JPH06205242A

JPH06205242A - 歪曲収差を補正するための電子映像システム

Info

Publication number: JPH06205242A
Application number: JP4348343A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Ito; 一弥伊藤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】撮影光学系が有する歪曲収差の大きさに関わ
りなく歪曲収差を効果的に補正し、高品質の画像を得る
ことができる電子映像システムを提供する。【構成】負の歪曲収差を発生させる撮影光学系と、撮
像素子と、撮像素子から電気信号を受けて撮影光学系に
よって発生した負の歪曲収差を補正する電気信号処理装
置から構成され、該電気信号処理装置が撮影光学系の倍
率を式（１）に示す条件に近似させる手段と、負の歪曲
収差を補正するために式（２）に示す条件に基づいて上
記像の周辺部を伸長し且つ中心部を縮小させる手段を有
する電子映像システム。式（１） β ＝ａβ₀＋β₁ｙ＋β₂ｙ²＋β₃
ｙ³＋・・・式（２） β ≒ ａβ₀ （ａ＜１）但し、ａは近軸倍率縮小率であり、収差の補正前はａ＝
１である。また、ｙは像高、βは上記撮影光学系の倍
率、β₀は近軸横倍率、β₁，β₂，β₃，・・・は係
数である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮影光学系の歪曲収差
を電気的に補正する処理装置を備えた電子映像システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、広角光学系では負の歪曲収差が
生じやすい。かかる収差を補正する場合、光学的手法に
より行うものと電気的手法により行うものとがあるが、
このうち電気的手法によるものとしては特開昭６２−２
３０２６７号公報に開示されたものが知られている。こ
れは、撮影光学系から得られる像を固体撮像素子等に取
り込み、取り込んだ像に、像の周辺部へ到るにつれて輪
郭が伸長されるように座標変換による画像処理を施し、
像を再形成するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】歪曲収差を光学的手法
により補正する場合、収差補正用のレンズや非球面レン
ズを撮影光学系中に設置する必要があることから、光学
系全長が長くなると共に重量が増し、光学系の大型化を
招来するという問題があった。一方、電気的手法による
ものは、撮影光学系の構成に影響を及ぼすことはない
が、像の周辺部が伸長するように画像処理を施した際に
この周辺部の画質が低下し、或いは像の画角が減少する
という問題があった。

【０００４】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、撮影光学系が有する歪曲収差の大きさに関わり
なく歪曲収差を効果的に補正し、高品質の画像を得るこ
とができる電子映像システムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による電子映像シ
ステムは、負の歪曲収差を発生させるように設けられた
撮影光学系と、撮影光学系によって形成された歪曲収差
を含む像を受光する位置に設けられていて像の光電変換
を行う撮像素子と、撮像素子から得られた電気信号を受
け、撮影光学系によって発生した負の歪曲収差を補正す
る電気信号処理装置とから構成されていて、上記電気信
号処理装置が、撮影光学系の倍率を以下の式（１）に示
す条件に近似させる手段と、負の歪曲収差を補正するた
めに以下の式（２）に示す条件に基づいて上記像の周辺
部を伸長し且つ中心部を縮小させる手段とからなること
を特徴としている。式（１） β ＝ａβ₀＋β₁ｙ＋β₂ｙ²＋β₃
ｙ³＋・・・式（２） β ≒ ａβ₀ （ａ＜１）但し、ａは近軸倍率縮小率であり、収差の補正前はａ＝
１である。また、ｙは像高、βは上記撮影光学系の倍
率、β₀は近軸横倍率、β₁，β₂，β₃，・・・は係
数である。

【０００６】

【作用】図面を参照して本発明の作用を説明する。図１
は、角度θで光学系Ｏs に入射した光の負の歪曲収差を
示す図である。図において、光学系Ｏs から焦点距離ｆ
離れた光軸上には理想像高ｙ′に対し、歪曲収差の影響
を受けた実像高ｙの像が結像する。この場合、収差の大
きさＤは次式（３）で表される。式（３）Ｄ＝（ｙ−ｙ′）／ｙ′×１００
（％）また、理想像高ｙ′は次式（４）で表される。式（４）ｙ′＝ｆ・ｔａｎθ 図２は図１の歪曲収差の影響を受けて実像高ｙで像を結
ぶ光学系Ｏs の収差曲線図である。

【０００７】電気的手法では、実像高ｙで結像した像を
理想像高ｙ′に座標変換することで歪曲収差の補正が可
能である。しかし、このままでは収差補正後の画質の劣
化を回避できない。とりわけ負の歪曲収差を補正する場
合、著しく画質が劣化してしまう。一方、同一焦点距離
の光学系では負の歪曲収差が生じた場合、同じ像高に対
する画角は大きくなる。そこで、本発明は、負の歪曲収
差を意識的に大きくして画角が拡げられた画像を取り込
み、この拡がった画角を有効に利用した画像処理が施さ
れるようになっている。即ち、単に像高ｙから像高ｙ′
に座標変換するのではなく、すべての像高，換言すれば
撮影光学系から得られる像の全域において、撮影光学系
の倍率βが補正前の近軸倍率β₀よりも小さな値に揃う
ように画像を形成する。具体的には、撮影光学系の像に
負の歪曲収差を発生させ、これを撮像素子に取り込んで
電気信号に変換する。そして、先ず、この取り込んだ像
の倍率β即ち取り込んだ像の歪曲収差を、次式（１）に
示す条件で近似する。式（１） β ＝ａβ₀＋β₁ｙ＋β₂ｙ²＋β₃
ｙ³＋・・・式（１）において、近軸倍率縮小率ａは、ａ＝１であ
る。

【０００８】そして、取り込んだ像を補正する際に、上
記式（１）の第２項以降の項が０（ゼロ）、且つａ＜１
となるように、つまり、次式（２）に示す条件を満足す
るように、像の周辺部を伸長させ且つ中心部を縮小させ
る画像処理を施す。式（２） β ≒ ａβ₀ （ａ＜１）

【０００９】歪曲収差を有する像に上記補正を行うこと
により、歪曲収差の無いときに得られる画像よりも広い
画角の画像が、歪曲収差なしで再現することができる。
そして、上記式（２）中の近軸倍率縮小率ａを適宜な値
に選定することにより、図３に示すように撮像素子の有
効画面範囲１に取り込まれた歪曲収差を有する像Ｉｍの
周辺部Ｉm1〜Ｉm6は拡大伸長させ、中心部Ｉm7〜Ｉm10
は縮小させるように像を補正することができる。

【００１０】図４を参照して、上記補正について更に詳
しく説明する。像高ｙにおける歪曲収差の値をＦ（ｙ）
×１００（％）とし、また、撮像面の有効画面範囲の周
辺部で最も歪曲収差が小さくなる点の像高をｙ₀とす
る。負の歪曲収差を有するレンズによって投影される像
は、同図（ａ）に示すように歪曲する。図において、１
は撮像素子の有効画面範囲、２はレンズのイメージサー
クル、３は撮像素子に投影される像である。この像３
は、レンズの歪曲収差により理想像高の｛１＋Ｆ
（ｙ）｝倍となっている。この場合、歪曲収差が負なの
でＦ（ｙ）の値は負である。従って、像高ｙの像を［ｙ
／｛１＋Ｆ（ｙ）｝］倍することにより、理想像高ｙ′
に戻すことができる。同図（ｂ）の符号１′は、同図
（ａ）の撮像素子の有効画面範囲１との大きさの比較の
ために本図面上に仮想的に重ねたものである。また、符
号３′は同図（ａ）中の撮像素子に投影された像３を理
想像高ｙ′に戻した状態を示している。

【００１１】更に、この像３′全体を歪曲収差が最も小
さくなる点の像高をｙ₀に合わせて｛１＋Ｆ（ｙ₀）｝
倍したものが同図（ｃ）の符号１３で示すものである。
つまり、このような処理を施すことにより、歪曲収差を
有する撮像面上の像高ｙの像は、画像処理により像高
［｛１＋Ｆ（ｙ₀）｝ｙ／｛１＋Ｆ（ｙ）｝］の点に移
動することになる。即ち、全ての像高で倍率β＝｛１＋
Ｆ（ｙ₀）｝β₀となり、これは上記式（２）中の近軸
倍率縮小率ａの値として、ａ＝１＋Ｆ（ｙ₀）が選定さ
れたことになる。

【００１２】

【実施例】図５は本発明の電子映像システムの構成を示
している。図中、８は形成される像が負の歪曲収差を含
むように設けられた撮影レンズ、９は撮影レンズ８によ
って形成された像を受光する位置に設けられた撮像素
子、１０は撮像素子９から得られた電気信号を受けて像
の歪曲収差の補正を行う画像処理装置、１１は画像処理
装置１０によって収差の補正がなされた像を表示する出
力装置である。以下、撮影レンズ８として夫々撮影倍率
の異なるレンズを使用して像を取り込み、補正処理を行
った場合の実施例を図面を参照して説明する。

【００１３】第１実施例図６は本実施例の撮影レンズの光路展開図である。本実
施例の撮影レンズ８は、歪曲収差を発生させる広角用の
コンバータレンズ群８ａとマスターレンズ群８ｂにより
構成されている。また、その後方にローパスフィルター
や赤外光カットフィルター等のフィルター９ａと、１／
３インチＣＣＤ（固体撮像素子）の前側にあるカバーガ
ラス９ｂとが夫々設けられている。

【００１４】コンバータレンズ群８ａを装着した状態の
光学系の歪曲収差の値Ｄは、３次の多項式で近似すると
次式（１−１）で示され、式（１−１）Ｄ＝−３．４ｙ−２６ｙ²−４１ｙ³ 像倍率βは次式（１−２）で示される。式（１−２） β＝β₀＋（−３．４ｙ−２６ｙ²−４１ｙ³）／１００

【００１５】撮像素子として１／３インチＣＣＤを用い
た場合、周辺部の像高は像高比０．６〜１の範囲であ
り、撮像有効画面範囲の周辺部における歪曲収差の最小
値は、像高比０．６をとって、−２０．４％となる。従
って、本実施例の歪曲収差の補正は、像高ｙにおける像
を、次式（１−３）で示される像高ｙ′に変換すること
により行った。式（１−３）ｙ′＝ 79.55 ｙ／（100 −3.4 ｙ−26ｙ²−41ｙ³）

【００１６】また、補正後の像倍率は撮像有効画面範囲
内で一様に０．７９５５β₀となる。これにより、０．
４２倍の広角用コンバータレンズ群を焦点距離２．９５
ｍｍの光学系に装着した際に得ることができる画像は、
焦点距離２．０４ｍｍ，倍率０．３３倍相当であって歪
曲収差が全く無い光学系により得られる像と同じものと
なる。この場合、周辺部の画像は引き伸ばして得るた
め、イメージサークルは倍率０．８倍，φ５ｍｍのもの
が使用され得、レンズ外径を小さくすることができる。
図６に示した光路展開図のデータを以下に示す。また、
収差曲線図を図７に示す。

【００１７】ｒ₁＝９２３．３３５０ｄ₁＝２．８０００ｎ₁＝１．６０３１１ ν₁
＝６０．７０ｒ₂＝１８．１８４０ｄ₂＝１１．７５００ｒ₃＝−１４０４．８４１０ｄ₃＝２．４０００ｎ₂＝１．６０３４２ ν₂
＝３８．０１ｒ₄＝２８．５１１０ｄ₄＝６．０４００ｒ₅＝４４．３７５０ｄ₅＝２０．５０００ｎ₃＝１．５１６３３ ν₃
＝６４．１５ｒ₆＝−２９．１３４０ｄ₆＝２．００００

【００１８】ｒ₇＝４５．０８２６ｄ₇＝０．９３１０ｎ₄＝１．８４６６６ ν₄
＝２３．７８ｒ₈＝２４．０３２９ｄ₈＝４．８７５９ｎ₅＝１．５８９１３ ν₅
＝６１．１８ｒ₉＝−１６０．５２７４ｄ₉＝０．２０６９ｒ₁₀＝１９．２９１０ｄ₁₀＝２．７９５９ｎ₆＝１．５８９１３ ν₆
＝６１．１８ｒ₁₁＝６４．１８５３ｄ₁₁＝１．０３４５ｒ₁₂＝５３．４８７７ｄ₁₂＝０．７２４１ｎ₇＝１．５８９１３ ν₇
＝６１．１８ｒ₁₃＝６．５６８０ｄ₁₃＝４．０３６９ｒ₁₄＝−８．９７６９ｄ₁₄＝０．７２４１ｎ₈＝１．５４７７１ ν₈
＝６２．８３ｒ₁₅＝８．２４４５ｄ₁₅＝１．８４９０ｎ₉＝１．８０５１８ ν₉
＝２５．４３ｒ₁₆＝２７．２３４９ｄ₁₆＝１６．５８５０ｒ₁₇＝∞（明るさ絞り）ｄ₁₇＝１．５０００ｒ₁₈＝１２．７３５９（非球面）ｄ₁₈＝２．７６８１ｎ₁₀＝１．５９５６１ ν₁₀
＝５６．６０ｒ₁₉＝−２００．３３９３（非球面）ｄ₁₉＝６．１００１ｒ₂₀＝２３．６５５５ｄ₂₀＝０．７２４１ｎ₁₁＝１．８４６６６ ν₁₁
＝２３．７８ｒ₂₁＝８．４３５０ｄ₂₁＝４．０８７９ｎ₁₂＝１．６７７９０ ν₁₂
＝５５．５０ｒ₂₂＝−１８．５３０４（非球面）ｄ₂₂＝８．３９３０ｒ₂₃＝∞ ｄ₂₃＝５．１０００ｎ₁₃＝１．５４７７１ ν₁₃
＝６２．８３ｒ₂₄＝∞ ｄ₂₄＝１．２１００ｒ₂₅＝∞ ｄ₂₅＝０．６０００ｎ₁₄＝１．４８７４９ ν₁₄
＝７０．２０ｒ₂₆＝∞

【００１９】非球面係数第１８面（ｒ₁₈）Ｐ＝−０．２９３０Ａ₄＝０．８２３
９３×１０^-4 Ａ₆＝−０．１５８９１×１０^-5 Ａ₈＝−０．１２６
５５×１０^-7 Ａ₁₀＝−０．７８０１９×１０^-9 第１９面（ｒ₁₉）Ｐ＝１．００００Ａ₄＝０．１３５
９６×１０^-3 Ａ₆＝−０．６９２４１×１０^-6 Ａ₈＝−０．８１８
９１×１０^-7 Ａ₁₀＝０．１０９９７×１０^-9 第２２面（ｒ₂₂）Ｐ＝３．２７８０Ａ₄＝０．１２１
２５×１０^-3 Ａ₆＝０．４６１４８×１０^-6 Ａ₈＝０．３０２
９６×１０^-8 Ａ₁₀＝０．１６４６８×１０^-9

【００２０】第２実施例図８は本実施例の撮影レンズの光路展開図である。本実
施例の撮影レンズ８は、歪曲収差を発生させる広角用の
コンバータレンズ群８ｃと第１実施例のマスターレンズ
群８ｂにより構成されている。また、その後方にローパ
スフィルターや赤外光カットフィルター等のフィルター
９ａと、１／３インチＣＣＤの前側にあるカバーガラス
９ｂとが夫々設けられている。

【００２１】コンバータレンズ群８ｃを装着した状態の
光学系の歪曲収差の値Ｄは、３次の多項式で近似すると
次式（２−１）で示され、式（２−１）Ｄ＝−２．
８ｙ−３８ｙ²−２５ｙ³ 像倍率βは次式（２−２）で示される。式（２−２） β＝β₀＋（−２．８ｙ−３８ｙ²−２５ｙ³）／１００

【００２２】撮像素子として１／３インチＣＣＤを用い
た場合、周辺部の像高は像高比０．６〜１の範囲であ
り、撮像有効画面範囲の周辺部における歪曲収差の最小
値は、像高比０．６をとって、−２０．０６３４％とな
る。従って、本実施例の歪曲収差の補正は、像高ｙにお
ける像を、次式（２−３）で示される像高ｙ′に変換す
ることにより行った。式（２−３）ｙ′＝ 79.47 ｙ／（100 −2.8 ｙ−38ｙ²−25ｙ³）

【００２３】また、補正後の像倍率は撮像有効画面範囲
内で一様に０．７９４７β₀となる。これにより、０．
５倍の広角用コンバータレンズ群を焦点距離３．０９ｍ
ｍの光学系に装着した際に得ることができる画像は、焦
点距離２．４６ｍｍ，倍率０．４倍相当であって歪曲収
差が全く無い光学系により得られる像と同じものとな
る。この場合、周辺部の画像は引き伸ばして得るため、
イメージサークルは倍率０．８倍，φ５ｍｍのものが使
用され得、レンズ外径を小さくすることができる。図８
に示した光路展開図のデータを以下に示す。また、収差
曲線図を図９に示す。

【００２４】ｒ₁＝−２９６．８１８７ｄ₁＝２．００００ｎ₁＝１．６０３１１ ν₁
＝６０．７０ｒ₂＝１５．４６９７ｄ₂＝８．１９９２ｒ₃＝１４３．２４８５ｄ₃＝５．９３６０ｎ₂＝１．４９２４１ ν₂
＝５７．６６ｒ₄＝２１．４４４５ｄ₄＝６．４５１１ｒ₅＝２０．９９４３ｄ₅＝７．９２４６ｎ₃＝１．５１６３３ ν₃
＝６４．１５ｒ₆＝−４６．４７３８ｄ₆＝２．００００

【００２５】ｒ₇＝４５．０８２６ｄ₇＝０．９３１０ｎ₄＝１．８４６６６ ν₄
＝２３．７８ｒ₈＝２４．０３２９ｄ₈＝４．８７５９ｎ₅＝１．５８９１３ ν₅
＝６１．１８ｒ₉＝−１６０．５２７４ｄ₉＝０．２０６９ｒ₁₀＝１９．２９１０ｄ₁₀＝２．７９５９ｎ₆＝１．５８９１３ ν₆
＝６１．１８ｒ₁₁＝６４．１８５３ｄ₁₁＝１．０３４５ｒ₁₂＝５３．４８７７ｄ₁₂＝０．７２４１ｎ₇＝１．５８９１３ ν₇
＝６１．１８ｒ₁₃＝６．５６８０ｄ₁₃＝４．０３６９ｒ₁₄＝−８．９７６９ｄ₁₄＝０．７２４１ｎ₈＝１．５４７７１ ν₈
＝６２．８３ｒ₁₅＝８．２４４５ｄ₁₅＝１．８４９０ｎ₉＝１．８０５１８ ν₉
＝２５．４３ｒ₁₆＝２７．２３４９ｄ₁₆＝１６．５８５０ｒ₁₇＝∞（明るさ絞り）ｄ₁₇＝１．５０００ｒ₁₈＝１２．７３５９（非球面）ｄ₁₈＝２．７６８１ｎ₁₀＝１．５９５６１ ν₁₀
＝５６．６０ｒ₁₉＝−２００．３３９３（非球面）ｄ₁₉＝６．１００１ｒ₂₀＝２３．６５５５ｄ₂₀＝０．７２４１ｎ₁₁＝１．８４６６６ ν₁₁
＝２３．７８ｒ₂₁＝８．４３５０ｄ₂₁＝４．０８７９ｎ₁₂＝１．６７７９０ ν₁₂
＝５５．５０ｒ₂₂＝−１８．５３０４（非球面）ｄ₂₂＝８．３９３０ｒ₂₃＝∞ ｄ₂₃＝５．１０００ｎ₁₃＝１．５４７７１ ν₁₃
＝６２．８３ｒ₂₄＝∞ ｄ₂₄＝１．２１００ｒ₂₅＝∞ ｄ₂₅＝０．６０００ｎ₁₄＝１．４８７４９ ν₁₄
＝７０．２０ｒ₂₆＝∞

【００２６】非球面係数第１８面（ｒ₁₈）Ｐ＝−０．２９３０Ａ₄＝０．８２３
９３×１０^-4 Ａ₆＝−０．１５８９１×１０^-5 Ａ₈＝−０．１２６
５５×１０^-7 Ａ₁₀＝−０．７８０１９×１０^-9 第１９面（ｒ₁₉）Ｐ＝１．００００Ａ₄＝０．１３５
９６×１０^-3 Ａ₆＝−０．６９２４１×１０^-6 Ａ₈＝−０．８１８
９１×１０^-7 Ａ₁₀＝０．１０９９７×１０^-9 第２２面（ｒ₂₂）Ｐ＝３．２７８０Ａ₄＝０．１２１
２５×１０^-3 Ａ₆＝０．４６１４８×１０^-6 Ａ₈＝０．３０２
９６×１０^-8 Ａ₁₀＝０．１６４６８×１０^-9

【００２７】第３実施例図１０は本実施例の撮影レンズの光路展開図である。本
実施例では、撮像素子９として、受光面が２４ｍｍ×３
６ｍｍの大きさのものを用いている。本実施例の光学系
の歪曲収差の値Ｄは、３次の多項式で近似すると次式
（３−１）で示され、式（３−１）Ｄ＝−１．３ｙ−３３ｙ²−２．９ｙ³ 像倍率βは次式（３−２）で示される。式（３−２）β＝β₀＋（−１．３ｙ−３３ｙ²−２．９ｙ³）／１００

【００２８】撮像素子として、受光面が２４ｍｍ×３６
ｍｍの大きさのものを用いた場合、周辺部の像高は像高
比０．５６〜１の範囲であり、撮像有効画面範囲の周辺
部における歪曲収差の最小値は、像高比０．５６をとっ
て、−１１．６％となる。従って、本実施例の歪曲収差
の補正は、像高ｙにおける像を、次式（３−３）で示さ
れる像高ｙ′に変換することにより行った。式（３−３）ｙ′＝ 88.4ｙ／（100 −1.3 ｙ−33ｙ²−2.9 ｙ³）

【００２９】また、補正後の像倍率は撮像有効画面範囲
内で一様に０．８８４β₀となる。これにより、焦点距
離２１ｍｍの光学系で得ることができる画像は、焦点距
離１８．６ｍｍ相当で歪曲収差が全く無い光学系により
得られる像と同じものとなる。この場合、周辺部の画像
は引き伸ばして得るため、イメージサークルは倍率０．
８５倍，φ３６．７ｍｍのものが使用され得、レンズ外
径を小さくすることができる。図１０に示した光路展開
図のデータを以下に示す。また、収差曲線図を図１１に
示す。

【００３０】ｒ₁＝１７．２６８９ｄ₁＝１．５０６１ｎ₁＝１．６１８００ ν₁
＝６３．３８ｒ₂＝９．００９８ｄ₂＝３．８７４７ｒ₃＝２３．４１１２ｄ₃＝１．４９７５ｎ₂＝１．７１３００ ν₂
＝５３．８９ｒ₄＝９．０５３８ｄ₄＝２．７１８１ｒ₅＝２４．３５１９ｄ₅＝６．００００ｎ₃＝１．５９５５１ ν₃
＝３９．２１ｒ₆＝∞ ｄ₆＝７．２４７１ｎ₄＝１．５９５５１ ν₄
＝３９．２１ｒ₇＝−１５．００４８ｄ₇＝０．４９８４ｒ₈＝∞（明るさ絞り）ｄ₈＝１．０９８４ｒ₉＝−２５．２１２４ｄ₉＝４．６５６６ｎ₅＝１．８４６６６ ν₅
＝２３．９０ｒ₁₀＝９１．１３３８ｄ₁₀＝０．６４８４ｒ₁₁＝−４２．３０９１ｄ₁₁＝１．９９７８ｎ₆＝１．６１８００ ν₆
＝６３．３８ｒ₁₂＝−１４．９０１２ｄ₁₂＝０．１５００ｒ₁₃＝−２６２．１３９５ｄ₁₃＝２．７０００ｎ₇＝１．６１８００ ν₇
＝６３．３８ｒ₁₄＝−２２．０７４９

【００３１】尚、上述の各実施例において、ｒ₁，ｒ₂
・・・は各レンズ面の曲率半径、ｄ ₁，ｄ₂，・・・は
各レンズの肉厚又はレンズ間隔、ｎ₁，ｎ₂，・・・は
各レンズの屈折率、ν₁，ν₂，・・・は各レンズのア
ッベ数である。また、非球面形状は、光軸方向をＸ，光
軸に直交する方向をＹとしたとき、次の式にて表され
る。上記式において、Ｒは光軸上の曲率半径、Ｐは円錐係
数、Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀は夫々非球面係数である。

【００３２】

【発明の効果】以上、本発明の電子映像システムによれ
ば、撮影光学系から得られる像の全域で、撮影光学系の
倍率が補正前の近軸倍率よりも小さな値に揃うように画
像処理を施すことにより、歪曲収差を効果的に補正する
ことができると共に、近軸倍率を小さくすることによる
画面周辺のケラレの発生を防止しつつ画面中心部の解像
度を向上させ、画像の品質を高めることができる。ま
た、本発明の電子映像システムは、撮影光学系が有する
歪曲収差をその大きさに関わらず補正することができる
ので、例えば撮影光学系を構成する広角レンズ等の各レ
ンズを歪曲収差の発生量に拘束されることなく設計する
ことができる。従って、他の収差補正が容易となり、撮
影光学系を構成するレンズの減数や小型化が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】角度θで光学系Ｏs に入射した光の負の歪曲収
差を示す図である。

【図２】図１の歪曲収差の影響を受けて実像高ｙで像を
結ぶ光学系Ｏs の収差線図である。

【図３】本発明の電子映像システムにおける収差補正の
概念図である。

【図４】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は夫々本発明の電子
映像システムにおける収差補正方法を説明するための図
である。

【図５】本発明の電子映像システムの構成を示す図であ
る。

【図６】本発明の第１実施例における撮影レンズの光路
展開図である。

【図７】第１実施例における収差曲線図である。

【図８】本発明の第２実施例における撮影レンズの光路
展開図である。

【図９】第２実施例における収差曲線図である。

【図１０】本発明の第３実施例における撮影レンズの光
路展開図である。

【図１１】第３実施例における収差曲線図である。

【符号の説明】

１・・・撮像素子の有効画面範囲２・・・レンズのイメージサークル３，３′，１３・・・撮像素子に投影される像８・・・撮影レンズ９・・・撮像素子１０・・・画像処理装置１１・・・出力装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】負の歪曲収差を発生させるように設けら
れた撮影光学系と、該撮影光学系によって形成された歪
曲収差を含む像を受光する位置に設けられていて上記像
の光電変換を行う撮像素子と、該撮像素子から得られた
電気信号を受け、上記撮影光学系によって発生した負の
歪曲収差を補正する電気信号処理装置とから構成されて
いて、上記電気信号処理装置が、上記撮影光学系の倍率を以下
の式（１）に示す条件に近似させる手段と、上記負の歪
曲収差を補正するために以下の式（２）に示す条件に基
づいて上記像の周辺部を伸長し且つ中心部を縮小させる
手段とからなることを特徴とする電子映像システム。式（１） β ＝ａβ₀＋β₁ｙ＋β₂ｙ²＋β₃
ｙ³＋・・・式（２） β ≒ ａβ₀ （ａ＜１）但し、ａは近軸倍率縮小率であり、上記収差の補正前は
ａ＝１である。また、ｙは像高、βは上記撮影光学系の
倍率、β₀は近軸横倍率、β₁，β₂，β₃，・・・は
係数である。