JP3990081B2 - Electronic imaging apparatus and imaging optical system - Google Patents
Electronic imaging apparatus and imaging optical system Download PDFInfo
- Publication number
- JP3990081B2 JP3990081B2 JP32568599A JP32568599A JP3990081B2 JP 3990081 B2 JP3990081 B2 JP 3990081B2 JP 32568599 A JP32568599 A JP 32568599A JP 32568599 A JP32568599 A JP 32568599A JP 3990081 B2 JP3990081 B2 JP 3990081B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- wavelength
- line
- imaging
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 263
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 262
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims description 104
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 101
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 42
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 30
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 84
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 39
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 35
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 210000001508 eye Anatomy 0.000 description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 7
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 210000005252 bulbus oculi Anatomy 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 230000004456 color vision Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- -1 silver halide Chemical class 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はCCD等のカラー画像を得るための3つ以上の異なる分光特性を有する複数の画素を含む電子撮像素子の撮像面上に被写体像を形成する撮像光学系及び電子撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の電子撮像素子を用いた電子撮像装置では、電子撮像素子の受光量を確保するために、可視光線の短波長から紫外線波長に至るまでの感度を確保している。又、電子撮像素子で受光した光量が弱い場合等には、ガンマ特性をコントロールすることによって、画像再生時に光電変換素子への入力の比率以上の出力を得る場合もある。この場合、被写体の分光状態が、ほぼ一定であれば特に問題ないが、h線付近の波長のエネルギーが、例えば、g線付近に対して大きい場合、再生像の色味が実際の人間の目で見た色味に対して、青くなるという問題がでてくる。これは、人間の目の感度が可視域の短波長側に対してはかなり低いにもかかわらず、電子撮像素子は、感度が短波長域でも高いため、短波長を人間の目で見えやすい色に再生してしまうからである。
【0003】
一方、近年のデジタルカメラの高画素化、低価格化、小型化が進み、撮像光学系も、高性能化、小型化、ズームなどの高機能化、低コスト化の要求が高まっている。高性能化を達成するには、光学系の受光感度のもつ波長域全体での結像性能を高くする必要がある。ここでは、波長による結像性能の変化を色収差と呼ぶ。
【0004】
色収差は、一般に材質ごとに波長に対する屈折率の変化の割合(分散)が異なることを利用して補正される。例えば、正の焦点距離を持つ光学系の場合、正の屈折力を持つ光学素子に分散の小さい材質を、負の屈折力を持つ光学素子に分散の大きい材質を用いて色収差を補正する。
【0005】
又、上述のように光学素子を組合わせて色収差を補正する場合には、色収差だけではなく像面全体の結像性能をも考慮しなければならないので、光学素子の枚数を増やすなどの対応がとられる。正の焦点距離を有するレンズ群と負の焦点距離を有するレンズ群を含む複数のレンズ群の間隔を変化させて全系の焦点距離を変化させるズームレンズ系では、さらに複雑な光学素子の組み合わせが必要となる。このとき、ガラスやプラスチックの材質で屈折型光学素子(レンズ)を形成するとき、材質により差があるが、長波長から短波長へと波長が変化するにつれて屈折率が高くなりさらにその変化の程度が激しくなる。
【0006】
図27は550nmの波長で屈折力(焦点距離の逆数)が1となる単レンズを代表的な硝子材料と超低分散ガラスと呼ばれる材質で構成したときの、波長による屈折力の変化を示す図である。又、図28は500nmの波長を基準にしたときの、一般的な屈折型光学素子のみからなる光学系の波長に対する後側焦点位置のずれ量を示す図で、横軸が波長で縦軸がずれ量である。
【0007】
図27からわかるように屈折型光学素子は、普通の材質も超低分散の材質も波長に対するパワーの変化は同じような傾向であるので、実用的な範囲の材質よりなる屈折型光学素子で構成された撮像光学系の軸上色収差は、図28に実線で示すように略V字型になり、二つの波長でのみ同じ点に結像し、短波長側と長波長側では色収差が大きくなる。特に短波長側での色収差は激しい。この色収差を緩和するために螢石や超低分散ガラス等のような特殊なガラスを用いることが提案されているが、これらの特殊なガラスも図27で示したような特性をもっており、短波長側の色収差を十分に少なくすることは困難である。
【0008】
よって、電子撮像素子を用いた場合、短波長側での色のにじみは色収差によって現れ、不自然な色のにじみとして認識されてしまうという問題が生じる。
【0009】
この点に関する先行技術として、回折型光学素子を用いてこの短波長側の色収差を十分に少なくする提案が、特開平10-170822号公報に記載されている。
この公報に記載の技術では、回折光学素子の逆分散特性を利用することによって使用次数光での色収差を補正している。しかしながら、回折光学素子は、使用次数光以外の次数の回折光が不要次数光として現われ、ゴースト、フレアーの原因となる。この点に関し、この公報に記載の技術では、波長帯域を制限することによって回折光学素子の不要次数光の影響を低減している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この不要次数光は、使用次数光とは非連続的(独立的)に結像面に到達する。又、分光波長特性も不要次数光と使用次数光とは非連続的である。
この公報に記載の技術は、正規(使用次数光による)の結像とは全く無関係な不要次数光をその波長特性の差に着目して低減させるものである。
そのため、良像を得るためには、不要次数光による像の強度を大幅に低減させる必要が生じる。
【0011】
この公報に記載の技術では、420nmの波長でほとんど感度のない光学系を具体例として提案している。
しかしながら、420nmの波長は、人間の視覚において、特に色の認知に対して影響を有しており、この波長域を極端に低減するのは、色再現性の観点からみると必要以上に短波長成分を低減させてしまうことになり、自然な色の再現を損なう可能性が高い。
よって、この公報に記載の技術では、不要次数光による影響を目立たなくするために、人間の視覚に影響を与える短波長域を大幅にカットしなければならないので、高水準での色再現性と、フレア除去との両立が難しいという問題点があった。
【0012】
そこで、本発明は、上述の問題点に鑑み、簡易な構成で、幅広い自然の被写体に対して、色フレアを低減させた良好な像を再現できる電子撮像装置及び撮像光学系を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
可視光領域を撮影するカメラ等の撮像装置においては、一般的に可視光域の中間波長近辺を基に撮像光学系の最適化を行なう。このときに、可視光域の全てで良好な光学性能を得ようとすると、色収差を補正するために特殊な硝材を用いたり、またレンズ枚数を多くする必要が生じ、光学系が高価となってしまう。
そこで、本発明の構成の趣旨は、ある程度の色収差を許容すると共に、それに起因する色フレアが発生し易い状況下では、その旨の警告を観察者に発することによって、安価な光学系であっても色フレアの目立たない撮像光学系及び撮像装置を実現するというものである。
【0014】
上記課題を解決するための本発明による電子撮像装置の第1の構成は、カラー画像を得るための3つ以上の異なる分光特性を有する複数の画素を含む電子撮像素子と、色収差が発生し前記電子撮像素子の撮像面上に被写体像を形成する撮像光学系と、前記電子撮像素子の隣接する一定の画素間での輝度差が一定レベル以上になる領域の有無を検出する高輝度差検出手段と、前記高輝度差検出手段が一定レベル以上の輝度差を検出した際に警告を発する警告手段とを備え、前記撮像光学系が、前記電子撮像素子の最小画素ピッチをP、最小F値をFminとし、F値がFminのときのh線(波長404.7nm)におけるマージナル光線の球面収差量の絶対値をLh、d線(波長587.56nm)におけるマージナル光線の球面収差量の絶対値をLdとしたときに、次の条件式(1)を満足することを特徴とする。
(Lh−Ld)/Fmin ≧ 2P ・・・・(1)
また、上記課題を解決するための本発明による電子撮像装置の第2の構成は、カラー画像を得るための3つ以上の異なる分光特性を有する複数の画素を含む電子撮像素子と、色収差が発生し前記電子撮像素子の撮像面上に被写体像を形成する撮像光学系と、前記電子撮像素子の隣接する一定の画素間での輝度差が一定レベル以上になる領域の有無を検出する高輝度差境界部検出手段と、前記高輝度差境界部検出手段が一定レベル以上の輝度差を検出した際に警告を発する警告手段とを備え、前記撮像光学系が、前記電子撮像素子の最小画素ピッチをP、最大像高の像高比0.9、0.7、0.5の何れかにおける波長587.56nmに対するh線(波長404.7nm)の倍率色の横収差量をShとしたときに、次の条件式(2)を満足することを特徴とする。
|Sh| ≧ 2P ・・・・(2)
【0015】
このように構成すれば、被写体が明暗差の変化の大きい色フレアの発生し易い状況にあることを、撮影者に知らせることができ、撮影者は、明暗差が生じないように、被写体に近寄ったり、カメラアングルを順光としたり、輝度差を小さくするためにストロボを使用する等の手段を講じることができ、色フレアの少ない、又は、気にならない映像を得ることができる。なお、上記条件式(1)、(2)において、2Pの値が、十分に小さい場合には、発生する色収差そのものが小さいため、信号処理は不要となる。
【0016】
なお、警告手段としては、ブザー等の警告音や、ファインダー内表示やカメラボディの液晶表示部等においての警告表示や、輝度差低減のためのストロボ作動等でよい。無論、レンズ交換が可能なカメラにあっては、スクリューマウント等を備えた撮像光学系を接続可能とするマウント部として構わない。
また、前記カラー画像を得るための3つ以上の異なる分光感度特性を有する電子撮像素子のうちの、少なくとも一つの電子撮像素子に、分光特性が、2つの高いピーク波長を持ち、その2つのピーク波長の間に、2つのピーク波長の双方に対して50%以下の感度の波長を有する、いわゆる補色系のモザイクフィルターを用いれば、短波長側の感度が必要以上に高くなるので、これを上述の本発明の各構成に適用すると有効である。
【0028】
また、本発明は、上記条件式(1)を次の条件式(1')に置き換えてもよい。
(Lh−Ld)/Fmin ≧4P ……(1')
【0029】
また、本発明は、上記条件式(1)を次の条件式(1'')に置き換えてもよい。
(Lh−Ld)/Fmin ≧6P ……(1'')
【0030】
また、本発明は、上記条件式(2)を次の条件式(2')に置き換えてもよい。
|Sh| ≧ 3P ……(2')
【0031】
また、本発明は、上記条件式(2)を次の条件式(2'')に置き換えてもよい。
|Sh|≧ 5P ……(2'')
【0032】
本発明は、満足する条件式が、上記条件式(1')、(1")、(2')、(2")となるほど色収差が大きくなるが、電気補正の効果があり、光学系の小型化が達成できる。
【0033】
次に、本発明において、色収差による色フレアを光学的に低減させる構成について説明する。
図1に色フレアを光学的に低減させる本発明にかかる撮像光学系の概念図を示す。撮像光学系1は波長補正手段としてのフィルター3等を含んでいる。撮像光学系1を透過した光束は撮像素子2上に被写体像を形成する。そして、像面4上には、可視光域全域を含んだ像が形成される。なお、像面中心についての結像状態は球面収差図を基に判断できる。
【0034】
図2は図1の撮像光学系の球面収差図を示す。図2において、絞り開放時のF値、つまり最小F値Fminでの最大入射高の各波長のマージナル光線と光軸との交わる位置と近軸像点との差の絶対値、つまり球面収差量の絶対値をLλと表している。λがd線(587.56nm)であれば、d線の球面収差量の絶対値をLdと表している。
【0035】
図2の収差図において、LdとLλは、最大入射高における焦点位置のずれ量を示しており、これを撮像光学系1の後側焦点部分の断面図で見ると、図3のようになる。
図3において、実線はd線の最大入射高のマージナル光線、破線は任意の波長λの最大入射高のマージナル光線を示している。そして、近軸像面4に対する各波長の像面のずれは、近軸像面における色フレアとして認識される。
【0036】
また、図3では、近軸像面4上の光軸5を中心としたフレアの直径を、それぞれLd/Fmin、Lλ/Fminと表している。
このLd/FminとLλ/Fminとの差が大きいと色フレアが発生し易くなるが、特にd線よりも短波長側は色収差の補正が難しく撮像光学系全体で色収差を良好に補正するのは困難であるため、安価な撮像光学系を達成するには短波長側の色収差をある程度残さざるを得なくなる。
【0037】
このため、本発明による撮像光学系においては、Ld/FminとLλ/Fminとの差が0.05mm、つまり、次の条件式(3)
(Lλ−Ld)/Fmin =0.05mm ……(3)
を満足する波長をλ1としたときに、λ1がd線以下の電子撮像素子が感知可能な範囲内に存在し、像の良好なd線は結像に必要な光量を確保し、かつ、色フレアとなる波長λ1の光量を低減させるために、透過率がd線の透過率に対し半値となる波長λcが、次の条件式(4)を満足する特性を示すように構成する。
λ1≦λc≦d線(587.56nm) ……(4)
【0038】
このように構成すれば、結像性能の良好なd線付近は光量を確保することができるとともに、色フレアの原因となる波長λ1の光量を低く抑えて再現することができ、簡易な光学系であっても色フレアを抑えることができる。λcが上記条件式(4)の下限を超えて小さくなると色フレアが目立つようになる。また、上限を超えると色再現性が悪くなる。
【0039】
なお、Ld/FminとLλ/Fminとの差が0.05mmとなる波長λ1について、上記条件式(4)を満足すると好ましい旨を説明したが、得られた電子画像を引き伸ばして観察することを考慮すると、Ld/FminとLλ/Fminとの差が0.04mmとなる波長をλ1とし、上記条件式(4)を満足するとより好ましい。また、Ld/FminとLλ/Fminとの差が0.03mmとなる波長をλ1とし、上記条件式(4)を満足するとより好ましい。
なお、上記条件式(4)を満足させるためには、波長補正用のフィルター3の分光透過率特性、または、波長補正のコーティング等を施すことによる撮像光学系1全体の分光透過率特性を調整すればよい。
【0040】
ここまでは光軸上の色収差について説明したが、倍率の色収差についても同様である。図4はd線に対する波長λの倍率の色収差量を示す収差図である。図4において、最大像高IHに対し最大像高の像高比0.9におけるd線に対する波長λの倍率色の横収差量Sλは、矢印で示している。これを、図1の近軸像面2上で表すと、像面上の像高比0.9における色収差の様子は、図5に示すようになり、色フレアが発生することになる。
【0041】
そこで、本発明による撮像光学系は、任意の波長λの最大像高の像高比0.9におけるd線(587.56nm)に対する倍率色の横収差量をSλとしたときに近軸像面4上でのずれ量|Sλ|が0.025mm、つまり、次の条件式(5)
|Sλ|=0.025mm ……(5)
を満足する波長をλ2としたときに、λ2がd線よりも短波長側に存在し、透過率がd線の透過率に対し半値となる波長λcが、次の条件式(6)を満足する特性を示すように構成するのが好ましい。
λ2≦λc≦d線(587.56nm) ……(6)
波長λcが上記条件式(6)の下限を超えて小さくなると色フレアが目立つようになる。また、上限を超えると色再現性が悪くなる。
【0042】
なお、|Sλ|が0.025mmとなる波長λ2について、上記条件式(6)を満足すると好ましい旨を説明したが、得られた電子画像を引き伸ばして観察することを考慮すると、|Sλ|が0.02mmとなる波長をλ2とし、上記条件式(6)を満足するとより好ましい。また、|Sλ|が0.015mmとなる波長をλ2とし、上記条件式(6)を満足するとより好ましい。
【0043】
また、上記条件式(4)と上記条件式(6)とを同時に満足するような分光透過率を示す撮像光学系として構成すると、光軸上においても、光軸外においても共に色フレアを抑えた撮像光学系が達成できる。
【0044】
また、可視光域の撮像においては、可視光域の短波長側は、人間の目の感度が低いため、紫外線域に近い可視光線は人間の目では認識されにくい。一方、撮像素子は、人間の目の感度とは違い、紫外線域に近い可視光線域も人間の目で認識できるレベルに再現してしまう。そのため、紫外線に近い領域の再現性を低下させる一方、人間の目に強く認識される領域の光量を確保する必要が生じる。
【0045】
そこで、人間の目には認識されにくい390nmよりも短波長側の光量を低下させるとともに、人間の目には認識され易い430nmよりも長波長側の光量を確保するために、透過率がd線の透過率に対し半値となる波長λcが次の条件式(7)を満足する撮像光学系を用いることが好ましい。
390nm≦λc≦440nm ……(7)
【0046】
それに合わせて、撮像光学系自体の光軸上の色収差を上記波長域よりも短波長側では収差性能を悪化させても、再現される像に対する影響は少ない。
そのため、この撮像光学系の最小F値をFminとし、F値がFminのときの任意の波長λのマージナル光線の球面収差量の絶対値をLλ、d線(587.56nm)におけるマージナル光線の球面収差量の絶対値をLdとしたときに次の条件式(3)
(Lλ―Ld)/Fmin =0.05mm ……(3)
を満足する波長をλ1としたときに、λ1が、次の条件式(8)を満足するように光学系を構成することが好ましい。
390nm≦λ1≦430nm ……(8)
【0047】
波長λ1が上記条件式(8)の下限を超えて小さくなると、光学系の精度が求められるため、光学系が安価に構成できなくなる。また、上限を超えると色フレアが除去しきれなくなる。
また、上記条件式(7)の下限を超えると短波長側の色フレアが目立つようになる。また、上限を超えると色再現性が悪くなる。
【0048】
なお、Ld/FminとLλ/Fminとの差が0.05mmとなる波長λ1について、上記条件式(8)を満足すると好ましい旨を説明したが、得られた電子画像を引き伸ばして観察することを考慮すると、Ld/FminとLλ/Fminとの差が0.04mmとなる波長をλ1とし、上記条件式(8)を満足するとより好ましい。また、Ld/FminとLλ/Fminとの差が0.03mmとなる波長をλ1とし、上記条件式(8)を満足するとより好ましい。
【0049】
また、本発明による撮像光学系は、倍率の色収差についても同様に、上記条件式(7)を満たした状態で、最大像高の像高比0.9におけるd線(587.56nm)に対する波長λの倍率色の横収差量をSλとしたときに次の条件式(5)
|Sλ|=0.025mm ……(5)
を満足する波長をλ2としたときに、λ2が、次の条件式(9)を満足する特性を示すように構成するのが好ましい。
390nm≦λ2≦430nm ……(9)
【0050】
λ2が上記条件式(9)の下限を超えて小さくなると、光学系の精度が求められるため、光学系が安価に構成できなくなる。また、上限を超えると色フレアが除去しきれなくなる。
【0051】
なお、|Sλ|が0.025mmとなる波長λ2について、上記条件式(9)を満足すると好ましい旨を説明したが、得られた電子画像を引き伸ばして観察することを考慮すると、|Sλ|が0.02mmとなる波長をλ2とし、上記条件式(9)を満足するとより好ましい。また、|Sλ|が0.015mmとなる波長をλ2とし、上記条件式(9)を満足するとより好ましい。
【0052】
また、上記条件式(7)、(8)、(9)を同時に満足すると、光軸上においても、光軸外においても共に色フレアを抑えた撮像光学系が達成できる。
【0053】
また、本発明の撮像光学系は、電子撮像素子上に被写体像を形成する撮像光学系であって、この撮像光学系の最小F値をFminとし、F値がFminのときの任意の波長λのマージナル光線の球面収差量の絶対値をLλ、d線(587.56nm)におけるマージナル光線の球面収差量の絶対値をLdとしたときに次の条件式(3)
(Lλ―Ld)/Fmin =0.05mm ……(3)
を満足する波長をλ1とし、λ1が次の条件式(10)を満足し、d線の透過率に対する波長λ1での撮像光学系の透過率比をτ(λ1)、d線の透過率に対する波長λ1+30nmでの撮像光学系の透過率比をτ(λ1+30)としたときに、次の条件式(11)、(12)を満足する特性を示すように構成するとよい。
350nm≦λ1≦550nm ……(10)
τ(λ1)≦10% ……(11)
τ(λ1+30)≧50% ……(12)
【0054】
このように構成すれば、光軸上の色収差が発生する短波長側で色フレアとなる波長を低減させることができるとともに、人間の眼で認識される波長域においては色収差の影響を抑え、且つ光量を確保でき、色再現性と描写性能とを両立させた小型の撮像光学系を達成することができる。
【0055】
なお、波長λ1が上記条件式(10)の下限を超えて小さくなると、撮像光学系の精度が求められてくるため、撮像光学系を安価に構成することができなくなる。また、上限を超えると色フレアが除去しきれなくなる。
また、波長λ1の透過率が10%を超えて大きくなると色フレアが目立つようになる。また、λ1+30nmの透過率が50%より下回ると色再現性が悪くなる。
【0056】
なお、Ld/FminとLλ/Fminとの差が0.05mmとなる波長λ1について、上記条件式(10)を満足すると好ましい旨を説明したが、得られた電子画像を引き伸ばして観察することを考慮すると、Ld/FminとLλ/Fminとの差が0.04mmとなる波長をλ1とし、上記条件式(10)、(11)、(12)を満足するとより好ましい。また、Ld/FminとLλ/Fminとの差が0.03mmとなる波長をλ1とし、上記条件式(10)、(11)、(12)を満足するとより好ましい。
【0057】
また、本発明による撮像光学系は、倍率の色収差についても光軸上の色収差ついての条件と同様に、最大像高の像高比0.9におけるd線(587.56nm)に対する波長λの倍率色の横収差量をSλとしたときに、次の条件式(5)
|Sλ|=0.025mm ……(5)
を満足する波長をλ2としたときに、λ2が次の条件式(13)を満足し、d線の透過率に対する波長λ2での撮像光学系の透過率比をτ(λ2)、d線の透過率に対する波長λ2+30nmでの撮像光学系の透過率比をτ(λ2+30)としたときに、次の条件式(14)、(15)を満足するとよい。
350nm≦λ2≦550nm ……(13)
τ(λ2)≦10% ……(14)
τ(λ2+30)≧50% ……(15)
【0058】
このように構成すれば、倍率の色収差が発生する短波長側で色フレアとなる波長を低減するとともに、人間の眼で認識される波長域において色収差の影響を抑え、且つ光量を確保でき色再現性と描写性能とを両立させた小型の撮像光学系を達成することができる。
【0059】
なお、波長λ2が上記条件式(13)の下限を超えて小さくなると、撮像光学系の精度が求められてくるため、撮像光学系を安価に構成することができなくなる。また、上限を超えると色フレアが除去しきれなくなる。
また、波長λ2の透過率が10%を超えて大きくなると色フレアが目立つようになる。また、λ2+30nmの透過率が50%より下回ると色再現性が悪くなる。
【0060】
なお、|Sλ|が0.025mmとなる波長λ2について、上記条件式(13)、(14)、(15)を満足すると好ましい旨を説明したが、得られた電子画像を引き伸ばして観察することを考慮すると、|Sλ|が0.02mmとなる波長をλ2とし、上記条件式(13)、(14)、(15)を満足するとより好ましい。また、|Sλ|が0.015mmとなる波長をλ2とし、上記条件式(13)、(14)、(15)を満足するとより好ましい。
【0061】
また、上記条件式(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)を同時に満たすと、光軸上においても、光軸外においても共に色フレアを抑えた撮像光学系が達成できる。
【0062】
また、本発明による撮像光学系は、電子撮像素子上に被写体像を形成する撮像光学系であって、この撮像光学系の最小F値をFminとし、F値がFminのときのh線(404.7nm)のマージナル光線の球面収差量の絶対値をLh、g線(435.8nm)のマージナル光線の球面収差量の絶対値をLg、d線(587.56nm)のマージナル光線の球面収差量の絶対値をLd、d線に対するこの撮像光学系のh線の透過率比をτh、d線に対するg線の透過率比をτgとしたときに、次の条件式(16)を満足し、且つ、透過率がd線の透過率に対し半値となる波長λcがg線とh線との間に存在する、つまり、次の条件式(17)を満足する特性を示すように構成してもよい。
(Lg−Ld)/Fmin×τh ≦ (Lg‐Ld)/Fmin×τg……(16)h線(404.7nm)<λc<g線(435.8nm) ……(17)
【0063】
上記条件式(16)の左辺は、光軸近傍のd線の色のにじみに対するh線の色のにじみの大きさと、h線の透過率とをかけたものである。一方右辺は、光軸近傍のd線の色のにじみに対するg線の色のにじみの大きさと、g線の透過率とをかけたものである。
【0064】
一般に、可視光域を光源として用いる撮像光学系においては、d線近辺で収差が出ないように設計する。そのため、h線とg線とでは、h線のほうが色のにじみが強く出るためh線の透過率を小さくし、g線の透過率を大きくして上記条件式(16)を満足させれば、h線に依存する色フレアを抑えることができる。
そして、透過率がd線の透過率に対し半値となる波長λcがg線とh線との間に存在するように上記条件式(17)を満足させれば、g線の光量を確保し、色再現性を確保できる。
【0065】
また、本発明による撮像光学系は、倍率の色収差についても光軸上の色収差についての条件と同様に、最大像高の像高比0.9におけるd線(587.56nm)に対するh線(404.7nm)の倍率色の横収差量をSh、最大像高の像高比0.9におけるd線(587.56nm)に対するg線(435.8nm)の倍率色の横収差量をSg、d線に対するこの撮像光学系のh線の透過率比をτh、d線に対するg線の透過率比をτgとしたときに、次の条件式(18)を満足し、且つ、透過率がd線の透過率に対し半値となる波長λcがg線とh線との間に存在するように上記条件式(17)を満たすことが好ましい。
|Sh|×τh ≦ |Sg|×τg ……(18)
【0066】
上記条件式(18)の左辺は、倍率の色収差によるd線に対するh線の色ずれと、h線の透過率とをかけたものである。一方右辺は、倍率の色収差によるd線に対するg線の色ずれと、g線の透過率とをかけたものである。
また、上述と同様に、h線とg線とでは、h線のほうが色のにじみが強く出るため、h線の透過率を小さくし、g線の透過率を大きくして上記条件式(18)を満足させれば、h線に依存する色フレアを抑えることができる。
そして、透過率がd線の透過率に対し半値となる波長λcがg線とh線との間に存在するように上記条件式(17)を満足させれば、g線の光量を確保し、色再現性を確保できる。
【0067】
以上の各条件式に示した各使用波長の制限内容は、光学系の硝材のトータルで達成されるものでよいが、主に波長補正を行なう波長補正素子としてのフィルターを撮像光学系中に設けて達成してもよい。また、レンズ面上に波長補正を行なうためのコーティングを施すことで達成しても良い。
【0068】
また、波長補正を行なうためのコーティング膜を平面上に施すと、製造が容易になる。
また、撮像光学系中にローパスフィルターを配設すると共に、このローパスフィルターの少なくとも一面に波長補正を行なうコーティングを施せば、部品点数を減らすことができる。
【0069】
また、撮像光学系中に赤外光成分を低減する赤外カットフィルターを配設すると共に、この赤外カットフィルターの少なくとも一面に波長補正を行なうコーティングを施せば、部品点数を減らすことができる。
【0070】
また、透過率がg線とh線との間、及び600nmと700nmとの間において透過率がd線の透過率に対し半値となる波長が存在するようなコーティングを施せば、赤外カットフィルターを別途、配設する必要が無く、部品点数を減らすことができる。
【0071】
また、撮像光学系の光路中の光路分割手段を設けて波長補正を行なう場合には、g線での感度特性がe線での感度特性の30%以上の感度を有する撮像領域を有する撮像素子側の光路のみに上記波長補正素子を配設すると良い。
つまり、g線での感度特性がe線での感度特性の30%以上を有するということは、短波長での色フレアが発生しやすいということである。そのため、上記波長補正素子により色収差の原因となる波長を低減させれば、他の光路では短波長の影響が少ないので、上記波長補正素子を配設しなくても、光量を確保できる。
【0072】
例えば、光路分割手段によって分割される光路の一つを、観察者の眼球に光路を導く観察用光路とすると、人間の目はもともと短波長側の感度が低いので波長補正素子を配設する必要が無い。
また、光路分割手段によって複数の光路に分割し、分割された光路のうちの複数にそれぞれ分光感度特性が異なる撮像素子を配設した、いわゆる多板型の撮像装置に用いる場合には、短波長域の受光感度が小さい撮像素子側の光路では、上記波長補正素子が不要となる。
【0073】
また、本発明による撮像光学系は、電子撮像素子上に被写体像を形成する撮像光学系であって、この撮像光学系の光路中に光量調節を行なう調節素子を有し、この調節素子がg線とh線の間における透過率がe線の透過率の半値となる波長補正作用を備えるように構成すると好ましい。
【0074】
このように構成すれば、波長補正手段を別途設ける必要が無く、部品点数を減らすことができる。
具体的には、波長補正作用を、コーティングや吸収色素を上記調節素子に混ぜることにより達成できる。
なお、本発明においても、無論、その特性がこれまでに示した上記条件式の少なくともいずれかを満たすとより好ましい。
また、上記各条件式は、それぞれ任意に組み合わせて構わない。
【0075】
また、本発明による撮像光学系は、上記撮像光学系中の焦点距離の決定に関わる光学素子を、屈折現象のみを用いた光学素子で構成すれば、構成が簡易になるので好ましい。
【0076】
また、本発明による撮像装置は、撮像光学系の後側焦点位置に、カラー画像を得るための3つ以上の異なる分光感度特性を有する電子撮像素子を配設して構成してもよい。
【0078】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図6は本発明による電子撮像装置の第1実施形態を示す所謂デジタルカメラ13の構成図である。
本実施形態のデジタルカメラは、物点から発せられた光束が、屈折現象のみを用いた光学素子から構成されていて、色収差を発生する撮影光学系1'で結像作用を受けて、CCDなどの電子撮像素子2に像を形成するようになっている。このとき、撮像素子が規則正しい光電変換素子(画素)の集まりであることから生じる所謂モワレ現象を防ぐために、ローパス効果を持つローパスフィルター6が電子撮像素子2の撮像面4より物体側に配置されている。なお、設計の必要に応じて、赤外光をカットするIRカットの効果をもつIRカットフィルターを配置してもよい。
【0079】
電子撮像素子2の入射面にはカラー画像を得るための3つ以上の異なる分光特性を有するモザイクフィルターが配置されており、各画素に各波長域の光束が入射するようになっている。
電子撮像素子2に入射した光束は、光電変換素子である各画素で輝度及び色の情報を含む電気信号に変換され、撮像素子の各画素における輝度及び色の情報を含む電気信号とがコントローラ7に入力され、コントローラ7においてガンマー補正や画像圧縮処理等の信号処理がなされ、内蔵メモリー8やインターフェース9を介して、パソコン10などに出力される。又、コントローラ7から液晶モニター11へ送信され、撮影しようとする画像や撮像された画像を撮影者が確認することができるようになっている。又、内蔵メモリー8から、いわゆるスマートメディア(商標名)等の補助メモリー12へ画像データを送信することもできるようになっている。
【0080】
ここで、本実施形態の電子撮像装置の特徴としては、撮影光学系1を透過した光路上に張り合わせプリズム14からなる光路分割光学素子が配設されていて、分割された一方の光路に高輝度差境界部検出手段としての二次元エリア測光センサー15が配設されている。そして、二次元エリアセンサー15の表面には、撮像素子2よりも感度が−3段、つまり1/8となるように、NDフィルターが配設されている。
【0081】
二次元エリア測光センサー15上には、撮像面4上の像とほぼ同じ像が結像されるようになっている。そして、二次元エリア測光センサー15は、図7に示すように、複数の測光エリア16が規則的に配置された受光面を有しており、各々の測光エリア16で受光した被写体の輝度の情報を含む電気信号がコントローラ7へと送信されるようになっている。
【0082】
コントローラ7では、撮像素子3からの輝度及び色の情報を含む電気信号の輝度情報を基に、適正露出となるように像の読み取り時間(銀塩カメラでいうシャッタースピード)と絞り値(Fナンバー)を決定するようになっている。なお、撮像素子3からの輝度情報の代わりに、二次元エリア測光センサー15の輝度の情報を含む電気信号から適正露出となるように像の読み取り時間と絞り値が調整されるようにしてもよい。
【0083】
このように構成した本実施形態の電子撮像装置を用いて、図8に示すような、晴天を背景とした逆光状態での室内撮影などの明暗差の激しい被写体を撮影して、電子撮像素子2において隣接する一定の数の画素間(例えば6画素間)において輝度差が一定レベル以上の画素(例えば適正露出に対して受光レベルが+2EV以上の画素と−1EV以下の画素)が存在する状況が撮像素子2、または二次元エリア測光センサー15の輝度の情報を含む電気信号からコントローラー7を介して算出された場合には、撮影光学系1の色収差による色フレア19が目立つようになる。
【0084】
そこで、液晶モニター11上において、高輝度差の激しい領域が画面上にある旨の表示を行ない、観察者にカメラアングルの変更を促すと共に、ストロボ機構17を自動でポップアップし補助照明の準備をおこなうなどの、撮影時の明暗差を少なくして色フレアを低減するための動作を行なう。また、ブザー18を介して警告音を発するようにしても良い。
【0085】
また、明暗差の激しい領域を含んで撮影した場合には、大きな色収差を含んだ像が撮像面4上に形成される。このため、コントローラー7を介して一定の数の画素間において輝度差が一定レベル以上になる境界部を検出し、検出された境界部近傍(ここでは境界部および周辺へ1画素分)の色フレアを低減するために、撮像素子3からの輝度及び色の情報を含む電気信号とを電気的に調節するように構成されている。
【0086】
図9は、撮像面4の一部を拡大した各画素ごとの適正露出に対する輝度差の例を示す状態説明図である。図において、夫々のマス目は画素20を表している。本実施形態においては、各画素20の輝度信号はコントローラー7により解析され、適正露出に対して+2EV以上の領域と−1EV以下の領域を算出した後その間が6画素以内の境界部を割り出すようになっている。図9においては、境界部に該当する画素を×印で表している。そして、その境界部に隣接する1画素分(図において斜線で示す)を含めて、その範囲の色フレアを除去するようにコントローラー7を介して信号処理を行なう。この信号処理は、境界部近傍の補正であれば、境界部のみの補正や、境界部の最周辺の画素を補正の対象から外す等、どのような方式を用いてもよい。
【0087】
なお、境界部の割り出しは、撮像素子の信号から算出する代わりに、二次元エリア測光センサー15の各測光エリア16を各画素20に対応させて、測光センサー15の信号から算出しても良い。
【0088】
次に信号処理の方法について述べる。
信号処理方法の一例としては、境界部近傍による映像の彩度を低下させることで色のにじみを低減させることができる。色のにじみは、明部から暗部にかけて長波長や短波長の色フレアが発生しやすいため、実際の像よりも青や赤が強く現れ、不自然な明るさの色となる。そこで、各画素に対応した各々の分光特性のうち、輝度の強い画素に相応する色の再現性を他の色の輝度レベルまで落とすことで、彩度と輝度を低下させ、色のにじみを目立たなくさせることができる。
【0089】
または、信号処理手段としてのコントローラー7により、境界部及び境界部に隣接し輝度の低い暗部側の境界部近傍の色度を、境界部から暗部側へ一定画素(例えば2画素)以上離れた暗部側の色度に近い度数となるように調節することによって色のにじみを低減させてもよい。
【0090】
また、高輝度差の境界部を検出する方法としては、コントローラー7を介して適正露出を産出し、撮影と同時または前後して、図10に示す二次元エリア測光センサー15を介して、適正露出に対して3EVアンダーの露出において露出レベルが飽和したエリア(図中の斜線部分)に対応する画素及び飽和した画素に隣接する飽和していない画素を検出し、その画素間を輝度差の大きい境界部として検出しても良い。
【0091】
また、図6に示す二次元エリア測光センサー15の代わりに、図11に示すような、電子撮像素子2の撮像面4上に感度低下手段としてのNDフィルターを施した複数の測光エリア16としての画素を設け、それぞれの画素で受光した輝度の情報を含む電気信号の輝度情報を用いて上記と同様に境界部を検出するように構成してもよい。
なお、コントローラー7内の信号処理の概略フローチャートを図12に示しておく。図12に示すように、電子撮像素子の各画素からの輝度及び色の情報を含む電気信号は、回路部により輝度信号と色信号とに変換される。この輝度信号及び/又は色信号も、本願の輝度及び色の情報を含む電気信号の概念に含まれるものである。
【0092】
次に、電子撮像素子2に用いる色フィルターについて説明する。
カラー画像を得るには、3つ以上の異なる波長特性の光電変換素子を有するように電磁撮像素子に図13や図14に示すようなカラーフィルターを配置する。図13は、原色フィルターと呼ばれるタイプで、赤(R)、緑(G),青(B)のフィルターからなる。なお、それぞれの波長特性を図15に示す。図15は補色フィルターと呼ばれるタイプでシアン(C)マゼンダ(M)、黄(Ye)、緑(G)のフィルターからなる。なお、それぞれの波長特性を図16に示す。
【0093】
ここで、補色フィルターの場合には、C、M、Ye、Gは、コントローラ7で次のような処理を行なうことによって、R、G、Bに変換される。
輝度信号
Y=|G+M+Ye+C|×1/4
色信号
R−Y=|(M+Ye)−(G+C)|
B−Y=|(M+C)−(G+Ye)|
原色フィルターは、色を再現するための処理が容易であり、補色フィルターは、光電変換面への光量をふやすことができる。
【0094】
また、カラー画像を得るには、例えば、図17に示すように、撮影光学系1の像側に第1プリズム20と第2プリズム21と第3プリズム23からなる色分解プリズム24を配置して、撮像光学系からの光をR,G,Bに分解して3つ以上の撮像素子2R,2G,2Bの上に像を形成してもよい。
【0095】
ここで、上述の構成に用いる、色収差の発生する撮像光学系の実施例を数値データとして示す。
実施例1
図18は本実施形態による撮像光学系の第1実施例を示すレンズ断面図、図19は本実施例の撮像光学系における広角端の無限遠合焦時の球面収差図とd線に対する倍率の色収差を表す図である。
【0096】
以下に示す数値データにおいて、r1、r2、r3……は、各レンズ面の曲率半径、d1、d2、d3……は、各レンズの肉厚または空気間隔、n1、n2、n3……は、各レンズのd線(587.56nm)での屈折率、v1、v2、v3……は、各レンズのアッベ数である。
【0097】
なお、非球面形状は光軸方向にzを、光軸に直交する方向にyをとり、曲率半径をr、円錐係数をk、非球面係数をAC2、AC4、AC6、AC8、AC10、AC12としたとき、次の式で表される。
z=(y2/r)/[1+√{1−(1+k)・(y/r)2}]+AC2y2+AC4y4+AC6y6+AC8y8+AC10y10+AC12y12
また、以下の数値データにおいては、電子撮像素子の最小画素ピッチP=0.003mmとする。
以下に、本実施例の数値データを数値例1として示す。
【0098】
【0099】
【0100】
【0101】
【0102】
【0103】
各収差量
Lh=0.0865mm
Lg=0.0324mm
Ld=0.0061mm
(Lh−Ld)/Fmin=0.0394mm=13.1P
(Lλ―Ld)/Fmin=0.05mmとなるとき
Lλ=0.0959mm 、 λ1=401nm
(Lλ―Ld)/Fmin=0.04mmとなるとき
Lλ=0.0755mm 、 λ1=409nm
(Lλ―Ld)/Fmin=0.03mmとなるとき
Lλ=0.0551mm 、 λ1=420nm
【0104】
|Sh|=0.0218mm=7.3P
|Sg|=0.0083mm
|Sλ|=0.025mmとなるとき
λ2=400nm
|Sλ|=0.02mmとなるとき
λ2=408nm
|Sλ|=0.015mmとなるとき
λ2=418nm
【0105】
実施例2
図20は本実施形態による撮像光学系の第2実施例を示すレンズ断面図、図21は本実施例の撮像光学系における無限遠合焦時の球面収差図とd線に対する倍率の色収差を表す図である。
第2実施例では軸上の色収差を補正しているが、倍率の色収差が補正しきれていない例として示してある。
以下に、本実施例の数値データを数値例2として示す。
【0106】
【0107】
【0108】
【0109】
各収差量
Lh=0.02972mm
Lg=0.04734mm
Ld=0.04041mm
(Lh−Ld)/Fmin=−0.003mm=−1P
(Lλ―Ld)/Fmin=0.05mmとなるとき
Lλ=0.1036mm 、 λ1=344nm
(Lλ―Ld)/Fmin=0.04mmとなるとき
Lλ=0.0748mm 、 λ1=351nm
(Lλ―Ld)/Fmin=0.03mmとなるとき
Lλ=0.0460mm 、 λ1=360nm
【0110】
|Sh|=0.0226mm=7.5P
|Sg|=0.0100mm
|Sλ|=0.025mmとなるとき
λ2=400nm
|Sλ|=0.02mmとなるとき
λ2=409nm
|Sλ|=0.015mmとなるとき
λ2=420nm
【0111】
その他、本実施形態の電子撮像装置は、図22に示すように、撮影光学系1と電子撮像素子2とを含む電子撮像装置本体13において撮影光学系1を着脱可能にするマウント部25を有しても良い。それにより撮影条件に応じて種々の撮影光学系1に交換して撮像でき、また、各々の状態で色フレア補正ができる。なお、マウント部25としては、スクリュータイプやバヨネットタイプ等を用いるとよい。なお、その他の構成は、基本的には、図6に示す撮像光学系とほぼ同様である。
【0112】
本実施形態による電子撮像装置は、以上のように構成したので、撮像光学系を小型軽量化したことにより色収差が発生するような場合であっても、撮像される映像の輝度信号や色信号を調節することで、色のにじみを低減させた電子撮像装置を実現することができる。
【0113】
次に、本発明による電子撮像装置の第2実施形態を図23に示す。なお、第1実施形態と同じ構成は、同じ番号を付しその説明は省略する。
本実施形態の電子撮像装置は、波長補正を行なうための波長補正フィルターを用いて光学的に色フレアを除去する構成となっている。
具体的には、信号処理系には色フレアを除去する構成の代わりに、平行平面板の片面に波長補正を行なうコーティング膜を施して短波長域の光線の透過率を低減させた波長補正フィルター3を、撮像光学系1の光路中に配設した点で、第1実施形態と構成が異なる。
【0114】
撮像光学系1には、上記第1実施例または第2実施例の数値データに示す撮像光学系を用いてよい。
なお、この撮像光学系は、焦点距離の決定に関わる光学素子は、屈折現象のみを用いた光学素子で構成されている。
そして、撮像光学系におけるこれらの光学素子のみの部分(撮影光学系1')の分光透過率曲線と、波長補正フィルター3を介した場合の分光透過率曲線とを図24に示す。
図24に示すように、波長補正フィルター3を介した場合には、撮影光学系1'のみの特性に比べて、色フレアの発生しやすい短波長側の光量を低下させることで良好な像が得られることがわかる。
以下に、本実施形態における撮像光学系の具体的な数値データを数値例3として示す。
【0115】
数値例3
λc=430nm
τh=0%
τg=60%
電子撮像素子のg線での感度特性/e線での感度特性=0.35とする。
【0116】
数値例1との組み合わせにおいて
(Lλ―Ld)/Fmin=0.05mmとなるとき
τ(λ1)=0%
τ(λ1+30)=52%
(Lλ―Ld)/Fmin=0.04mmとなるとき
τ(λ1)=0%
τ(λ1+30)=62%
(Lλ―Ld)/Fmin=0.03mmとなるとき
τ(λ1)=5%
τ(λ1+30)=82%
【0117】
|Sλ|=0.025mmとなるとき
τ(λ2)=0%
τ(λ2+30)=50%
|Sλ|=0.02mmとなるとき
τ(λ2)=0%
τ(λ2+30)=63%
|Sλ|=0.015mmとなるとき
τ(λ2)=4%
τ(λ2+30)=80%
【0118】
(Lh−Ld)/Fmin×τh =0
(Lg−Ld)/Fmin×τg =0.01133mm
|Sh|×τh =0
|Sg|×τg =0.00498mm
【0119】
数値例2との組み合わせにおいて
(Lλ―Ld)/Fmin=0.05mmとなるとき
τ(λ1)=0%
τ(λ1+30)=0%
(Lλ―Ld)/Fmin=0.04mmとなるとき
τ(λ1)=0%
τ(λ1+30)=0%
(Lλ―Ld)/Fmin=0.03mmとなるとき
τ(λ1)=0%
τ(λ1+30)=0%
【0120】
|Sλ|=0.025mmとなるとき
τ(λ2)=0%
τ(λ2+30)=50%
|Sλ|=0.02mmとなるとき
τ(λ2)=0%
τ(λ2+30)=65%
|Sλ|=0.015mmとなるとき
τ(λ2)=5%
τ(λ2+30)=82%
【0121】
(Lh−Ld)/Fmin×τh =0
(Lg−Ld)/Fmin×τg =0.004158mm
|Sh|×τh =0
|Sg|×τg =0.006mm
【0122】
また、本実施形態の撮像装置は、図23の電子撮像装置とは別タイプの撮像装置にも適用可能であり、図25に示すように、電子撮像素子より物体側で、光束を分割し観察者眼球に光路を導く観察用光路とし、ファインダー光学系26に導く所謂TTLファインダー形式の撮像装置に適用できる。なお、図25の撮像光学装置においても撮像光学系1は上記各数値例に示したものを使用している。このTTLファインダー形式のタイプのものは、電力の消費を少なくし、被写体を観察することができるという特徴がある。また、図25のタイプの撮像装置では、ファインダー光学系26と撮影光学系1'との光路分割手段として、ハーフミラープリズム27を用いている。そして、電子撮像素子としてのCCD2のg線での感度特性がe線での感度特性の30%以上の感度を有する撮像領域を有し、電子撮像素子側の光路のみに、上述の波長補正を行なうコーテイング膜28を射出面に施し入射面側を凸凹に形成したローパスフィルター6を配設している。
【0123】
なお、ローパスフィルター6を赤外カットフィルターの代わりに、片面に先のコーテイング膜を施しても良い。
また、透過率がg線とh線との間、及び600nmと700nmとの間において透過率がd線の透過率に対し半値となる波長が存在する特性を示すようにコーティングをすることによって、赤外カットフィルターの作用と色フレア低減作用をさせてもよい。
また、図17に示すような3板式の撮像素子において、g線での感度特性がe線での感度特性の30%以上の感度を有する撮像領域を有する青色撮像用の撮像素子(B)側の光路のみに点線で示す波長補正素子3を配してもよい。
【0124】
さらに、本発明による電子撮像装置の他の実施形態の要部の構成を図26に示す。本実施形態では、撮像光学系1と電子撮像素子2の間の光軸5の光路上に、0段、−1段、−2段、−3段の明るさ調節を可能とするターレット29を配置している。なお、撮像光学系等のその他の構成は上記各実施形態と同様である。
【0125】
ターレット29には、平行平板30、−1段NDフィルター31、−2段NDフィルター32、−3段NDフィルタ33―が配設され、ターレット29の回動に併せて光軸5の光路上に順次位置するように構成されている。それにより、撮像素子2の入射する光量を調節している。平行平板30及び各NDフィルターの表面には、g線とh線との間において透過率がe線の透過率の半値となる波長補正作用を備えるコーテイング膜28を施して、短波長の色収差による色フレアを低減させるようになっている。なお、コーテイング膜と光学系との分光感度特性は、先に示した図24に同じである。そして、各NDフィルターに対応して、全体の透過率が1/2、1/4、1/8と低下するように作用する。
【0126】
以上、種々の実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることなく、設計の必要に応じて上記各実施形態において記載された構成を種々組み合わせたり、変更しても構わないことは言うまでもない。
以上説明したように、本発明による電子撮像装置及び撮像光学系は、特許請求の範囲に記載された特徴のほかに下記に示すような特徴も備えている。
【0136】
(1)カラー画像を得るための3つ以上の異なる分光特性を有する複数の画素を含む電子撮像素子と、前記電子撮像素子の撮像面上に被写体像を形成する撮像光学系を接続可能とするマウント部と、前記電子撮像素子の隣接する一定の画素間での輝度差が一定レベル以上になる領域の有無を検出する高輝度差検出手段と、前記高輝度差検出手段が一定レベル以上の輝度差を検出した際に警告を発する警告手段とを備えたことを特徴とする電子撮像装置。
【0137】
(2)カラー画像を得るための3つ以上の異なる分光特性を有する複数の画素を含み、前記画素が受光した像を輝度及び色の情報を含む電気信号に変換し出力する電子撮像素子と、前記電子撮像素子の撮像面上に被写体像を形成する撮像光学系を接続可能とするマウント部と、前記電子撮像素子の隣接する一定の画素間での輝度差が一定レベル以上になる境界部を検出する高輝度差境界部検出手段と、前記高輝度差境界部検出手段が一定レベル以上の輝度差を検出した際に前記一定レベル以上の輝度差を含む境界部近傍の色フレアを低減するように前記輝度及び色の情報を含む電気信号を電気的に調節する信号処理手段とを備えたことを特徴とする電子撮像装置。
【0138】
(3)カラー画像を得るための3つ以上の異なる分光特性を有する複数の画素を含み、前記画素が受光した像を輝度及び色の情報を含む電気信号に変換し出力する電子撮像素子と、前記電子撮像素子の撮像面上に被写体像を形成する撮像光学系を接続可能とするマウント部と、前記電子撮像素子上の撮影領域の適正露出値を算出する適正露出算出手段と、前記適正露出に対して2EV以下のアンダー露出にて露出レベルが飽和した画素及び/または前記飽和した画素に隣接する飽和していない画素を検出することで輝度差の大きい境界部を検出する高輝度差境界部検出手段と、前記高輝度差境界部検出手段により検出された前記境界部近傍の色フレアを低減するように前記輝度及び色の情報を含む電気信号を電気的に調節する信号処理手段とを備えたことを特徴とする電子撮像装置。
【0139】
(4)電子撮像素子上に被写体像を形成する撮像光学系であって、該光学系の最小F値をFminとし、F値がFminのときの任意の波長λのマージナル光線の球面収差量の絶対値をLλ、d線(587.56nm)におけるマージナル光線の球面収差量の絶対値をLdとしたときに次の条件式(3)
(Lλ−Ld)/Fmin =0.05mm ……(3)
を満足する波長をλ1としたときに、λ1がd線以下の波長域に存在し、透過率がd線の透過率に対し半値となる波長λcが、次の条件式(4)を満足する特性を示すことを特徴とする撮像光学系。
λ1≦λc≦d線(587.56nm) ……(4)
【0140】
(5)電子撮像素子上に被写体像を形成する撮像光学系であって、任意の波長λの最大像高の像高比0.9におけるd線(587.56nm)に対する倍率色の横収差量をSλとしたときに次の条件式(5)
|Sλ|=0.025mm ……(5)
を満足する波長をλ2としたときに、λ2がd線以下の波長域に存在し、透過率がd線の透過率に対し半値となる波長λcが、次の条件式(6)を満足する特性を示すことを特徴とする撮像光学系。
λ2≦λc≦d線(587.56nm) ……(6)
【0141】
(6)電子撮像素子上に被写体像を形成する撮像光学系であって、該光学系の最小F値をFminとし、F値がFminのときの任意の波長λのマージナル光線の球面収差量の絶対値をLλ、d線(587.56nm)におけるマージナル光線の球面収差量の絶対値をLdとしたときに次の条件式(3)
(Lλ−Ld)/Fmin =0.05mm ……(3)
を満足する波長をλ1としたときに、λ1が次の条件式(8)を満足すると共に、透過率がd線の透過率に対し半値となる波長λcが、次の条件式(7)を満足する特性を示すことを特徴とする撮像光学系。
390nm≦λc≦440nm ……(7)
390nm≦λ1≦430nm ……(8)
【0142】
(7)電子撮像素子上に被写体像を形成する撮像光学系であって、任意の波長λの最大像高の像高比0.9におけるd線(587.56nm)に対する倍率色の横収差量をSλとしたときに次の式(5)
|Sλ|=0.025mm ……(5)
を満足する波長をλ2としたときに、λ2が次の条件式(7)を満足すると共に、透過率がd線の透過率に対し半値となる波長λcが、次の条件式(9)を満足する特性を示すことを特徴とする撮像光学系。
390nm≦λc≦440nm ……(7)
390nm≦λ2≦430nm ……(9)
【0143】
(8)電子撮像素子上に被写体像を形成する撮像光学系であって、該光学系の最小F値をFminとし、F値がFminのときの任意の波長λのマージナル光線の球面収差量の絶対値をLλ、d線(587.56nm)におけるマージナル光線の球面収差量の絶対値をLdとしたときに次の条件式(3)
(Lλ−Ld)/Fmin=0.05mm ……(3)
を満足する波長をλ1とし、λ1が次の条件式(10)を満足し、d線の透過率に対する波長λ1での光学系の透過率比をτ(λ1)、d線の透過率に対する波長λ1+30nmでの光学系の透過率比をτ(λ1+30)としたときに、次の条件式(11)、(12)を満足する特性を示すことを特徴とする撮像光学系。
350nm≦λ1≦550nm ……(10)
τ(λ1)≦10% ……(11)
τ(λ1+30)≧50% ……(12)
【0144】
(9)電子撮像素子上に被写体像を形成する撮像光学系であって、任意の波長λの最大像高の像高比0.9におけるd線(587.56nm)に対する倍率色の横収差量をSλとしたときに次の条件式(5)
|Sλ|=0.025mm ……(5)
を満足する波長をλ2とし、λ2が次の条件式(13)を満足し、d線の透過率に対する波長λ2での光学系の透過率比をτ(λ2)、d線の透過率に対する波長λ2+30nmでの光学系の透過率比をτ(λ2+30)としたときに、次の条件式(14)、(15)を満足する特性を示すことを特徴とする撮像光学系。
350nm≦λ2≦550nm ……(13)
τ(λ2)≦10% ……(14)
τ(λ2+30)≧50% ……(15)
【0145】
(10)上記条件式(3)を次の式(3’)に置き換えたことを特徴とする上記(13)、(15)、(17)のいずれかに記載の撮像光学系。
(Lλ−Ld)/Fmin =0.04mm ……(3’)
【0146】
(11)上記条件式(3)を次の条件式(3”)に置き換えたことを特徴とする上記(13)、(15)、(17)のいずれかに記載の撮像光学系。
(Lλ−Ld)/Fmin =0.03mm ……(3”)
【0147】
(12)上記条件式(5)を次の条件式(5’)に置き換えたことを特徴とする上記(14)、(16)、(18)のいずれかに記載の撮像光学系。
|Sλ|=0.02mm ……(5’)
【0148】
(13)上記条件式(5)を次の条件式(5”)に置き換えたことを特徴とする上記(14)、(16)、(18)のいずれかに記載の撮像光学系。
|Sλ|=0.015mm ……(5”)
【0149】
(14)電子撮像素子上に被写体像を形成する撮像光学系であって、該撮像光学系の最小F値をFminとし、F値がFminのときのh線(404.7nm)のマージナル光線の球面収差量の絶対値をLh、g線(435.8nm)のマージナル光線の球面収差量の絶対値をLg、d線(587.56nm)のマージナル光線の球面収差量の絶対値をLd、d線の透過率に対する前記撮像光学系のh線の透過率比をτh、d線の透過率に対するg線の透過率比をτgとしたときに、次の条件式(16)を満足し、且つ、透過率がd線の透過率に対し半値となる波長λcが、次の条件式(17)を満足する特性を示すことを特徴とする撮像光学系。
(Lh−Ld)/Fmin×τh ≦ (Lg−Ld)/Fmin×τg
……(16)
h線(404.7nm)<λc<g線(435.8nm) ……(17)
【0150】
(15)電子撮像素子上に被写体像を形成する撮像光学系であって、最大像高の像高比0.9におけるd線(587.56nm)に対するh線(404.7nm)の倍率色の横収差量をSh、最大像高の像高比0.9におけるd線(587.56nm)に対するg線(435.8nm)の倍率色の横収差量をSg、d線に対する前記撮像光学系のh線の透過率比をτh、d線に対するg線の透過率比をτgとしたときに、次の条件式(18)を満足し、且つ、透過率がd線の透過率に対し半値となる波長λcが、次の条件式(17)を満足する特性を示すことを特徴とする撮像光学系。
|Sh|×τh ≦ |Sg|×τg ……(18)
h線(404.7nm)<λc<g線(435.8nm) ……(17)
【0151】
(16)波長補正を行なうためのコーティング膜を平面上に施したことを特徴とする上記(4)〜(15)のいずれかに記載の撮像光学系。
【0152】
(17)前記撮像光学系中にローパスフィルターを配設すると共に、前記ローパスフィルターの少なくとも一面に波長補正を行なうコーティング膜を施したことを特徴とする上記(4)〜(15)のいずれかに記載の撮像光学系。
【0153】
(18)前記撮像光学系中に赤外光成分を低減する赤外カットフィルターを配設すると共に、前記赤外カットフィルターの少なくとも一面に波長補正を行なうコーティング膜を施したことを特徴とする上記(4)〜(15)のいずれかに記載の撮像光学系。
【0154】
(19)g線とh線の間、及び600nmと700nmとの間において透過率がd線の透過率に対し半値となる波長が存在する特性を示すコーティング膜を、前記撮像光学系中に施したことを特徴とする上記(4)〜(15)のいずれかに記載の撮像光学系。
【0155】
(20)前記撮像光学系の光路中に光路分割手段を設け、前記電子撮像素子のg線での感度特性がe線での感度特性の30%以上の感度を有する撮像領域を有する撮像素子側の光路のみに、波長補正素子を配設したことを特徴とする上記(4)〜(15)のいずれかに記載の撮像光学系。
【0156】
(21)前記光路分割手段によって分割される光路のうちの一つを、観察者の眼球に光路を導く観察用光路としたことを特徴とする上記(20)に記載の撮像光学系。
【0157】
(22)前記光路分割手段にて複数の光路に分割し、分割された光路のうちの複数の光路の各々に分光感度特性が異なる撮像素子を配設すると共に、g線での感度特性がe線での感度特性の30%以上の感度を有する撮像領域を有する撮像素子側の光路のみに前記波長補正素子を配設したことを特徴とする上記(20)に記載の撮像光学系。
【0158】
(23)電子撮像素子上に被写体像を形成する撮像光学系であって、前記光学系の光路中に光量調節を行なう調節素子を有し、前記調節素子が、g線とh線の間における透過率がe線の透過率の半値となる波長補正作用を備えていることを特徴とする撮像光学系。
【0159】
(24)前記撮像光学系中の焦点距離の決定に関わる光学素子を、屈折現象のみを用いた光学素子で構成したことを特徴とする上記(4)〜(23)のいずれかに記載の撮像光学系。
【0160】
(25)前記撮像光学系の後側焦点位置に、カラー画像を得るための3つ以上の異なる分光感度特性を有する電子撮像素子を配設したことを特徴とする上記(4)〜(24)のいずれかに記載の撮像光学系を有する電子撮像装置。
【0161】
(26)前記カラー画像を得るための3つ以上の異なる分光感度特性を有する電子撮像素子のうち、少なくとも一つの電子撮像素子の分光特性は、2つの高いピーク波長を持ち、その2つのピーク波長の間に、2つのピーク波長の双方に対して50%以下の感度の波長を有することを特徴とする請求項1乃至4、上記(1)〜(3)、(25)のいずれかに記載の電子撮像装置。
【0162】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、簡易な構成で、幅広い自然の被写体に対して、色を含め良好な像の再現を可能とする撮像光学系及び撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】色フレアを光学的に低減させる本発明にかかる撮像光学系の概念図である。
【図2】図1の撮像光学系の球面収差図である。
【図3】図1の撮像光学系を後側焦点部分の断面で見たときの最大入射高における焦点位置のずれ量を示す状態説明図である。
【図4】図1の撮像光学系におけるd線に対する波長λの倍率の色収差を示す収差図である。
【図5】図1の撮像光学系において像面上の像高比0.9における色収差の様子を近軸像面上で表した図である。
【図6】本発明による電子撮像装置の第1実施形態を示す所謂デジタルカメラ13の構成図である。
【図7】本実施形態の電子撮像装置に用いる二次元エリア測光センサーの概略構成図である。
【図8】晴天を背景とした室内撮影のような明暗差の激しい被写体を撮影するときの状態説明図である。
【図9】撮像面の一部を拡大した各画素ごとの適正露出に対する輝度差の例を示す状態説明図である。
【図10】本実施形態の電子撮像装置に用いる二次元エリア測光センサーの状態説明図である。
【図11】電子撮像素子の撮像面上に感度低下手段としてのNDフィルターを施した複数の測光エリアとしての画素を設け、その画素での受光した輝度信号を用いて上記記載の如く境界部を検出する様に構成した図である。
【図12】本実施形態の電子撮像装置におけるコントローラー7内の信号処理のフローチャートである。
【図13】本実施形態に用いる原色フィルターの概略構成図である。
【図14】本実施形態に用いる補色フィルターの概略構成図である。
【図15】図13の原色フィルターの波長特性図である。
【図16】図14の補色フィルターの波長特性図である。
【図17】色分解プリズムを用いた本実施形態の撮像光学系の変形例を示す概略構成図である。
【図18】本実施形態の撮像光学系における第1実施例(数値例1)のレンズ断面図である。
【図19】図18の撮像光学系における広角端の無限遠合焦時の球面収差図とd線に対する倍率の色収差を表す図である。
【図20】本実施形態の撮像光学系における第2実施例(数値例2)のレンズ断面図である。
【図21】図20の撮像光学系における無限遠合焦時の球面収差図とd線に対する倍率の色収差を表す図である。
【図22】本実施形態の変形例を示す概略構成図である。
【図23】波長補正を行なうための波長補正フィルターを用いて光学的に色フレアを除去した本発明による電子撮像装置の第2実施形態を示す概略構成図である。
【図24】本実施形態の撮像光学系における撮像光学系のみの分光透過率曲線と、波長補正フィルター3を介した場合の分光透過率曲線を示す図である。
【図25】本実施形態の変形例として、撮像素子より物体側で、光束を分割し観察者眼球に光路を導く観察用光路とし、ファインダー光学系26に導く所謂TTLファインダー形式の観察光学系を示す概略構成図である
【図26】本発明のさらに別の実施形態を示す要部構成図である。
【図27】550nmの波長で屈折力(焦点距離の逆数)が1となる単レンズを代表的な硝子材料と超低分散ガラスと呼ばれる材質で構成した時の、波長による屈折力の変化を示す図である。
【図28】500nmを基準にした時、一般的な屈折型光学素子のみからなる光学系の波長に対する後側焦点位置のずれ量を示す図で、横軸が波長で縦軸がずれ量である。
【符号の説明】
1 撮像光学系
1' 撮影光学系
2 電子撮像素子
3 撮像素子
4 像面
5 近軸像面4上の光軸
6 ローパスフィルター
7 コントローラー
8 内蔵メモリ
9 インターフェース
10 P.C.
11 液晶モニタ
12 補助メモリ
13 電子撮像装置
14 張り合わせプリズム
15 二次元エリア測光センサー
16 測光エリア
17 ストロボ機構
18 ブザー
19 色フレア
20 第1プリズム
21 第2プリズム21
23 第3プリズム
24 色分解プリズム
25 マウント
26 ファインダー光学系
27 ハーフミラープリズム
28 コーテイング膜
29 ターレット
30 平行平板
31 −1段NDフィルタ
32 −2段NDフィルタ
33 −3段NDフィルタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging optical system and an electronic imaging apparatus that form a subject image on an imaging surface of an electronic imaging device including a plurality of pixels having three or more different spectral characteristics for obtaining a color image such as a CCD. .
[0002]
[Prior art]
In an electronic image pickup apparatus using a conventional electronic image pickup element, sensitivity from a short wavelength of visible light to an ultraviolet wavelength is ensured in order to secure the amount of light received by the electronic image pickup element. In addition, when the amount of light received by the electronic image sensor is weak, by controlling the gamma characteristic, an output higher than the input ratio to the photoelectric conversion element may be obtained during image reproduction. In this case, there is no particular problem if the spectral state of the subject is substantially constant. However, when the energy of the wavelength near the h-line is larger than, for example, near the g-line, the color of the reproduced image is the actual human eye. There is a problem that it becomes blue with respect to the color seen in. This is because even though the sensitivity of the human eye is considerably low for the short wavelength side of the visible range, the electronic image sensor is highly sensitive even in the short wavelength range, so the short wavelength is easily visible to the human eye. It is because it will be played back.
[0003]
On the other hand, with the recent increase in the number of pixels, the reduction in price, and the downsizing of digital cameras, there has been an increasing demand for higher performance, downsizing, higher functions such as zooming, and lower costs in the imaging optical system. In order to achieve high performance, it is necessary to improve the imaging performance in the entire wavelength region with the light receiving sensitivity of the optical system. Here, the change in imaging performance due to wavelength is called chromatic aberration.
[0004]
Chromatic aberration is generally corrected by utilizing the fact that the rate of change (dispersion) in the refractive index with respect to the wavelength differs for each material. For example, in the case of an optical system having a positive focal length, chromatic aberration is corrected by using a material with low dispersion for an optical element having positive refractive power and a material with high dispersion for an optical element having negative refractive power.
[0005]
In addition, when correcting chromatic aberration by combining optical elements as described above, not only chromatic aberration but also the imaging performance of the entire image surface must be taken into consideration, so measures such as increasing the number of optical elements can be taken. Be taken. In a zoom lens system that changes the focal length of the entire system by changing the interval between a plurality of lens groups including a lens group having a positive focal length and a lens group having a negative focal length, a more complicated combination of optical elements is used. Necessary. At this time, when the refractive optical element (lens) is formed of glass or plastic material, there is a difference depending on the material, but the refractive index increases as the wavelength changes from long wavelength to short wavelength, and the extent of the change Becomes intense.
[0006]
FIG. 27 is a diagram showing a change in refractive power depending on a wavelength when a single lens having a refractive power (reciprocal of focal length) of 1 at a wavelength of 550 nm is made of a typical glass material and a material called ultra-low dispersion glass. It is. FIG. 28 is a diagram showing the amount of deviation of the back focal position with respect to the wavelength of an optical system composed only of a general refractive optical element, with a wavelength of 500 nm as a reference. The horizontal axis is the wavelength and the vertical axis is the vertical axis. The amount of deviation.
[0007]
As can be seen from FIG. 27, the refractive optical element is composed of a refractive optical element made of a material in a practical range since the change in power with respect to the wavelength tends to be the same for both ordinary materials and ultra-low dispersion materials. The on-axis chromatic aberration of the imaging optical system is substantially V-shaped as shown by the solid line in FIG. 28, forms an image at the same point only at two wavelengths, and the chromatic aberration increases on the short wavelength side and the long wavelength side. . The chromatic aberration is particularly severe on the short wavelength side. In order to alleviate this chromatic aberration, it has been proposed to use special glass such as meteorite and ultra-low dispersion glass. These special glasses also have characteristics as shown in FIG. It is difficult to sufficiently reduce the side chromatic aberration.
[0008]
Therefore, when an electronic image pickup device is used, a color blur on the short wavelength side appears due to chromatic aberration and is recognized as an unnatural color blur.
[0009]
As a prior art regarding this point, a proposal for sufficiently reducing the chromatic aberration on the short wavelength side by using a diffractive optical element is described in JP-A-10-170822.
In the technique described in this publication, the chromatic aberration in the used order light is corrected by utilizing the inverse dispersion characteristic of the diffractive optical element. However, in the diffractive optical element, diffracted light of orders other than the used order light appears as unnecessary order light, which causes ghost and flare. In this regard, the technique described in this publication reduces the influence of unnecessary order light of the diffractive optical element by limiting the wavelength band.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, this unnecessary order light reaches the image plane discontinuously (independently) from the used order light. The spectral wavelength characteristics are also discontinuous between the unnecessary order light and the use order light.
The technique described in this publication reduces unnecessary-order light that is completely unrelated to normal (using use-order light) imaging by paying attention to the difference in wavelength characteristics.
Therefore, in order to obtain a good image, it is necessary to greatly reduce the intensity of the image due to unnecessary order light.
[0011]
In the technique described in this publication, an optical system having almost no sensitivity at a wavelength of 420 nm is proposed as a specific example.
However, the wavelength of 420 nm has an influence especially on color perception in human vision, and this wavelength range is extremely reduced from the viewpoint of color reproducibility. The component will be reduced, and there is a high possibility that natural color reproduction will be impaired.
Therefore, in the technology described in this publication, in order to make the influence of unnecessary order light inconspicuous, it is necessary to greatly cut the short wavelength region that affects human vision, so that the color reproducibility at a high level and There was a problem that it was difficult to achieve both flare removal.
[0012]
In view of the above-described problems, the present invention provides an electronic imaging apparatus and an imaging optical system that can reproduce a good image with a reduced color flare with a simple configuration and a wide range of natural subjects. Objective.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In an imaging device such as a camera that captures a visible light region, the imaging optical system is generally optimized based on the vicinity of the intermediate wavelength in the visible light region. At this time, if an attempt is made to obtain good optical performance in the entire visible light range, it is necessary to use a special glass material to correct chromatic aberration or to increase the number of lenses, and the optical system becomes expensive. End up.
Therefore, the gist of the configuration of the present invention is to allow a certain degree of chromatic aberration and to issue a warning to that effect to the observer in a situation where color flare due to the chromatic aberration is likely to occur.RukoAs a result, an imaging optical system and an imaging apparatus that are inconspicuous in color flare even with an inexpensive optical system are realized.
[0014]
A first configuration of an electronic imaging device according to the present invention for solving the above-described problem is an electronic imaging device including a plurality of pixels having three or more different spectral characteristics for obtaining a color image, and chromatic aberration.ButOccurrenceBeforeHigh-intensity difference detection that detects the presence or absence of an area where the luminance difference between an imaging optical system that forms a subject image on the imaging surface of the electronic imaging element and a certain pixel adjacent to the electronic imaging element exceeds a certain level And a warning means for issuing a warning when the high brightness difference detecting means detects a brightness difference of a certain level or more.In the imaging optical system, the minimum pixel pitch of the electronic imaging element is P, the minimum F value is Fmin, and the absolute value of the spherical aberration amount of the marginal ray at the h-line (wavelength 404.7 nm) when the F value is Fmin. When the absolute value of the spherical aberration of the marginal ray at Lh, d line (wavelength 587.56 nm) is Ld, the following conditional expression (1) is satisfied:It is characterized by that.
(Lh−Ld) / Fmin ≧ 2P (1)
Further, the second configuration of the electronic imaging device according to the present invention for solving the above-described problem is that an electronic imaging device including a plurality of pixels having three or more different spectral characteristics for obtaining a color image and chromatic aberration are generated. A high-luminance difference for detecting the presence or absence of a region where the luminance difference between an imaging optical system that forms a subject image on the imaging surface of the electronic imaging element and a certain pixel adjacent to the electronic imaging element exceeds a certain level A boundary detection unit; and a warning unit that issues a warning when the high luminance difference boundary detection unit detects a luminance difference of a certain level or more, and the imaging optical system sets a minimum pixel pitch of the electronic imaging device. When the lateral aberration amount of magnification color of h line (wavelength 404.7 nm) with respect to wavelength 587.56 nm at any of image height ratios 0.9, 0.7, 0.5 of P and maximum image height is Sh Satisfies the following conditional expression (2) It is characterized in.
| Sh | ≧ 2P (2)
[0015]
With this configuration, it is possible to notify the photographer that the subject is in a situation where color flare with a large change in contrast is likely to occur, and the photographer approaches the subject so as not to cause a contrast difference. In addition, it is possible to take measures such as setting the camera angle to follow light, or using a strobe to reduce the luminance difference, and an image with little or no color flare can be obtained.In the above conditional expressions (1) and (2), when the value of 2P is sufficiently small, the generated chromatic aberration itself is small, so that signal processing becomes unnecessary.
[0016]
The warning means may be a warning sound such as a buzzer, a warning display on the display in the finder or the liquid crystal display part of the camera body, or a strobe operation for reducing the luminance difference. Of course, in a camera capable of exchanging lenses, a mount unit that can connect an imaging optical system equipped with a screw mount or the like may be used.
In addition, at least one of the electronic imaging elements having three or more different spectral sensitivity characteristics for obtaining the color image has spectral characteristics having two high peak wavelengths, and the two peaks. If a so-called complementary color mosaic filter having a wavelength of sensitivity of 50% or less with respect to both of the two peak wavelengths is used between wavelengths, the sensitivity on the short wavelength side becomes higher than necessary. It is effective when applied to each configuration of the present invention.
[0028]
In the present invention, the conditional expression (1) may be replaced with the following conditional expression (1 ′).
(Lh-Ld) / Fmin ≧ 4P (1 ')
[0029]
In the present invention, the conditional expression (1) may be replaced with the following conditional expression (1 ″).
(Lh-Ld) / Fmin ≧ 6P (1 '')
[0030]
In the present invention, the conditional expression (2) may be replaced with the following conditional expression (2 ′).
| Sh | ≧ 3P (2 ')
[0031]
In the present invention, the conditional expression (2) may be replaced with the following conditional expression (2 ″).
| Sh | ≧ 5P ...... (2 '')
[0032]
In the present invention, chromatic aberration increases as the conditional expressions satisfying the above conditional expressions (1 ′), (1 ″), (2 ′), and (2 ″) are effective. Miniaturization can be achieved.
[0033]
Next, a configuration for optically reducing color flare due to chromatic aberration in the present invention will be described.
FIG. 1 is a conceptual diagram of an imaging optical system according to the present invention that optically reduces color flare. The imaging
[0034]
FIG. 2 is a spherical aberration diagram of the imaging optical system of FIG. In FIG. 2, the absolute value of the difference between the paraxial image point and the position at which the marginal ray of each wavelength at the maximum incident height at the minimum F value Fmin and the optical axis intersect at the minimum F value Fmin, that is, the amount of spherical aberration. Is expressed as Lλ. If λ is the d line (587.56 nm), the absolute value of the spherical aberration amount of the d line is represented as Ld.
[0035]
In the aberration diagram of FIG. 2, Ld and Lλ indicate the amount of shift of the focal position at the maximum incident height, and this is shown in FIG. 3 when viewed in a cross-sectional view of the rear focal portion of the imaging
In FIG. 3, the solid line indicates the marginal ray having the maximum incident height of the d-line, and the broken line indicates the marginal ray having the maximum incident height of an arbitrary wavelength λ. The deviation of the image plane of each wavelength with respect to the
[0036]
In FIG. 3, the flare diameters centered on the
If the difference between Ld / Fmin and Lλ / Fmin is large, color flare is likely to occur. However, it is difficult to correct chromatic aberration particularly on the shorter wavelength side than the d line, and it is difficult to correct chromatic aberration well in the entire imaging optical system. Since it is difficult, in order to achieve an inexpensive imaging optical system, chromatic aberration on the short wavelength side must remain to some extent.
[0037]
Therefore, in the imaging optical system according to the present invention, the difference between Ld / Fmin and Lλ / Fmin is 0.05 mm, that is, the following conditional expression (3)
(Lλ−Ld) /Fmin=0.05mm (3)
Where λ1 is within a range that can be sensed by an electronic imaging device having a d-line or less, and a good d-line of an image secures a light quantity necessary for image formation and color In order to reduce the amount of light having a wavelength λ1 that becomes a flare, the wavelength λc at which the transmittance is half the value of the transmittance of the d-line is configured to exhibit characteristics satisfying the following conditional expression (4).
λ1 ≦ λc ≦ d line (587.56nm) ...... (4)
[0038]
With this configuration, the amount of light in the vicinity of the d-line with good imaging performance can be secured, and the amount of light having the wavelength λ1 that causes color flare can be reduced and reproduced. Even so, color flare can be suppressed. When λc becomes smaller than the lower limit of the conditional expression (4), color flare becomes conspicuous. If the upper limit is exceeded, color reproducibility deteriorates.
[0039]
It has been described that it is preferable to satisfy the above conditional expression (4) for the wavelength λ1 at which the difference between Ld / Fmin and Lλ / Fmin is 0.05 mm. However, the obtained electronic image is stretched and observed. In consideration, it is more preferable that the wavelength at which the difference between Ld / Fmin and Lλ / Fmin is 0.04 mm is λ1, and the conditional expression (4) is satisfied. Further, it is more preferable that the wavelength at which the difference between Ld / Fmin and Lλ / Fmin is 0.03 mm is λ1, and the conditional expression (4) is satisfied.
In order to satisfy the above conditional expression (4), the spectral transmittance characteristic of the
[0040]
So far, chromatic aberration on the optical axis has been described, but the same applies to chromatic aberration of magnification. FIG. 4 is an aberration diagram showing the amount of chromatic aberration at a magnification of wavelength λ with respect to the d-line. In FIG. 4, the lateral aberration amount Sλ of the magnification color of the wavelength λ with respect to the d-line at the maximum image height IH with respect to the maximum image height IH is 0.9. When this is expressed on the
[0041]
Therefore, the imaging optical system according to the present invention has a
| Sλ | = 0.025mm (5)
Where λ2 is a wavelength shorter than the d-line, and the wavelength λc at which the transmittance is half the d-line transmittance satisfies the following conditional expression (6). It is preferable to configure so as to exhibit the characteristics.
λ2 ≦ λc ≦ d line (587.56nm) ...... (6)
When the wavelength λc becomes smaller than the lower limit of the conditional expression (6), the color flare becomes conspicuous. If the upper limit is exceeded, color reproducibility deteriorates.
[0042]
It has been described that it is preferable to satisfy the above conditional expression (6) for the wavelength λ2 at which | Sλ | is 0.025 mm. However, considering that the obtained electronic image is enlarged and observed, | Sλ | It is more preferable that the wavelength of 0.02 mm is λ2, and the conditional expression (6) is satisfied. Further, it is more preferable that the wavelength at which | Sλ | is 0.015 mm is λ2, and the conditional expression (6) is satisfied.
[0043]
In addition, when configured as an imaging optical system that exhibits a spectral transmittance that satisfies the above conditional expression (4) and conditional expression (6) simultaneously, color flare can be suppressed both on the optical axis and off the optical axis. An imaging optical system can be achieved.
[0044]
Further, in the imaging in the visible light region, since the sensitivity of the human eye is low on the short wavelength side of the visible light region, visible light close to the ultraviolet region is difficult to be recognized by the human eye. On the other hand, unlike the sensitivity of the human eye, the imaging device reproduces the visible light region close to the ultraviolet region to a level that can be recognized by the human eye. For this reason, it is necessary to reduce the reproducibility of the region close to the ultraviolet ray while ensuring the amount of light in the region that is strongly recognized by human eyes.
[0045]
Therefore, in order to reduce the amount of light on the shorter wavelength side than 390 nm, which is difficult to be recognized by the human eye, and to ensure the amount of light on the longer wavelength side than 430 nm, which is easily recognized by the human eye, the transmittance is d-line. It is preferable to use an imaging optical system in which the wavelength λc, which is a half value for the transmittance, satisfies the following conditional expression (7).
390 nm ≦ λc ≦ 440 nm (7)
[0046]
Correspondingly, even if the chromatic aberration on the optical axis of the imaging optical system itself is deteriorated at the shorter wavelength side than the above wavelength range, the effect on the reproduced image is small.
Therefore, the minimum F value of this imaging optical system is Fmin, and when the F value is Fmin, the absolute value of the spherical aberration amount of the marginal ray of any wavelength λ is Lλ, and the spherical aberration of the marginal ray at the d-line (587.56 nm) Conditional expression (3) when the absolute value of quantity is Ld
(Lλ-Ld) /Fmin=0.05mm (3)
It is preferable to configure the optical system so that λ1 satisfies the following conditional expression (8), where λ1 is a wavelength that satisfies the above.
390nm ≦ λ1 ≦ 430nm (8)
[0047]
If the wavelength λ1 becomes smaller than the lower limit of the conditional expression (8), the accuracy of the optical system is required, and the optical system cannot be configured at low cost. If the upper limit is exceeded, color flare cannot be completely removed.
If the lower limit of the conditional expression (7) is exceeded, color flare on the short wavelength side becomes conspicuous. If the upper limit is exceeded, color reproducibility deteriorates.
[0048]
It has been described that it is preferable to satisfy the above conditional expression (8) for the wavelength λ1 at which the difference between Ld / Fmin and Lλ / Fmin is 0.05 mm. However, the obtained electronic image should be stretched and observed. In consideration, it is more preferable that the wavelength at which the difference between Ld / Fmin and Lλ / Fmin is 0.04 mm is λ1, and the conditional expression (8) is satisfied. It is more preferable that the wavelength at which the difference between Ld / Fmin and Lλ / Fmin is 0.03 mm is λ1, and the conditional expression (8) is satisfied.
[0049]
Further, the imaging optical system according to the present invention similarly applies the wavelength λ with respect to the d-line (587.56 nm) at the image height ratio of 0.9 in the state where the conditional expression (7) is satisfied for the chromatic aberration of magnification. Conditional expression (5) where Sλ is the lateral aberration of the magnification color of
| Sλ | = 0.025mm (5)
It is preferable that λ2 exhibit a characteristic satisfying the following conditional expression (9), where λ2 is a wavelength satisfying the above.
390nm ≦ λ2 ≦ 430nm (9)
[0050]
If λ2 becomes smaller than the lower limit of the conditional expression (9), the accuracy of the optical system is required, so that the optical system cannot be configured at low cost. If the upper limit is exceeded, color flare cannot be completely removed.
[0051]
Although it has been described that it is preferable that the conditional expression (9) is satisfied for the wavelength λ2 at which | Sλ | is 0.025 mm, considering that the obtained electronic image is enlarged and observed, | Sλ | It is more preferable that the wavelength of 0.02 mm is λ2 and the conditional expression (9) is satisfied. Further, it is more preferable that the wavelength at which | Sλ | is 0.015 mm is λ2, and the conditional expression (9) is satisfied.
[0052]
If the conditional expressions (7), (8), and (9) are satisfied at the same time, an imaging optical system that suppresses color flare both on the optical axis and off the optical axis can be achieved.
[0053]
The imaging optical system of the present invention is an imaging optical system that forms a subject image on an electronic imaging device. The minimum F value of the imaging optical system is Fmin, and an arbitrary wavelength λ when the F value is Fmin. When the absolute value of the spherical aberration of the marginal ray is Lλ and the absolute value of the spherical aberration of the marginal ray at the d-line (587.56 nm) is Ld, the following conditional expression (3)
(Lλ-Ld) /Fmin=0.05mm (3)
Where λ1 satisfies the following conditional expression (10), the transmittance ratio of the imaging optical system at the wavelength λ1 with respect to the d-line transmittance is τ (λ1), and the d-line transmittance is It may be configured to exhibit characteristics satisfying the following conditional expressions (11) and (12) when the transmittance ratio of the imaging optical system at the wavelength λ1 + 30 nm is τ (λ1 + 30).
350nm ≦ λ1 ≦ 550nm (10)
τ (λ1) ≦ 10% …… (11)
τ (λ1 + 30) ≧ 50% …… (12)
[0054]
With this configuration, it is possible to reduce the wavelength that causes color flare on the short wavelength side where chromatic aberration occurs on the optical axis, and suppress the influence of chromatic aberration in the wavelength range recognized by the human eye, and It is possible to achieve a small imaging optical system that can secure a light amount and achieve both color reproducibility and rendering performance.
[0055]
If the wavelength λ1 becomes smaller than the lower limit of the conditional expression (10), the accuracy of the imaging optical system is required, so that the imaging optical system cannot be configured at low cost. If the upper limit is exceeded, color flare cannot be completely removed.
Further, when the transmittance at the wavelength λ1 exceeds 10%, the color flare becomes conspicuous. If the transmittance at λ1 + 30 nm is less than 50%, the color reproducibility is deteriorated.
[0056]
It has been described that it is preferable to satisfy the above conditional expression (10) for the wavelength λ1 at which the difference between Ld / Fmin and Lλ / Fmin is 0.05 mm. However, the obtained electronic image is stretched and observed. In consideration, it is more preferable that the wavelength at which the difference between Ld / Fmin and Lλ / Fmin is 0.04 mm is λ1, and the conditional expressions (10), (11), and (12) are satisfied. It is more preferable that the wavelength at which the difference between Ld / Fmin and Lλ / Fmin is 0.03 mm is λ1, and the conditional expressions (10), (11), and (12) are satisfied.
[0057]
The imaging optical system according to the present invention also has a magnification chromatic aberration of wavelength λ with respect to the d-line (587.56 nm) at an image height ratio of 0.9 at the maximum image height in the same manner as the chromatic aberration on the optical axis. When the lateral aberration amount of S is Sλ, the following conditional expression (5)
| Sλ | = 0.025mm (5)
Where λ2 satisfies the following conditional expression (13), the transmittance ratio of the imaging optical system at the wavelength λ2 with respect to the transmittance of the d-line is τ (λ2), When the transmittance ratio of the imaging optical system at the wavelength λ2 + 30 nm with respect to the transmittance is τ (λ2 + 30), the following conditional expressions (14) and (15) may be satisfied.
350nm ≦ λ2 ≦ 550nm (13)
τ (λ2) ≦ 10% …… (14)
τ (λ2 + 30) ≧ 50% …… (15)
[0058]
This configuration reduces the wavelength that causes color flare on the short wavelength side where chromatic aberration of magnification occurs, suppresses the effect of chromatic aberration in the wavelength range recognized by the human eye, and secures the amount of light to achieve color reproduction. Therefore, it is possible to achieve a small imaging optical system that achieves both high performance and imaging performance.
[0059]
Note that when the wavelength λ2 becomes smaller than the lower limit of the conditional expression (13), the accuracy of the imaging optical system is required, and the imaging optical system cannot be configured at low cost. If the upper limit is exceeded, color flare cannot be completely removed.
Further, when the transmittance at the wavelength λ2 exceeds 10%, the color flare becomes conspicuous. If the transmittance at λ2 + 30 nm is less than 50%, the color reproducibility is deteriorated.
[0060]
Although it has been described that it is preferable that the conditional expressions (13), (14), and (15) are satisfied for the wavelength λ2 at which | Sλ | is 0.025 mm, the obtained electronic image is enlarged and observed. In consideration of the above, it is more preferable that the wavelength at which | Sλ | is 0.02 mm is λ2, and the conditional expressions (13), (14), and (15) are satisfied. Further, it is more preferable that the wavelength at which | Sλ | is 0.015 mm is λ2, and the conditional expressions (13), (14), and (15) are satisfied.
[0061]
Also, when the above conditional expressions (10), (11), (12), (13), (14), and (15) are satisfied at the same time, color flare is suppressed both on the optical axis and off the optical axis. An imaging optical system can be achieved.
[0062]
The imaging optical system according to the present invention is an imaging optical system that forms a subject image on an electronic imaging device. The minimum F value of the imaging optical system is Fmin, and h line (404.7 when the F value is Fmin). nm) the absolute value of the spherical aberration of the marginal ray of Lh, the absolute value of the spherical aberration of the g ray (435.8 nm) of Lg, the absolute value of the spherical ray of the marginal ray of d line (587.56 nm). When the transmission ratio of h-line of this imaging optical system to Ld and d-line is τh and the transmission ratio of g-line to d-line is τg, the following conditional expression (16) is satisfied and transmission A wavelength λc having a half-value with respect to the transmittance of the d-line may exist between the g-line and the h-line, that is, a characteristic satisfying the following conditional expression (17) may be exhibited.
(Lg−Ld) / Fmin × τh ≦ (Lg−Ld) / Fmin × τg (16) h line (404.7 nm) <λc <g line (435.8 nm) (17)
[0063]
The left side of the conditional expression (16) is obtained by multiplying the h-ray color blur and the h-line transmittance with respect to the d-line color blur near the optical axis. On the other hand, the right side is obtained by multiplying the size of the g-line color blur and the g-line transmittance with respect to the d-line color blur near the optical axis.
[0064]
In general, an imaging optical system using a visible light region as a light source is designed so that no aberration occurs near the d-line. For this reason, the h-line and the g-line are more likely to have color blur, so if the h-line transmittance is reduced and the g-line transmittance is increased to satisfy the above conditional expression (16). , Color flare depending on h line can be suppressed.
If the above conditional expression (17) is satisfied so that the wavelength λc at which the transmittance is half the value of the transmittance of the d-line exists between the g-line and the h-line, the amount of light of the g-line is secured. Color reproducibility can be secured.
[0065]
Further, the imaging optical system according to the present invention also provides the chromatic aberration of magnification with respect to the d-line (587.56 nm) with respect to the d-line (587.56 nm) at an image height ratio of 0.9, similarly to the condition for chromatic aberration on the optical axis. ) Is the lateral aberration amount of the chromaticity of Sh and the imaging of the lateral aberration amount of the chromaticity of the g-line (435.8 nm) with respect to the d-line (587.56 nm) at the maximum image height ratio of 0.9 is Sg and the d-line. When the transmittance ratio of h-line of the optical system is τh and the transmittance ratio of g-line to d-line is τg, the following conditional expression (18) is satisfied, and the transmittance is the transmittance of d-line. On the other hand, it is preferable that the conditional expression (17) is satisfied so that a wavelength λc which is a half value exists between the g-line and the h-line.
| Sh | × τh ≦ | Sg | × τg (18)
[0066]
The left side of the conditional expression (18) is obtained by multiplying the color deviation of the h line with respect to the d line due to the chromatic aberration of magnification and the transmittance of the h line. On the other hand, the right side is obtained by multiplying the color deviation of the g-line with respect to the d-line by the chromatic aberration of magnification and the transmittance of the g-line.
In the same manner as described above, the h-line and the g-line are more likely to have color blur. Therefore, the transmittance of the h-line is decreased and the transmittance of the g-line is increased to increase the conditional expression (18 ), The color flare depending on the h line can be suppressed.
If the above conditional expression (17) is satisfied so that the wavelength λc at which the transmittance is half the value of the transmittance of the d-line exists between the g-line and the h-line, the amount of light of the g-line is secured. Color reproducibility can be secured.
[0067]
The restriction contents of each wavelength used in the above conditional expressions may be achieved in total for the glass material of the optical system. However, a filter as a wavelength correction element for mainly performing wavelength correction is provided in the imaging optical system. May be achieved. It may also be achieved by applying a coating for wavelength correction on the lens surface.
[0068]
Further, when a coating film for performing wavelength correction is applied on a flat surface, the manufacture becomes easy.
Further, if a low-pass filter is provided in the imaging optical system and at least one surface of the low-pass filter is coated with wavelength correction, the number of parts can be reduced.
[0069]
Further, if an infrared cut filter for reducing the infrared light component is disposed in the imaging optical system, and at least one surface of the infrared cut filter is coated with a wavelength correction, the number of parts can be reduced.
[0070]
In addition, if a coating is applied such that there is a wavelength at which the transmittance is between the g-line and h-line, and between 600 nm and 700 nm, the transmittance is half that of the d-line transmittance, an infrared cut filter There is no need to separately arrange the components, and the number of parts can be reduced.
[0071]
In addition, when wavelength correction is performed by providing an optical path dividing means in the optical path of the imaging optical system, the imaging element having an imaging region in which the sensitivity characteristic at the g line has a sensitivity of 30% or more of the sensitivity characteristic at the e line. The wavelength correcting element may be disposed only in the optical path on the side.
In other words, the fact that the sensitivity characteristic at the g-line has 30% or more of the sensitivity characteristic at the e-line means that color flare at a short wavelength is likely to occur. Therefore, if the wavelength that causes chromatic aberration is reduced by the wavelength correction element, the influence of short wavelengths is small in the other optical paths, so that the amount of light can be secured without providing the wavelength correction element.
[0072]
For example, if one of the optical paths divided by the optical path dividing means is an observation optical path that guides the optical path to the observer's eyeball, the human eye originally has low sensitivity on the short wavelength side, and therefore it is necessary to provide a wavelength correction element. There is no.
In addition, when used in a so-called multi-plate type imaging apparatus in which an optical element is divided into a plurality of optical paths by an optical path dividing means and an imaging element having a different spectral sensitivity characteristic is provided in each of the divided optical paths, a short wavelength is used. In the optical path on the imaging element side where the light receiving sensitivity of the region is small, the wavelength correction element is not necessary.
[0073]
An imaging optical system according to the present invention is an imaging optical system that forms a subject image on an electronic imaging element, and has an adjustment element that adjusts the amount of light in the optical path of the imaging optical system. It is preferable to provide a wavelength correction function in which the transmittance between the line and the h line is half the transmittance of the e line.
[0074]
If comprised in this way, it is not necessary to provide a wavelength correction means separately, and can reduce a number of parts.
Specifically, the wavelength correction action can be achieved by mixing a coating or absorbing dye with the adjusting element.
In the present invention, of course, it is more preferable that the characteristics satisfy at least one of the above-described conditional expressions.
The above conditional expressions may be arbitrarily combined.
[0075]
In the imaging optical system according to the present invention, it is preferable that the optical element related to the determination of the focal length in the imaging optical system is constituted by an optical element using only a refraction phenomenon because the configuration becomes simple.
[0076]
Further, the imaging apparatus according to the present invention may be configured by disposing three or more electronic imaging elements having different spectral sensitivity characteristics for obtaining a color image at the rear focal position of the imaging optical system.
[0078]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 6 is a block diagram of a so-called
In the digital camera of this embodiment, a light beam emitted from an object point is composed of an optical element that uses only a refraction phenomenon, and is subjected to an imaging action by a photographing
[0079]
Mosaic filters having three or more different spectral characteristics for obtaining a color image are arranged on the incident surface of the electronic
The light beam incident on the
[0080]
Here, as a feature of the electronic imaging apparatus of the present embodiment, an optical path dividing optical element composed of a
[0081]
On the two-dimensional
[0082]
In the controller 7, based on the luminance information of the electrical signal including the luminance and color information from the
[0083]
Using the electronic image pickup apparatus of the present embodiment configured as described above, a subject with a strong contrast between light and dark, such as indoor shooting in a backlit state against a clear sky as shown in FIG. There is a situation in which a certain number of pixels (for example, pixels having a light reception level of +2 EV or more and pixels of −1 EV or less with respect to proper exposure) exist between a certain number of adjacent pixels (for example, between 6 pixels). When the
[0084]
Therefore, on the
[0085]
In addition, when an image is taken including a region with a sharp contrast, an image including large chromatic aberration is formed on the
[0086]
FIG. 9 is a state explanatory diagram illustrating an example of a luminance difference with respect to appropriate exposure for each pixel in which a part of the
[0087]
The determination of the boundary portion may be calculated from the signal of the
[0088]
Next, a signal processing method will be described.
As an example of the signal processing method, color blur can be reduced by reducing the saturation of the video near the boundary. Color blur tends to cause long-wavelength or short-wavelength color flare from the bright part to the dark part, so that blue and red appear stronger than the actual image, resulting in an unnatural brightness color. Therefore, among the spectral characteristics corresponding to each pixel, the color reproducibility corresponding to the pixel with strong luminance is reduced to the luminance level of other colors, so that the saturation and luminance are reduced, and the color blur is conspicuous. Can be eliminated.
[0089]
Alternatively, the controller 7 as a signal processing means causes the chromaticity in the vicinity of the boundary portion on the dark portion side adjacent to the boundary portion and the low luminance portion to be separated from the boundary portion to the dark portion by a certain pixel (for example, two pixels) or more. Color blur may be reduced by adjusting the frequency to be close to the chromaticity of the side.
[0090]
Further, as a method of detecting the boundary portion of the high luminance difference, appropriate exposure is produced via the controller 7, and proper exposure is obtained via the two-dimensional
[0091]
Further, instead of the two-dimensional
A schematic flowchart of signal processing in the controller 7 is shown in FIG. As shown in FIG. 12, an electric signal including luminance and color information from each pixel of the electronic image sensor is converted into a luminance signal and a color signal by a circuit unit. This luminance signal and / or color signal is also included in the concept of an electric signal including luminance and color information of the present application.
[0092]
Next, the color filter used for the
In order to obtain a color image, a color filter as shown in FIG. 13 or FIG. 14 is arranged on the electromagnetic imaging device so as to have three or more photoelectric conversion elements having different wavelength characteristics. FIG. 13 shows a type called a primary color filter, which is composed of red (R), green (G), and blue (B) filters. Each wavelength characteristic is shown in FIG. FIG. 15 is a type called a complementary color filter, and is composed of cyan (C) magenta (M), yellow (Ye), and green (G) filters. Each wavelength characteristic is shown in FIG.
[0093]
Here, in the case of a complementary color filter, C, M, Ye, and G are converted into R, G, and B by performing the following processing in the controller 7.
Luminance signal
Y = | G + M + Ye + C | × 1/4
Color signal
R−Y = | (M + Ye) − (G + C) |
B−Y = | (M + C) − (G + Ye) |
The primary color filter can be easily processed for color reproduction, and the complementary color filter can reduce the amount of light to the photoelectric conversion surface.
[0094]
In order to obtain a color image, for example, as shown in FIG. 17, a
[0095]
Here, an example of an imaging optical system in which chromatic aberration is used, which is used in the above-described configuration, is shown as numerical data.
Example 1
FIG. 18 is a lens cross-sectional view showing a first example of the image pickup optical system according to the present embodiment. FIG. 19 is a spherical aberration diagram at the wide-angle end in focus at infinity in the image pickup optical system of this example and the magnification with respect to the d line. It is a figure showing chromatic aberration.
[0096]
In the numerical data shown below, r1, r2, r3... Are the radius of curvature of each lens surface, d1, d2, d3... Are the thickness or air spacing of each lens, n1, n2, n3. The refractive index of each lens at the d-line (587.56 nm), v1, v2, v3... Is the Abbe number of each lens.
[0097]
The aspherical shape is z in the optical axis direction, y in the direction perpendicular to the optical axis, r is the radius of curvature, k is the conical coefficient, and AC is the aspherical coefficient.2, ACFour, AC6, AC8, ACTen, AC12Is expressed by the following equation.
z = (y2/ R) / [1 + √ {1- (1 + k) · (y / r)2}] + AC2y2+ ACFouryFour+ AC6y6+ AC8y8+ ACTenyTen+ AC12y12
In the following numerical data, the minimum pixel pitch P of the electronic image sensor is set to 0.003 mm.
In the following, the numerical data of this example is shown as Numerical Example 1.
[0098]
[0099]
[0100]
[0101]
[0102]
[0103]
Aberration amount
Lh = 0.0865mm
Lg = 0.0324mm
Ld = 0.0061mm
(Lh−Ld) /Fmin=0.0394 mm = 13.1P
When (Lλ-Ld) /Fmin=0.05mm
Lλ = 0.0959mm, λ1 = 401nm
When (Lλ-Ld) /Fmin=0.04mm
Lλ = 0.0755mm, λ1 = 409nm
When (Lλ-Ld) /Fmin=0.03mm
Lλ = 0.0551mm, λ1 = 420nm
[0104]
| Sh | = 0.0218mm = 7.3P
| Sg | = 0.0083mm
When | Sλ | = 0.025mm
λ2 = 400nm
When | Sλ | = 0.02mm
λ2 = 408nm
When | Sλ | = 0.015mm
λ2 = 418nm
[0105]
Example 2
FIG. 20 is a lens cross-sectional view showing a second example of the image pickup optical system according to the present embodiment. FIG. 21 shows a spherical aberration diagram at the time of focusing on infinity in the image pickup optical system of this example and chromatic aberration of magnification with respect to the d line. FIG.
In the second embodiment, axial chromatic aberration is corrected, but the chromatic aberration of magnification is not corrected completely.
In the following, the numerical data of this example is shown as Numerical Example 2.
[0106]
[0107]
[0108]
[0109]
Aberration amount
Lh = 0.02972mm
Lg = 0.04734mm
Ld = 0.04041mm
(Lh−Ld) /Fmin=−0.003 mm = −1P
When (Lλ-Ld) /Fmin=0.05mm
Lλ = 0.1036mm, λ1 = 344nm
When (Lλ-Ld) /Fmin=0.04mm
Lλ = 0.0748mm, λ1 = 351nm
When (Lλ-Ld) /Fmin=0.03mm
Lλ = 0.0460mm, λ1 = 360nm
[0110]
| Sh | = 0.0226mm = 7.5P
| Sg | = 0.0100mm
When | Sλ | = 0.025mm
λ2 = 400nm
When | Sλ | = 0.02mm
λ2 = 409nm
When | Sλ | = 0.015mm
λ2 = 420nm
[0111]
In addition, as shown in FIG. 22, the electronic imaging apparatus of the present embodiment has a
[0112]
Since the electronic imaging apparatus according to the present embodiment is configured as described above, even if chromatic aberration occurs due to the reduction in size and weight of the imaging optical system, the luminance signal and color signal of the image to be captured are displayed. By adjusting, it is possible to realize an electronic imaging device with reduced color bleeding.
[0113]
Next, a second embodiment of the electronic imaging apparatus according to the present invention is shown in FIG. In addition, the same structure as 1st Embodiment attaches | subjects the same number, and the description is abbreviate | omitted.
The electronic imaging apparatus of this embodiment is configured to optically remove color flare using a wavelength correction filter for performing wavelength correction.
Specifically, instead of a configuration that removes color flare in the signal processing system, a wavelength correction filter that reduces the transmittance of light in the short wavelength region by applying a coating film that performs wavelength correction on one side of a parallel
[0114]
As the imaging
In this imaging optical system, the optical element related to the determination of the focal length is an optical element using only a refraction phenomenon.
Then, FIG. 24 shows a spectral transmittance curve of only the optical element (imaging
As shown in FIG. 24, when the
Specific numerical data of the imaging optical system in the present embodiment is shown as Numerical Example 3 below.
[0115]
Numerical example 3
λc = 430 nm
τh = 0%
τg = 60%
Sensitivity characteristic at the g-line / sensitivity characteristic at the e-line = 0.35 of the electronic imaging device
[0116]
In combination with Numerical Example 1
When (Lλ-Ld) /Fmin=0.05mm
τ (λ1) = 0%
τ (λ1 + 30) = 52%
When (Lλ-Ld) /Fmin=0.04mm
τ (λ1) = 0%
τ (λ1 + 30) = 62%
When (Lλ-Ld) /Fmin=0.03mm
τ (λ1) = 5%
τ (λ1 + 30) = 82%
[0117]
When | Sλ | = 0.025mm
τ (λ2) = 0%
τ (λ2 + 30) = 50%
When | Sλ | = 0.02mm
τ (λ2) = 0%
τ (λ2 + 30) = 63%
When | Sλ | = 0.015mm
τ (λ2) = 4%
τ (λ2 + 30) = 80%
[0118]
(Lh−Ld) / Fmin × τh = 0
(Lg−Ld) /Fmin×τg=0.01133 mm
| Sh | × τh = 0
| Sg | × τg = 0.498 mm
[0119]
In combination with Numerical Example 2
When (Lλ-Ld) /Fmin=0.05mm
τ (λ1) = 0%
τ (λ1 + 30) = 0%
When (Lλ-Ld) /Fmin=0.04mm
τ (λ1) = 0%
τ (λ1 + 30) = 0%
When (Lλ-Ld) /Fmin=0.03mm
τ (λ1) = 0%
τ (λ1 + 30) = 0%
[0120]
When | Sλ | = 0.025mm
τ (λ2) = 0%
τ (λ2 + 30) = 50%
When | Sλ | = 0.02mm
τ (λ2) = 0%
τ (λ2 + 30) = 65%
When | Sλ | = 0.015mm
τ (λ2) = 5%
τ (λ2 + 30) = 82%
[0121]
(Lh−Ld) / Fmin × τh = 0
(Lg-Ld) / Fmin x τg = 0.004158mm
| Sh | × τh = 0
| Sg | × τg = 0.006 mm
[0122]
Further, the imaging apparatus of the present embodiment can be applied to an imaging apparatus of a different type from the electronic imaging apparatus of FIG. 23. As shown in FIG. 25, the light beam is divided and observed on the object side from the electronic imaging element. The present invention can be applied to a so-called TTL finder type imaging apparatus that uses an observation optical path that guides the optical path to the human eyeball and guides it to the finder
[0123]
The low-
Further, by coating so that the transmittance is between the g-line and the h-line, and between 600 nm and 700 nm, the transmittance is a half-value with respect to the transmittance of the d-line. An action of an infrared cut filter and a color flare reduction action may be performed.
Further, in the three-plate type image pickup device as shown in FIG. 17, the blue image pickup device (B) side having an image pickup region in which the sensitivity characteristic at the g line has a sensitivity of 30% or more of the sensitivity characteristic at the e line. The
[0124]
Furthermore, the structure of the principal part of other embodiment of the electronic imaging device by this invention is shown in FIG. In the present embodiment, a
[0125]
The
[0126]
Although various embodiments have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and the configurations described in the above embodiments may be variously combined or changed according to design needs. It goes without saying that there is nothing.
As described above, the electronic imaging device and the imaging optical system according to the present invention have the following features in addition to the features described in the claims.
[0136]
(1)An electronic imaging device including a plurality of pixels having three or more different spectral characteristics for obtaining a color image, and a mount unit capable of connecting an imaging optical system for forming a subject image on an imaging surface of the electronic imaging device; , A high-intensity difference detection means for detecting the presence or absence of a region where the luminance difference between certain pixels adjacent to the electronic image pickup device exceeds a certain level, and the high-luminance difference detection means detects a luminance difference above a certain level An electronic imaging apparatus, comprising: a warning unit that issues a warning when an error occurs.
[0137]
(2)An electronic imaging device that includes a plurality of pixels having three or more different spectral characteristics for obtaining a color image, converts an image received by the pixel into an electrical signal including luminance and color information, and outputs the electrical image; A mount part that enables connection of an imaging optical system that forms a subject image on the imaging surface of the element, and a boundary part that detects a boundary where the luminance difference between certain adjacent pixels of the electronic imaging element exceeds a certain level. The luminance difference boundary detection unit and the high luminance difference boundary detection unit detect the luminance flare in the vicinity of the boundary including the luminance difference of the predetermined level or more when the luminance difference boundary detection unit detects the luminance difference of the specific level or more. And an electronic image pickup apparatus comprising: a signal processing unit that electrically adjusts an electric signal including color information.
[0138]
(3)An electronic imaging device that includes a plurality of pixels having three or more different spectral characteristics for obtaining a color image, converts an image received by the pixel into an electrical signal including luminance and color information, and outputs the electrical image; A mount unit capable of connecting an imaging optical system for forming a subject image on the imaging surface of the element, an appropriate exposure calculating means for calculating an appropriate exposure value of a shooting area on the electronic image sensor, and the appropriate exposure High luminance difference boundary detection means for detecting a boundary with a large luminance difference by detecting a pixel whose exposure level is saturated by underexposure of 2 EV or less and / or a non-saturated pixel adjacent to the saturated pixel; And signal processing means for electrically adjusting an electric signal including information on the luminance and color so as to reduce color flare in the vicinity of the boundary detected by the high luminance difference boundary detection means. Electronic imaging device, characterized in that.
[0139]
(4)An imaging optical system for forming a subject image on an electronic imaging device, wherein the minimum F value of the optical system is Fmin, and the absolute value of the spherical aberration amount of a marginal ray having an arbitrary wavelength λ when the F value is Fmin. When the absolute value of the spherical aberration of the marginal ray at Lλ, d line (587.56 nm) is Ld, the following conditional expression (3)
(Lλ−Ld) /Fmin=0.05 mm (3)
Where λ1 is in the wavelength region below the d-line, and the wavelength λc at which the transmittance is half the value of the transmittance of the d-line satisfies the following conditional expression (4). An imaging optical system characterized by exhibiting characteristics.
λ1 ≦ λc ≦ d line (587.56 nm) (4)
[0140]
(5)An imaging optical system for forming a subject image on an electronic imaging device, wherein the lateral aberration amount of the chromaticity with respect to the d-line (587.56 nm) at an image height ratio of 0.9 at the maximum image height at an arbitrary wavelength λ is Sλ When the following conditional expression (5)
| Sλ | = 0.025mm (5)
The wavelength λc where λ2 exists in the wavelength region below the d-line and the transmittance is half the value of the transmittance of the d-line satisfies the following conditional expression (6) where λ2 is a wavelength satisfying An imaging optical system characterized by exhibiting characteristics.
λ2 ≦ λc ≦ d line (587.56 nm) (6)
[0141]
(6)An imaging optical system for forming a subject image on an electronic imaging device, wherein the minimum F value of the optical system is Fmin, and the absolute value of the spherical aberration amount of a marginal ray having an arbitrary wavelength λ when the F value is Fmin. When the absolute value of the spherical aberration of the marginal ray at Lλ, d line (587.56 nm) is Ld, the following conditional expression (3)
(Lλ−Ld) /Fmin=0.05 mm (3)
Where λ1 satisfies the following conditional expression (8), and the wavelength λc at which the transmittance is half the value of the d-line transmittance satisfies the following conditional expression (7): An imaging optical system characterized by exhibiting satisfactory characteristics.
390 nm ≦ λc ≦ 440 nm (7)
390 nm ≦ λ1 ≦ 430 nm (8)
[0142]
(7)An imaging optical system for forming a subject image on an electronic imaging device, wherein the lateral aberration amount of the chromaticity with respect to the d-line (587.56 nm) at an image height ratio of 0.9 at the maximum image height at an arbitrary wavelength λ is Sλ When the following equation (5)
| Sλ | = 0.025mm (5)
Where λ2 satisfies the following conditional expression (7), and the wavelength λc at which the transmittance is half the d-line transmittance satisfies the following conditional expression (9): An imaging optical system characterized by exhibiting satisfactory characteristics.
390 nm ≦ λc ≦ 440 nm (7)
390 nm ≦ λ2 ≦ 430 nm (9)
[0143]
(8)An imaging optical system for forming a subject image on an electronic imaging device, wherein the minimum F value of the optical system is Fmin, and the absolute value of the spherical aberration amount of a marginal ray having an arbitrary wavelength λ when the F value is Fmin. When the absolute value of the spherical aberration of the marginal ray at Lλ, d line (587.56 nm) is Ld, the following conditional expression (3)
(Lλ−Ld) /Fmin=0.05 mm (3)
Where λ1 satisfies the following conditional expression (10), the transmittance ratio of the optical system at the wavelength λ1 with respect to the d-line transmittance is τ (λ1), and the wavelength with respect to the d-line transmittance. An imaging optical system characterized by exhibiting characteristics satisfying the following conditional expressions (11) and (12) when the transmittance ratio of the optical system at λ1 + 30 nm is τ (λ1 + 30).
350 nm ≦ λ1 ≦ 550 nm (10)
τ (λ1) ≦ 10% (11)
τ (λ1 + 30) ≧ 50% (12)
[0144]
(9)An imaging optical system for forming a subject image on an electronic imaging device, wherein the lateral aberration amount of the chromaticity with respect to the d-line (587.56 nm) at an image height ratio of 0.9 at the maximum image height at an arbitrary wavelength λ is Sλ When the following conditional expression (5)
| Sλ | = 0.025mm (5)
Where λ2 satisfies the following conditional expression (13), the transmittance ratio of the optical system at the wavelength λ2 with respect to the d-line transmittance is τ (λ2), and the wavelength with respect to the d-line transmittance. An imaging optical system characterized by exhibiting characteristics satisfying the following conditional expressions (14) and (15) when the transmittance ratio of the optical system at λ2 + 30 nm is τ (λ2 + 30):
350 nm ≦ λ2 ≦ 550 nm (13)
τ (λ2) ≦ 10% (14)
τ (λ2 + 30) ≧ 50% (15)
[0145]
(10)The imaging optical system according to any one of (13), (15), and (17), wherein the conditional expression (3) is replaced with the following expression (3 '):
(Lλ−Ld) /Fmin=0.04 mm (3 ′)
[0146]
(11)The imaging optical system according to any one of (13), (15), and (17), wherein the conditional expression (3) is replaced with the following conditional expression (3 ″).
(Lλ−Ld) /Fmin=0.03 mm (3 ″)
[0147]
(12)The imaging optical system according to any one of (14), (16), and (18), wherein the conditional expression (5) is replaced with the following conditional expression (5 ').
| Sλ | = 0.02 mm (5 ')
[0148]
(13)The imaging optical system according to any one of (14), (16), and (18), wherein the conditional expression (5) is replaced with the following conditional expression (5 ″).
| Sλ | = 0.015mm (5 ")
[0149]
(14)An imaging optical system for forming a subject image on an electronic imaging device, wherein the minimum F value of the imaging optical system is Fmin, and the amount of spherical aberration of the marginal ray of h line (404.7 nm) when the F value is Fmin Lh is the absolute value of the spherical aberration of the marginal ray of g line (435.8 nm), Lg is the absolute value of the spherical aberration of the marginal ray of d line (587.56 nm). When the transmittance ratio of the h-line of the imaging optical system to the transmittance is τh and the transmittance ratio of the g-line to the transmittance of the d-line is τg, the following conditional expression (16) is satisfied and the transmittance An imaging optical system characterized in that the wavelength λc at which the half-value with respect to the d-line transmittance exhibits a characteristic satisfying the following conditional expression (17):
(Lh−Ld) / Fmin × τh ≦ (Lg−Ld) / Fmin × τg
...... (16)
h line (404.7 nm) <λc <g line (435.8 nm) (17)
[0150]
(15)An imaging optical system for forming a subject image on an electronic imaging device, wherein the lateral aberration amount of magnification color of h line (404.7 nm) with respect to d line (587.56 nm) at an image height ratio of 0.9 at the maximum image height Sh, the lateral aberration amount of the magnification color of the g line (435.8 nm) with respect to the d line (587.56 nm) at the maximum image height ratio of 0.9, the amount of lateral aberration of the imaging optical system with respect to the Sg, d line When the transmittance ratio is τh and the transmittance ratio of the g-line to the d-line is τg, the wavelength λc that satisfies the following conditional expression (18) and has a half-value of the transmittance with respect to the transmittance of the d-line Shows the characteristic which satisfies the following conditional expression (17).
| Sh | × τh ≦ | Sg | × τg (18)
h line (404.7 nm) <λc <g line (435.8 nm) (17)
[0151]
(16)A coating film for performing wavelength correction is applied on a flat surface.(4)-(15)The imaging optical system according to any one of the above.
[0152]
(17)A low-pass filter is disposed in the imaging optical system, and at least one surface of the low-pass filter is provided with a coating film that performs wavelength correction.(4)-(15)The imaging optical system according to any one of the above.
[0153]
(18)An infrared cut filter for reducing an infrared light component is disposed in the imaging optical system, and at least one surface of the infrared cut filter is provided with a coating film for performing wavelength correction.(4)-(15)The imaging optical system according to any one of the above.
[0154]
(19)The imaging optical system is provided with a coating film exhibiting a characteristic that there exists a wavelength at which the transmittance between the g-line and the h-line and between 600 nm and 700 nm is half the value of the transmittance of the d-line. Characteristic above(4)-(15)The imaging optical system according to any one of the above.
[0155]
(20)An optical path dividing means is provided in the optical path of the imaging optical system, and only the optical path on the imaging element side having an imaging region in which the sensitivity characteristic at the g-line of the electronic imaging element has a sensitivity of 30% or more of the sensitivity characteristic at the e-line. Characterized in that a wavelength correction element is provided.(4)-(15)The imaging optical system according to any one of the above.
[0156]
(21)One of the optical paths divided by the optical path dividing means is an observation optical path that guides the optical path to the eyeball of the observer.(20)The imaging optical system described in 1.
[0157]
(22)The optical path splitting means divides the optical path into a plurality of optical paths, and an image sensor having a different spectral sensitivity characteristic is disposed in each of the plurality of optical paths, and the g-line sensitivity characteristic is e-line. The wavelength correction element is disposed only in the optical path on the image pickup element side having an image pickup region having a sensitivity of 30% or more of the sensitivity characteristic.(20)The imaging optical system described in 1.
[0158]
(23)An imaging optical system for forming a subject image on an electronic imaging device, comprising an adjustment element for adjusting a light amount in an optical path of the optical system, wherein the adjustment element has a transmittance between g-line and h-line. An imaging optical system comprising a wavelength correction function that provides a half value of e-ray transmittance.
[0159]
(24)(4) to (4) above, wherein the optical element related to the determination of the focal length in the imaging optical system is composed of an optical element using only a refraction phenomenon.(23)The imaging optical system according to any one of the above.
[0160]
(25)The electronic imaging device having three or more different spectral sensitivity characteristics for obtaining a color image is disposed at a rear focal position of the imaging optical system.(4)-(24)An electronic imaging apparatus having the imaging optical system according to any one of the above.
[0161]
(26)Among the electronic imaging elements having three or more different spectral sensitivity characteristics for obtaining the color image, the spectral characteristics of at least one electronic imaging element have two high peak wavelengths, and the two peak wavelengths are between the two peak wavelengths. It has a wavelength with a sensitivity of 50% or less for both of two
[0162]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an image pickup optical system and an image pickup apparatus that can reproduce a good image including a color for a wide range of natural subjects with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of an imaging optical system according to the present invention that optically reduces color flare.
2 is a spherical aberration diagram of the imaging optical system in FIG. 1. FIG.
3 is a state explanatory diagram showing a focal position shift amount at a maximum incident height when the imaging optical system of FIG. 1 is viewed in a cross section of a rear focal portion. FIG.
4 is an aberration diagram showing chromatic aberration of magnification of wavelength λ with respect to d-line in the imaging optical system of FIG. 1. FIG.
5 is a diagram showing a state of chromatic aberration on an image plane at an image height ratio of 0.9 on the paraxial image plane in the image pickup optical system of FIG. 1; FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram of a so-called
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a two-dimensional area photometric sensor used in the electronic imaging apparatus of the present embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a state when shooting a subject with a strong contrast between light and dark, such as indoor shooting against a clear sky.
FIG. 9 is a state explanatory diagram illustrating an example of a luminance difference with respect to appropriate exposure for each pixel in which a part of the imaging surface is enlarged.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a state of a two-dimensional area photometric sensor used in the electronic imaging apparatus according to the present embodiment.
FIG. 11 is provided with a plurality of pixels as a photometric area provided with an ND filter as a sensitivity lowering unit on the imaging surface of an electronic imaging device, and using the luminance signal received by the pixels, the boundary portion is defined as described above. It is the figure comprised so that it might detect.
FIG. 12 is a flowchart of signal processing in the controller 7 in the electronic imaging apparatus of the present embodiment.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a primary color filter used in the present embodiment.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a complementary color filter used in the present embodiment.
15 is a wavelength characteristic diagram of the primary color filter of FIG.
16 is a wavelength characteristic diagram of the complementary color filter of FIG.
FIG. 17 is a schematic configuration diagram showing a modification of the imaging optical system of the present embodiment using a color separation prism.
FIG. 18 is a lens cross-sectional view of a first example (numerical example 1) in the imaging optical system of the present embodiment.
19 is a spherical aberration diagram at the time of focusing on infinity at the wide angle end in the imaging optical system of FIG. 18 and a diagram showing chromatic aberration of magnification with respect to the d-line.
FIG. 20 is a lens cross-sectional view of a second example (Numerical Example 2) of the imaging optical system according to the present embodiment.
FIG. 21 is a spherical aberration diagram when focusing on infinity in the imaging optical system of FIG. 20 and a diagram showing chromatic aberration of magnification with respect to d-line.
FIG. 22 is a schematic configuration diagram showing a modification of the present embodiment.
FIG. 23 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of an electronic imaging apparatus according to the present invention in which color flare is optically removed using a wavelength correction filter for performing wavelength correction.
24 is a diagram illustrating a spectral transmittance curve of only the imaging optical system in the imaging optical system of the present embodiment and a spectral transmittance curve when the
FIG. 25 shows a so-called TTL finder type observation optical system that guides to the finder
FIG. 26 is a main part configuration diagram showing still another embodiment of the present invention.
FIG. 27 shows changes in refractive power depending on the wavelength when a single lens having a refractive power (reciprocal of focal length) of 1 at a wavelength of 550 nm is made of a typical glass material and a material called ultra-low dispersion glass. FIG.
FIG. 28 is a diagram showing the amount of deviation of the back focal position with respect to the wavelength of an optical system consisting only of a general refractive optical element with 500 nm as a reference, with the horizontal axis representing wavelength and the vertical axis representing deviation. .
[Explanation of symbols]
1 Imaging optics
1 'Imaging optical system
2 Electronic image sensor
3 Image sensor
4 Image plane
5 Optical axis on
6 Low-pass filter
7 Controller
8 Internal memory
9 Interface
10 P.M. C.
11 LCD monitor
12 Auxiliary memory
13 Electronic imaging device
14 Bonding prism
15 Two-dimensional area photometric sensor
16 Metering area
17 Strobe mechanism
18 Buzzer
19 color flare
20 First prism
21
23 Third prism
24 color separation prism
25 mount
26 Viewfinder optical system
27 Half mirror prism
28 Coating membrane
29 Turret
30 parallel plates
31 -1 stage ND filter
32 -2 stage ND filter
33 -3 stage ND filter
Claims (4)
色収差が発生し前記電子撮像素子の撮像面上に被写体像を形成する撮像光学系と、
前記電子撮像素子の隣接する一定の画素間での輝度差が一定レベル以上になる領域の有無を検出する高輝度差検出手段と、
前記高輝度差検出手段が一定レベル以上の輝度差を検出した際に警告を発する警告手段とを備え、
前記撮像光学系が、前記電子撮像素子の最小画素ピッチをP、最小F値をFminとし、F値がFminのときの波長404.7nmにおけるマージナル光線の球面収差量の絶対値をLh、波長587.56nmにおけるマージナル光線の球面収差量の絶対値をLdとしたときに、次の条件式(1)を満足することを特徴とする電子撮像装置。
(Lh−Ld)/Fmin ≧ 2P ・・・・(1) An electronic imaging device including a plurality of pixels having three or more different spectral characteristics for obtaining a color image;
An imaging optical system for forming an object image on an imaging surface of the front Symbol electronic imaging device chromatic aberration is generated,
A high luminance difference detecting means for detecting the presence or absence of a region where the luminance difference between adjacent pixels of the electronic image sensor becomes a certain level or more;
Warning means for issuing a warning when the high luminance difference detecting means detects a luminance difference of a certain level or more ,
In the imaging optical system, the minimum pixel pitch of the electronic imaging device is P, the minimum F value is Fmin, the absolute value of the spherical aberration of the marginal ray at the wavelength 404.7 nm when the F value is Fmin, Lh, and the wavelength 587. An electronic imaging apparatus characterized by satisfying the following conditional expression (1) when an absolute value of a spherical aberration amount of a marginal ray at .56 nm is Ld .
(Lh−Ld) / Fmin ≧ 2P (1)
色収差が発生し前記電子撮像素子の撮像面上に被写体像を形成する撮像光学系と、
前記電子撮像素子の隣接する一定の画素間での輝度差が一定レベル以上になる領域の有無を検出する高輝度差境界部検出手段と、
前記高輝度差境界部検出手段が一定レベル以上の輝度差を検出した際に警告を発する警告手段とを備え、
前記撮像光学系が、前記電子撮像素子の最小画素ピッチをP、最大像高の像高比0.9、0.7、0.5の何れかにおける波長587.56nmに対する波長404.7nmの倍率色の横収差量をShとしたときに、次の条件式(2)を満足することを特徴とする電子撮像装置。
|Sh| ≧ 2P ・・・・(2) And including an electronic image pickup element a plurality of pixels having three or more different spectral characteristics to obtain a color image,
An imaging optical system for forming an object image on an imaging surface of the front Symbol electronic imaging device chromatic aberration is generated,
High luminance difference boundary detection means for detecting the presence or absence of a region where the luminance difference between adjacent pixels of the electronic image sensor is a certain level or more;
Warning means for issuing a warning when the high-luminance difference boundary detection means detects a luminance difference of a certain level or more ,
The imaging optical system has a magnification of a wavelength of 404.7 nm with respect to a wavelength of 587.56 nm at a minimum pixel pitch of the electronic imaging device of P and a maximum image height ratio of 0.9, 0.7, or 0.5. An electronic imaging apparatus characterized by satisfying the following conditional expression (2) when the amount of lateral aberration of color is Sh .
| Sh | ≧ 2P (2)
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32568599A JP3990081B2 (en) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | Electronic imaging apparatus and imaging optical system |
| US09/612,597 US7057659B1 (en) | 1999-07-08 | 2000-07-07 | Image pickup device and image pickup optical system |
| US11/400,199 US7564497B2 (en) | 1999-07-08 | 2006-04-10 | Image pickup device and image pickup optical system |
| US11/543,855 US7605859B2 (en) | 1999-07-08 | 2006-10-06 | Image pickup device and image pickup optical system that optically reduce color flares |
| US11/543,856 US7432974B2 (en) | 1999-07-08 | 2006-10-06 | Image pickup device and image pickup optical system |
| US11/545,585 US7567288B2 (en) | 1999-07-08 | 2006-10-11 | Image pickup device and image pickup optical system |
| US11/583,059 US7602437B2 (en) | 1999-07-08 | 2006-10-19 | Image pickup device and image pickup optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32568599A JP3990081B2 (en) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | Electronic imaging apparatus and imaging optical system |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007162588A Division JP4700656B2 (en) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Electronic imaging device |
| JP2007162589A Division JP2007328352A (en) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Imaging optical system and electronic imaging apparatus |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001145117A JP2001145117A (en) | 2001-05-25 |
| JP2001145117A5 JP2001145117A5 (en) | 2005-05-26 |
| JP3990081B2 true JP3990081B2 (en) | 2007-10-10 |
Family
ID=18179585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32568599A Expired - Fee Related JP3990081B2 (en) | 1999-07-08 | 1999-11-16 | Electronic imaging apparatus and imaging optical system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3990081B2 (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7362354B2 (en) * | 2002-02-12 | 2008-04-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and system for assessing the photo quality of a captured image in a digital still camera |
| US7221793B2 (en) * | 2003-05-27 | 2007-05-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Systems and methods for providing spatially-varied demosaicing |
| JP3944151B2 (en) | 2003-10-31 | 2007-07-11 | キヤノン株式会社 | Image processing method, image processing apparatus, and image processing program |
| US8144984B2 (en) | 2006-12-08 | 2012-03-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing apparatus, image processing method, and program for color fringing estimation and compensation |
| JP5349790B2 (en) | 2007-11-16 | 2013-11-20 | キヤノン株式会社 | Image processing apparatus, image processing method, and program |
| JP4986820B2 (en) | 2007-11-16 | 2012-07-25 | キヤノン株式会社 | Image processing apparatus and image processing method |
| JP5047048B2 (en) | 2008-04-30 | 2012-10-10 | キヤノン株式会社 | Image processing apparatus, imaging apparatus, control method, program, and storage medium |
| JP5423663B2 (en) * | 2010-12-20 | 2014-02-19 | 株式会社ニコン | Image processing method, image processing program, image processing apparatus, and imaging apparatus |
| CN104904197B (en) | 2012-12-05 | 2016-12-28 | 富士胶片株式会社 | Camera head and abnormal dip incident illumination detection method |
| CN115665343B (en) * | 2022-11-10 | 2025-05-27 | 豪威科技(武汉)有限公司 | Image processing method and readable storage medium |
-
1999
- 1999-11-16 JP JP32568599A patent/JP3990081B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001145117A (en) | 2001-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6771432B2 (en) | Zoom lens, and electronic imaging system using the same | |
| JP4827193B2 (en) | Electronic imaging device | |
| JP6181019B2 (en) | Optical system and optical apparatus | |
| US6545714B1 (en) | Image pickup apparatus | |
| JP4079551B2 (en) | Imaging apparatus and imaging optical system | |
| JPH11202111A (en) | Optical system | |
| JP2018092081A (en) | Imaging lens and optical device | |
| JP3920655B2 (en) | Zoom lens and imaging apparatus using the same | |
| JP2010145828A (en) | Imaging lens | |
| JP4083355B2 (en) | Imaging device | |
| JP3990081B2 (en) | Electronic imaging apparatus and imaging optical system | |
| JPH06289323A (en) | Imaging optical system | |
| US6741760B2 (en) | Image sensing apparatus which intentionally retains longitudinal chromatic aberration | |
| JP6570477B2 (en) | Imaging optical system, projection display device, and imaging device | |
| JP4083356B2 (en) | Imaging apparatus and imaging apparatus system | |
| US20020163585A1 (en) | Surveillance camera system and photographing lens system thereof | |
| JP4700656B2 (en) | Electronic imaging device | |
| JP2002162561A (en) | Shooting lens | |
| JP4081318B2 (en) | Imaging device | |
| US7474349B2 (en) | Image-taking apparatus | |
| JP2007193194A (en) | Imaging device | |
| US7170559B2 (en) | Image pickup apparatus having a beam limiting member | |
| JP2007328352A (en) | Imaging optical system and electronic imaging apparatus | |
| JP2001208964A (en) | Electronic image pickup device | |
| JP5310352B2 (en) | Imaging lens, camera device, and portable information terminal device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040803 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040803 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061011 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070424 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070620 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070717 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070719 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100727 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100727 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110727 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120727 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130727 Year of fee payment: 6 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |