゼロとなる直径３．７６ミクロン）
であり、既に画素ピッチが回折限界を越えている。
【０１０４】
回折限界は無収差を前提としているが、現実の光学系は無収差である事は無く、特に小型化・低コスト化の要請を鑑みると収差はむしろ残存しており、妥協された性能を余儀なくされている。カーネルウィーナーフィルタによる復元処理はこのような状況でも、最終的な画像としての品位を実用的な程度にまで高めることが出来る。
【０１０５】
上記の復元処理はある特定の像面上もしくはその極近傍（前ぼけ後ぼけの範囲）で実行することを想定しているが、撮影距離の変動に対応するデフォーカス方向の無数の像面群において測定点像と設計値点像の差をなくすような復元処理を考えれば焦点深度を拡大することも可能である。
【０１０６】
復元処理の実行にあたっては、キャンセルすべきノイズ成分が個々の「撮像レンズ＋撮像素子」によってまちまちであり、各「撮像レンズ＋撮像素子」の組み合わせ毎に最適な復元処理を行うことが望ましい。ただし、復元処理自体のアルゴリズムは同一で良く、そこで参照される「係数群」が最適であればよい。
【０１０７】
(3)は実際に「撮像レンズ＋撮像素子」の組に「最適な係数群」を組み合わせる段階である。その為には、何らかの記録媒体に最適な復元処理を実行するための係数群を記憶させてそれを「撮像レンズ＋撮像素子」の組に加えねばならない。従って、記録過程が必要である。
【０１０８】
このようにして、撮像系が「撮像レンズ＋撮像素子＋記録媒体」の組として用いられる事で光学的な点像が用途に適した形で補正され、最終的には良好な品位の画像を得ることが出来る。具体的には、解像力が何らかの理由（製造公差・元々の設計値が低い）によって不満足であったとしても処理後の画像としては満足のいく解像力を達成しうる手段を提供する。また、各撮像レンズと撮像素子の組の特性に合致したような焦点深度拡大手段も提供しうる。
【０１０９】
＜復元係数取得装置の変形例について＞
以下、復元係数取得装置の変形例について説明する。
【０１１０】
撮像素子から出力された第１の画像データで表される点像のボケ状態に応じた復元係数Ｋ１を係数記憶部３０に記憶させる復元係数取得装置は、上記第１例の復元係数取得装置７０Ａとは異なる以下に説明する第２例の復元係数取得装置７０Ｂや第３例の復元係数取得装置７０Ｃのように構成してもよい。
【０１１１】
図７は、複数種類に分類された点像のボケ状態それぞれに対応する各復元係数の候補のうち、第１の画像データの表す点像のボケ状態に応じて選択された復元係数を係数記憶部に記憶させる第２例の復元係数取得装置７０Ｂを示す図である。
【０１１２】
図７に示すように、この復元係数取得装置７０Ｂは、予め複数種類に分類された点像のボケ状態それぞれに対応する各復元係数の候補Ｋ１、Ｋ２・・・を記憶させた候補係数記憶部７９と、撮像レンズ１０を通して受光面２１上に投影された点像Ｐ１のボケ状態を取得する点像ボケ状態取得部７３と、上記復元係数の候補Ｋ１、Ｋ２・・・のうち上記第１の画像データＧ１の表す点像Ｐ１のボケ状態に応じた復元係数（例えばＫ１）を選択し、この復元係数Ｋ１を係数記憶部３０に記憶させる復元係数取得部７８Ｂとを備えている。
【０１１３】
この復元係数取得装置７０Ｂは、点像ボケ状態取得部７３により点像のボケ状態を示すボケ点像状態データＤｂを得、復元係数取得部７８Ｂは、候補係数記憶部７９に記憶された復元係数の候補Ｋ１、Ｋ２・・・のうちボケ点像状態データＤｂの表す点像Ｐ１のボケ状態に応じた復元係数（例えばＫ１）を選択し、この復元係数Ｋ１を示す係数データＤｋを係数記憶部３０に出力し記憶させる。
【０１１４】
すなわち、係数記憶部３０には、複数種類に分類された点像のボケ状態それぞれに対応する各復元係数の候補Ｋ１，Ｋ２・・・のうちから第１の画像データＧ１の表す点像のボケ状態に応じて選択された復元係数が記憶される。
【０１１５】
図８は、複数種類に分類された点像のボケ状態それぞれに対応する複数種類の復元係数の候補のうち、第１の画像データの表す点像のボケ状態に応じて選択された復元係数を、その点像のボケ状態に応じてさらに補正してなる補正済の復元係数を係数記憶部に記憶させる第３例復元係数取得装置７０Ｃである。
【０１１６】
図８に示すように、この復元係数取得装置７０Ｃは、予め複数種類に分類された点像のボケ状態それぞれに対応する各復元係数の候補Ｋ１、Ｋ２・・・を記憶させた候補係数記憶部７９と、撮像レンズ１０の解像力が高いときに、この解像力の高い撮像レンズを通して受光面２１上に投影される理想的な点像Ｐ１についての設計データまたは理想点像状態データであるデータＤｒを予め記憶させた理想点像記憶部７２と、撮像レンズ１０を通して受光面２１上に投影された点像Ｐ１のボケ状態を取得する点像ボケ状態取得部７３と、上記復元係数の候補Ｋ１、Ｋ２・・・のうち上記点像Ｐ１のボケ状態に応じた復元係数（例えばＫ１）を選択し、この復元係数Ｋ１を上記点像Ｐ１のボケ状態、および予め理想点像記憶部７２に記憶された点像の設計データまたは理想点像状態データであるデータＤｒを用いた演算により補正してなる補正済の復元係数Ｋ１′を示す係数データＤｋ（Ｋ１′）を取得して、この係数データＤｋ（Ｋ１′）が表す補正済の復元係数Ｋ１′を係数記憶部３０に記憶させる復元係数取得部７８Ｃを備えている。
【０１１７】
この復元係数取得装置７０Ｃは、点像ボケ状態取得部７３により撮像レンズ１０を通して受光面２１上に投影された点像Ｐ１のボケ状態を示すボケ状態データを取得する。復元係数取得部７８Ｂは、候補係数記憶部７９に記憶された復元係数の候補Ｋ１、Ｋ２・・・のうち上記点像Ｐ１のボケ状態に応じた復元係数（例えばＫ１）を選択する。さらに、この復元係数Ｋ１を上記点像Ｐ１のボケ状態および予め理想点像記憶部７２に記憶された点像の設計データまたは理想点像状態データであるデータＤｒを用いた演算により補正してなる補正済の復元係数Ｋ１′を取得し、この補正済の復元係数Ｋ１′を係数記憶部３０に記憶させる。
【０１１８】
すなわち、係数記憶部３０には、複数種類に分類された点像のボケ状態それぞれに対応する複数種類の復元係数の候補のうち、第１の画像データＧ１の表す点像Ｐ１のボケ状態に応じて選択された復元係数（例えばＫ１）に対して、さらに上記ボケ状態に応じた補正を施してなる補正済の復元係数Ｋ１´が記憶される。
【０１１９】
なお、図９に示すように、本発明の撮像システムは、復元係数取得装置７０Ａ、７０Ｂ、あるいは７０Ｃ等と同様の機能を有する復元係数取得装置７０や係数記憶部３０を上記撮像システムの筐体内に備えた撮像システム１００′であってもよい。
【０１２０】
さらに、図１０に示すように、本発明の撮像システムは、上記復元係数取得装置７０や係数記憶部３０を内蔵した信号処理部４０′を備えた撮像システム１００″であってもよい。すなわち、信号処理部４０′を、復元係数取得装置７０を兼ねるものとしてもよい。
【０１２１】
＜各構成要素の変形例について＞
以下、撮像システムにおける構成要素の変形例について説明する。
【０１２２】
信号処理手段は、受光面上における縦方向３画素以上および横方向３画素以上からなる合計９画素以上に亘る画素領域を最小単位として復元処理を行うものとする場合に限らず、縦方向３画素未満あるいは横方向３画素未満からなる合計９画素未満に亘る画素領域を最小単位として復元処理を行うものであってもよい。
【０１２３】
また、信号処理部は、点像のボケ状態を表す第１の画像データを用いた演算により復元係数を求める場合に限らず、他の方式により復元係数を求めるようにしてもよい。
【０１２４】
また、信号処理部は、受光面上に投影された点像の有効領域の全てを含む最小の画素領域を最小単位として復元処理を実行する場合に限らず、有効領域の全てを含むが最小ではない画素領域を最小単位として復元処理を実行するものとしてもよい。
【０１２５】
さらに、信号処理部は、第１の画像データの表す画像中の点像の有効領域の大きさよりも、第２の画像データの表す画像中における点像の有効領域の大きさの方を小さくするように復元処理を実行する場合に限らず、第１の画像データの表す画像中の点像の有効領域の大きさを、第２の画像データの表す画像中における点像の有効領域の大きさ以上とするように復元処理を実行するものとしてもよい。
【０１２６】
上記撮像システムを備えた本発明の撮像装置、携帯端末機器、車載機器、および医療機器等の被写界深度の深いことが要請される装置は、各装置に備えられた撮像システムの受光面に投影された光学像を撮像して得られる画像データの品質を上記と同様に容易に高めることができる。
【０１２７】
なお、本発明の撮像システムは、軸対称形状からなる光学部材のみを通して受光面上に被写体の光学像が投影されるように構成したものであってもよいし、あるいは、非軸対称形状からなる光学部材を通して受光面上に被写体の光学像が投影されるように構成したものであってもよい。さらに、上記撮像レンズは、被写界深度の深いものとすることが望ましい。すなわち、被写体の移動、あるいは撮像レンズのフォーカス調整等により、被写体の光学像が受光面上に投影される状態に変化が生じても、受光面上に投影される点像のボケ状態の変化が少なくなるように撮像レンズと撮像素子とを構成することが望ましい。より具体的には、受光面上に投影される点像の有効領域の大きさ、およびコントラストの変化を少なくなるように撮像レンズと撮像素子とを構成することが望ましい。しかしながら、撮像システムは、被写界深度の深い撮像レンズを備える場合に限らず、被写界深度の浅い撮像レンズを備えるようにしてもよい。
【０１２８】
また、上記撮像システムに用いる撮像素子は、ＣＣＤ素子、あるいはＣＭＯＳ素子とすることができる。
【０１２９】
＜撮像レンズのレンズ構成および作用について＞
次に、上記撮像システム１００に用いられる実施例１の撮像系の構成および作用について具体的に説明する。上記実施例１の撮像系に用いられる後述の撮像レンズ１０Ａ等は上述の撮像レンズ１０の実施例となるものである。
【０１３０】
なお、上記撮像レンズ１０は、後述のように、被写体側（物体側）から順に、少なくとも１枚のレンズからなる正のパワーを持つ第１のレンズ群Ｇ−１と、少なくとも１枚のレンズからなる正のパワーを持つ第２のレンズ群Ｇ−２とを有するものである。
【０１３１】
《実施例１の撮像系について》
図１１は、実施例１に係る２枚の単レンズで構成された撮像レンズ１０Ａの概略構成を示す断面図、図１２(a)〜(d)は横軸に撮像レンズ１０Ａを通して被写体の像が投影される受光面の光軸方向（Ｚ軸方向）へのデフォーカス量Ｕｄ（μｍ）、縦軸にＭＴＦ特性の値（％）を示す座標上へ、上記撮像レンズに対して受光面をデフォーカスさせたときにこの受光面上へ投影される光学像のＭＴＦ特性の値（％）の変化を示す図である。ここで、受光面２１Ａのデフォーカス範囲は４００μｍである。
【０１３２】
より詳しくは、上記図１２(a)〜(d)は、撮像レンズ１０Ａに対する被写体の位置を固定した状態で受光面２１Ａをデフォーカスさせたときの種々の像高に投影された光学像に関するＭＴＦ特性の値（％）の変化を示す図である。図１２(a)は２０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を示すものであり、図１２(ｂ)は３０本／ｍｍの空間周波数、図１２(ｃ)は４０本／ｍｍ、図１２(ｄ)は５０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化それぞれを示すものである。
【０１３３】
なお、図１２に示すデフォーカス量を示す横軸Ｕｄは、値が大きくなる方向（Ｕｄの値が４００μｍに近づく方向）が撮像レンズと受光面とが離れる方向を示し、値の小さくなる方向（Ｕｄの値が０に近づく方向）は受光面と撮像レンズとが接近する方向を示している。
【０１３４】
図１１に示すように、撮像レンズ１０Ａは、光軸Ｃ（Ｚ軸）に沿って被写体側（図中矢印−Ｚ方向の側）から順に、開口絞りＳａｔ、第１のレンズ群Ｇ−１に対応する第１の単レンズＬａ１、第２のレンズ群Ｇ−２に対応する第２の単レンズＬａ２、光学部材ＧＬａ１それぞれが配列されてなるものである。なお、図１１に示すレンズ面Ｒ１、Ｒ３は、各単レンズＬａ１〜Ｌａ２それぞれの入射側の面、レンズ面Ｒ２、Ｒ４は、各単レンズＬａ１〜Ｌａ２それぞれの射出側の面を示している。上記撮像レンズ１０Ａを通して受光面２１Ａ上に被写体の光学像が投影される。
【０１３５】
なお、受光面２１Ａの被写体側には、撮像系の構成に応じて、カバーガラスや、ローパスフィルタまたは赤外線カットフィルタ等を配置することが好ましく、図１１ではこれらを想定した平行平板形状をなすパワーを持たない光学部材ＧＬａ１を配置した例を示している。また、開口絞りＳａｔは形状や大きさを表すものではなく光軸Ｚ上の位置を示すものである。
【０１３６】
また、図１１には、軸上光線Ｊａ１から最大画角で入射する軸外光線Ｊａ６で像高の低い方から順に７つの光線Ｊａ１、Ｊａ２、Ｊａ３、Ｊａ４、Ｊａ５、Ｊａ６が示してある。
【０１３７】
なお、図１２(a)中に記載の６本のＭＴＦ曲線Ｍｔａ２０は、上記５つの光線が受光面２１Ａ上に投影される各位置での２０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を示している。図１２(ｂ)中に記載の６本のＭＴＦ曲線Ｍｔａ３０は上記と同様の各位置での３０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を、図１２(ｃ)中に記載の６本のＭＴＦ曲線Ｍｔａ４０も上記と同様の各位置での４０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を、図１２(ｃ)中に記載の６本のＭＴＦ曲線Ｍｔａ５０も上記と同様の各位置での５０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化をそれぞれ示している。
【０１３８】
なお、図１１に示す構成例では、第２の単レンズＬａ２と受光面２１Ａとの間に光学部材ＧＬａ１を配置した例を示しているが、各レンズの間にローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタを配置してもよい。あるいは、第１の単レンズＬａ１から第２の単レンズＬａ２のいずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有する表面処理（コーティング）を施してもよい。
【０１３９】
この撮像レンズ１０Ａは、物体側から順に、正のパワーを持つ第１のレンズ群Ｇ−１である単レンズＬａ１と、正のパワーを持つ第２のレンズ群Ｇ−２である単レンズＬａ２とを有するものである。
【０１４０】
第１のレンズ群Ｇ−１の単レンズＬａ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなすものであり、第２のレンズ群Ｇ−２の単レンズも物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなすものである。
【０１４１】
以下、実施例１にかかる撮像レンズ１０Ａの設計データについて説明する。
【０１４２】
レンズデータおよび各種データを表１に、各非球面における非球面式の各係数を表２に、撮像レンズ１０Ａの概略仕様を表３に示す。
【表１】
0004813451.tif 000002
【０１４３】
【表２】
0004813451.tif 000003
【０１４４】
【表３】
0004813451.tif 000004
【０１４５】
表１のレンズデータの下方に示すように、撮像レンズ１０Ａの焦点距離ｆは３．０１１ｍｍ、Ｆ値は４．０である。
【０１４６】
表１のレンズデータにおいて、面番号は最も被写体側のレンズ面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示す。なお、表１には開口絞りＳａｔと光学部材ＧＬａ１も含めて記載しており、光学部材ＧＬａ１の面番号（ｉ＝５、６）も記載している。
【０１４７】
表１のＲｉはｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面の近軸曲率半径を示し、Ｄｉはｉ（ｉ＝１、２、３、…）番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示す。なお、表１のＲｉは、図１１における符号Ｒｉ（ｉ＝１、２、３、…）と対応している。
【０１４８】
表１のＮｄｊは最も被写体側の光学要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊはｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示す。表１において、近軸曲率半径および面間隔の単位はｍｍであり、近軸曲率半径は被写体側（物体側）に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。
【０１４９】
表１のレンズデータにおいて、非球面は面番号に＊印を付している。各非球面は下記非球面式により定義される。
【数１】
0004813451.tif 000005
【０１５０】
非球面式における各非球面の各係数Ｋ、Ａ３、Ａ４、Ａ５・・・の値を表２に示す。
【０１５１】
撮像レンズ１０Ａを構成する単レンズＬａ１〜Ｌａ２それぞれは、いずれも入射側および射出側のレンズ面が両方共に非球面形状をなすものである。
【０１５２】
また、表３には、実施例１の撮像系における、点像の有効領域の最大径Ｄｍａｘ、点像の有効領域の最大径Ｄｍａｘに対応する画素数（画素領域の数）Ｎｇｓ、最短撮影距離Ｓｋ、焦点深度Ｓｄの関係を示す。
【０１５３】
また、表３中の画素数Ｎｇｓは、点像の有効領域の最大径に対応する画素領域の数を受光面上の画素領域の各画素ピッチＰｇ（２．２μｍ、１．８５μｍ、１．４μｍ）毎に示している。ここで、画素数Ｎｇｓの値は、画素数Ｎｇｓ＝最大径Ｄｍａｘ／画素ピッチＰｇの式によって求められるものである。
【０１５４】
上記点像の有効領域の最大径Ｄｍａｘは、この点像の有効領域が最も多くの画素を含む方向における点像の有効領域の径であり、画素ピッチはＰｇは上記方向における画素領域（受光画素）のピッチである。
【０１５５】
最短撮影距離Ｓｋは、撮像レンズを実用に供するときの推奨値であり、所望の解像度で被写体の像を受光面上に投影可能な撮影レンズから被写体までの最短距離を示すものである。この最短距離は、撮影レンズの最も被写体側（物体側）のレンズ面（ここではレンズ面Ｒ１）から被写体までの距離（撮影距離）によって表されるものである。
【０１５６】
この最短撮影距離は、受光面に投影された光学像を撮像して得られる画像データの品質を復元処理によって高める効果が得られる撮影距離の範囲内に含まれるものである。
【０１５７】
なお、実施例１の撮像系において、画像データの品質を復元処理によって高める効果が得られる撮影距離の範囲は、撮影距離が０から∞（無限遠方）までの範囲であり、被写体を撮影可能な全範囲である。
【０１５８】
焦点深度Ｓｄは、撮像レンズに対する被写体の位置を固定した状態で受光面をデフォーカスさせたときに、受光面上に被写体の像を規定以上の解像度で投影可能なデフォーカスの範囲を示すものである。この焦点深度Ｓｄは、撮像レンズに対する受光面の位置を所定位置に固定した状態において被写体を所定解像度で受光面上に投影可能な撮影距離の範囲とある程度対応すると考えられる値である。すなわち焦点深度Ｓｄの値が大きくなれば、被写体を所定解像度で受光面上に投影可能な撮影距離の範囲も広がると考えられる。
【０１５９】
表３からわかるように、実施例１の撮像系は、受光面２１Ａに投影された点像の有効領域が７μｍ以上、かつ、受光面２１Ａを構成する受光画素の画素ピッチが２．２μｍ以下であるときに点像の有効領域の最大径が３画素（３．２画素）以上に亘るものとなるように構成されている。
【０１６０】
また、最短撮影距離Ｓｋの値は、点像の有効領域の最大径Ｄｍａｘを７μｍとしたときには１５ｆ（約４５．２ｍｍ）となる。
【０１６１】
撮像レンズ１０Ａの焦点深度Ｓｄの値は、点像の有効領域の最大径Ｄｍａｘを７μｍとしたときには２５０μｍとなる。
【０１６２】
上記実施例１の撮像系に関するＭＴＦ特性の値については、受光面２１Ａを撮像レンズ１０Ａに対して最も接近させたとき、すなわち図１２（ａ）〜（ｄ）においてデフォーカス量Ｕｄの値が０のときには、空間周波数が２０〜５０Ｌｉｎｅ/ｍｍの全てのＭＴＦ特性の値が正である。
【０１６３】
また、受光面２１Ａを撮像レンズ１０Ａから遠ざけたとき、すなわち図１２（ａ）〜（ｄ）においてデフォーカス量の値を２５０μｍとしたときには、空間周波数が２０〜５０Ｌｉｎｅ/ｍｍの全てのＭＴＦ特性の値が正である。
【０１６４】
すなわち、デフォーカス量の値が０〜２５０μｍの範囲内のときには、空間周波数が２０〜５０Ｌｉｎｅ/ｍｍにおける全てのＭＴＦ特性の値は正となる。
【０１６５】
デフォーカス量の値が２５０μｍから４００μｍの範囲おいては、空間周波数２０〜５０Ｌｉｎｅ/ｍｍにおけるＭＴＦ特性の値が０％から反転し偽解像が生じている。偽解像が生じている範囲を図中矢印Ｇｉｋで示す。
【０１６６】
ここで、受光面上に投影された被写体の像に関するＭＴＦ特性の値が０％よりも大きいときには、この像を撮像して得られた画像データは光学的に意味のある情報を持つものと言えるので、この画像データは復元処理を実施して解像度を向上できる可能性のあるものとなる。しかしながら、受光面上に投影された被写体の像に関するＭＴＦ特性の値が０％または０％から折り返されて偽解像が生じている場合には、この像を撮像して得られた画像データは光学的に意味のある情報を持たないので、このような画像データに対して復元処理を施しても画像データの品質（画像データの表す画像の解像度）を向上させることはできない。
【０１６７】
上記のようなことにより、この撮像システムによれば、受光面２１Ａと撮像レンズ１０Ａとの位置関係を固定した所定の状態で撮影距離を１５ｆ〜∞の範囲へ変化させたときに、被写体を受光面２１Ａ上に投影してなる像のＭＴＦ特性を常に０％より大きな値とすることができる(偽解像が生じないようにすることができる)。
【０１６８】
すなわち、撮影距離が１５ｆ〜∞の範囲において受光面２１Ａ上に投影される被写体の像を意味のある像とすることができる。
【０１６９】
さらに、撮影距離を０〜∞の範囲で変化させたときにこの受光面２１Ａ上に投影される点像の有効領域は、受光面２１Ａ上の３画素以上に亘る大きさとなるので、この範囲に存在する被写体を撮像して得られた画像データに対して復元処理を実施することにより画像の解像度を高めることができる。
【０１７０】
すなわち、実施例１の撮像系を通して受光面２１Ａ上に投影された撮影距離が１５ｆ〜∞の範囲に存在する種々の被写体を含む像を撮像して得られた画像データは復元処理を実施するための前提条件（解像度を向上させる条件）を満足するものと言える。
【０１７１】
なお、受光面２１Ａ上に投影される点像の大きさの変動を少なく抑えることによって、復元処理をより容易に実行することができる。すなわち、例えば、受光面上に投影される像が、互に異なる種々の撮影距離に存在する被写体を含むものであっても、各被写体の像を構成する点像のボケ状態が同様であれば、どのような位置に存在する被写体を表す画像データに対してもパラメータを変更することなく復元処理を実行することができる。これにより、復元処理の演算を行う信号処理部の負担を軽減することができる。
【０１７２】
一方、常に同じパラメータを用いて復元処理を実行することを前提とする場合には、受光面上に投影される互に異なる種々の撮影距離に存在する被写体の像を構成する点像のボケ状態が同様であれば、復元処理を実施することにより、どのような位置に存在する被写体を表す画像データに対してもその被写体を表す画像の解像度を同じように高めることができる。すなわち、復元処理の実施により画像の解像度を画像全体に亘って均一に高めることができる。
【０１７３】
このように、撮像レンズ１０Ａの焦点深度を大きくするような設計を施したことにより、撮像レンズ１０Ａを通して受光面２１Ａ上に投影された撮影距離が１５ｆ〜∞の範囲に存在する種々の被写体を含む像を撮像して得られた画像データによって表される画像全体の解像度を復元処理によって高めることが可能となる。
【０１７４】
また、上記のように設計された撮像レンズ１０Ａによれば、受光面２１Ａへ入射する光のこの受光面２１Ａに対する入射角を小さくすることができる、すなわちテレセントリック性の良好な撮像レンズを得ることができる。
【０１７５】
《実施例１で説明した撮像レンズの収差について》
図１３は撮像レンズ１０Ａに関する収差を示す図である。実施例１で説明した撮像レンズの各収差図を、図１３中に上から順に球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差の順番で示す。
【０１７６】
収差図には、ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）を基準波長とした収差を示すが、球面収差図および倍率色収差図には、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての収差も示す。ディストーションの図は、全系の焦点距離ｆ、半画角θ（変数扱い、０≦θ≦ω）を用いて、理想像高をｆ×ｔａｎθとし、それからのずれ量を示す。
【０１７７】
《比較例の撮像系について》
以下、比較例として携帯電話用カメラ等に使用される従来の撮像レンズについて説明する。
【０１７８】
図１４は比較例に係る４枚の単レンズからなる撮像レンズの概略構成を示す断面図、図１５(a)〜(d)は、横軸に受光面の光軸方向（Ｚ軸方向）のデフォーカス量Ｕｄ（μｍ）、縦軸にＭＴＦ特性の値（％）を示す座標上に、上記撮像レンズに対して受光面をデフォーカスさせたときにこの受光面に投影される光学像のＭＴＦ特性の値（％）の変化を示す図である。ここで、受光面のデフォーカス範囲は４００μｍである。
【０１７９】
なお、ＭＴＦ特性を示す図１５(a)〜(d)は、上述の撮像レンズ１０Ａに関するＭＴＦ特性を示す図１２(a)〜(d)等に対応するものである。
【０１８０】
図１４に示すように比較例の撮像レンズ１０Ｈは、光軸Ｃ（Ｚ軸）に沿って被写体側（図中矢印−Ｚ方向の側）から順に、第１の単レンズＬｈ１、第２の単レンズＬｈ２、第３の単レンズＬｈ３、第４の単レンズＬｈ４、光学部材ＧＬｈ１それぞれが配列されてなるものである。これらの４枚の単レンズを有する撮像レンズ１０Ｈは、被写界深度が深くなるように設計されたものである。
【０１８１】
上記撮像レンズ１０Ｈを通して受光面２１Ｈ上に被写体の光学像が投影される。
【０１８２】
なお、光学部材ＧＬｈ１は、平行平板からなるパワーを持たない光学部材である。
【０１８３】
また、図１５(a)〜(d)には、軸上光線Ｊｈ１から最大画角で入射する軸外光線Ｊｈ５まで像高の低い方から順に５つの光線Ｊｈ１、Ｊｈ２、Ｊｈ３、Ｊｈ４、Ｊｈ５が示してある。
【０１８４】
なお、図１５(a)中に記載の５本のＭＴＦ曲線Ｍｔｈ２０は、上記５つの光線が受光面２１Ｈ上に投影される各位置での２０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を示している。図１５(ｂ)中に記載の５本のＭＴＦ曲線Ｍｔｈ３０は上記と同様の各位置での３０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を、図１５(ｃ)中に記載の５本のＭＴＦ曲線Ｍｔｈ４０も上記と同様の各位置での４０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を、図１５(ｄ)中に記載の５本のＭＴＦ曲線Ｍｔｈ５０も上記と同様の各位置での５０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化をそれぞれ示している。
【０１８５】
上記比較例の撮像系に関するＭＴＦ特性の値は、受光面を撮像レンズに接近させたとき、すなわち図１５（ａ）〜（ｄ）においてデフォーカス量の値が概略０から１２０μｍの範囲に関し、空間周波数が３０〜５０Ｌｉｎｅ/ｍｍのＭＴＦ特性についてその値が０％から反転し偽解像が生じた状態となっている。偽解像が生じている範囲を図中矢印Ｇｉｋで示す。
【０１８６】
また、受光面を撮像レンズから遠ざけたとき、すなわち図１５（ａ）〜（ｄ）においてデフォーカス量の値が２８０μｍから４００μｍの範囲に関し、空間周波数が３０〜５０Ｌｉｎｅ/ｍｍのＭＴＦ特性についてその値が０％から反転し偽解像が生じた状態となっている。偽解像が生じている範囲を図中矢印Ｇｉｋで示す。
【０１８７】
ここで、デフォーカス量Ｕｄの値が１２０μｍと２８０μｍの間（焦点深度の範囲）に
おいてはＭＴＦ特性の値が正であり、各空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変動幅は８５％（５０Ｌｉｎｅ/ｍｍ）、９０％（４０Ｌｉｎｅ/ｍｍ）、７０％（３０Ｌｉｎｅ/ｍｍ）、４５％（２０Ｌｉｎｅ/ｍｍ）程度となっている。
【０１８８】
上記のように、比較例の撮像系によれば、比較的狭いデフォーカス範囲（約１６０μｍの範囲）のみにおいてＭＴＦ特性の値が正となり、ＭＴＦ特性の値の変動量が大きい。
【０１８９】
ＭＴＦ特性の値が０％から反転しているデフォーカスの範囲（図中矢印Ｇｉｋで示す）については、点像は偽解像されたものであり、有効領域が３画素以上に亘ると特定できるような光学的に意味のある像は得られない。
【０１９０】
すなわち、かなり限定された撮影距離の範囲においてのみＭＴＦ特性の値が正となり、受光面上に投影された被写体の像を意味のある像とすることができる。また、受光面上に投影される点像の大きさの変動量は大きい。
【０１９１】
さらに、この比較例の撮像系は、撮影距離を０〜∞の範囲で変化させたときに受光面上に投影される点像の有効領域がこの受光面上の３画素以上に亘る大きさとなように構成されているわけではないので、このような撮像系を通して得られた画像データは復元処理を実施するための前提条件（解像度を向上させる条件）を満足するものではない。
【０１９２】
したがって、比較例の撮像系を通して受光面２１Ｈ上に投影された被写体の像を撮像して得られた画像データに対して復元処理を施しても、この被写体を表す画像の解像度を向上させる効果を得ることはできない。
【０１９３】
図１６は、撮像システムを備えた車載機器が搭載されている自動車を示す図である。
【０１９４】
図１６に示すように、本発明の撮像システムを備えた車載機器５０２〜５０４は、自動車５０１等に搭載して使用することができる。この自動車５０１は、助手席側の側面の死角範囲を撮像するための車外カメラである車載機器５０２と、自動車１の後側の死角範囲を撮像するための車外カメラである車載機器５０３と、ルームミラーの背面に取り付けられ、ドライバーと同じ視野範囲を撮影するための車内カメラである車載機器５０４とを備えている。
【０１９５】
図１７は、撮像システムを備えた携帯端末機器である携帯電話機を示す図である。
【０１９６】
図示のように、この携帯電話機５１０は、携帯電話機の筐体５１１中に撮像システム５１２が配されたものである。
【０１９７】
図１８は、撮像システムを備えた医療機器である内視鏡装置を示す図である。
【０１９８】
図示のように、生体組織５２５を観察するこの内視鏡装置５２０は、照明光Ｌａで照明された生体組織５２５を撮像するための撮像システム５２２を内視鏡装置５２０の先端部５２１に配したものである。
【０１９９】
このように、上記のような撮像システムを備えた本発明の撮像装置、携帯端末機器、車載機器、および医療機器は、従来より知られている撮像装置、携帯端末機器、車載機器、および医療機器が備えている従来の撮像システムとの置き換えが容易である。すなわち、従来より知られている撮像装置、携帯端末機器、車載機器、および医療機器の装置サイズや形状等を変更することなく、これらの装置が備える従来の撮像システムを本発明の撮像システムに置き換えて、本願発明の撮像装置、携帯端末機器、車載機器、および医療機器を構成することもできる。
【０２００】
なお、上記実施例では、撮像レンズを種々の条件で限定した例を示したが、本発明の撮像システムに用いられる撮像レンズは、物体側から順に、少なくとも１枚のレンズからなる正のパワーを持つ第１のレンズ群と、少なくとも１枚のレンズからなる正のパワーを持つ第２のレンズ群とを有するものを用いるものであり、各群を構成するレンズ枚数や形状等が限定されるものではない。例えば、各群を複数枚のレンズで構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２０１】
【図１】本発明の撮像システムの概略構成を示すブロック図
【図２】図２（ａ）は点像の光強度分布を示す図、図２（ｂ）は受光面に投影された点像を示す図
【図３】図３（ａ）は第１の画像データの表す画像中に表示される点像の画像を示す図、図３（ｂ）は第２の画像データの表す画像中に表示される点像の画像を示す図
【図４】図４（ａ）は撮像レンズの解像力が高いときに受光面上に投影されるであろう点像の光強度分布を示す図、図４（ｂ）は撮像レンズの解像力が高いときに受光面に投影されるであろう点像を示す図
【図５】物点を光軸方向に移動させたときに受光面上に投影されるその物点の光学像である点像の有効領域の最大径の変化を示す図
【図６】物点を光軸方向に移動させたときに受光面上に投影されるその物点の光学像に関するＭＴＦ特性の値（％）の変化を示す図
【図７】第２例の復元係数取得装置を示す図
【図８】第３例の復元係数取得装置を示す図
【図９】復元係数取得装置を内部に備えた撮像システムを示す図
【図１０】復元係数取得装置を信号処理部の内部に備えた撮像システムを示す図
【図１１】実施例１の撮像系に配された撮像レンズの概略構成を示す断面図
【図１２】受光面をデフォーカスさせたときのＭＴＦ特性の値の変化を示す図、図１２(a)は２０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を示す図、図１２(ｂ)は３０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を示す図、図１２(ｃ)は４０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を示す図、図１２(ｄ)は５０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を示す図
【図１３】実施例１の撮像レンズに関する収差を示す図
【図１４】比較例の撮像系に配された撮像レンズの概略構成を示す断面図
【図１５】受光面をデフォーカスさせたときのＭＴＦ特性の値の変化を示す図、図２１(a)は２０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を示す図、図２１(ｂ)は３０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を示す図、図２１(ｃ)は４０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を示す図、図２１(ｄ)は５０本／ｍｍの空間周波数におけるＭＴＦ特性の値の変化を示す図
【図１６】撮像システムを備えた車載機器が搭載されている自動車を示す図
【図１７】撮像システムを備えた携帯端末機器である携帯電話機を示す図
【図１８】撮像システムを備えた医療機器である内視鏡装置を示す図
【符号の説明】
【０２０２】
１０    撮像レンズ
２０    撮像素子
２１    受光面
３０    係数記憶部
４０    信号処理部
７０Ａ    第１例の復元係数取得装置
７０Ｂ    第２例の復元係数取得装置
７０Ｃ    第３例の復元係数取得装置
７２    理想点記憶部
７６    判定部
７８    復元係数取得部
７９    候補係数記憶部
１００    撮像システム
Ｇ１    第１の画像データ
Ｇ２    第２の画像データ
Ｆ    復元処理
Ｐ１    点像
Ｋ    復元係数
Ｄｒ    設計データ、理想点像状態データ
Ｄｋ    係数データ
【図１】
0004813451.tif 000006
【図５】
0004813451.tif 000007
【図６】
0004813451.tif 000008
【図７】
0004813451.tif 000009
【図８】
0004813451.tif 000010
【図９】
0004813451.tif 000011
【図１０】
0004813451.tif 000012
【図１１】
0004813451.tif 000013
【図１２】
0004813451.tif 000014
【図１３】
0004813451.tif 000015
【図１４】
0004813451.tif 000016
【図１５】
0004813451.tif 000017
【図１６】
0004813451.tif 000018
【図１７】
0004813451.tif 000019
【図１８】
0004813451.tif 000020
【図２】
0004813451.tif 000021
【図３】
0004813451.tif 000022
【図４】
0004813451.tif 000023