[发明专利]电子图像拾取装置

说明书

技术领域

本发明涉及能够在空气中正常拍摄(图像拍摄)并在水中拍摄的图像拾取装置。

背景技术

即使在其中在陆上拍摄光学系统中令人满意地校正了失真的光学系统中，当安装了在入射窗具有平面平行板的水下外壳并且尝试在水下拍摄时，发生枕形失真(pin-cushion distortion)。这是因为空气的折射率大约为1.00，而水的折射率大约是1.33306。

图12所示的曲线图是示出了当进行了失真校正的光在水中经由平面平行板形式的入射窗入射到拍摄光学系统时的水中入射半图像角和产生的失真量之间的关系的曲线图。纵轴示出入射半图像角(度)而横轴示出所产生的失真量(％)。其揭示了随着图像角变大，枕形失真变得明显。

另一方面，当朝向(在)水下外壳侧的入射窗被制成圆顶形状时，并且当使每个主要光线都相对于入射窗基本垂直入射时，抑制了失真拍摄。然而，在此情况下，入射窗和水介质一起充当凹透镜，并且产生场曲率。此外，圆顶形状的入射窗的生产成本变高。

此外，当在陆地上令人满意地校正了倍率色差时，在通过平面平行板的水下拍摄中，由于水的色散(阿贝数为约62)，在正方向(离开图像平面中心的方向)产生短波长的倍率色差。另一方面，在负方向(靠近图像平面中心的方向)产生长波长的倍率色差，并且容易产生颜色扩展(color spreading)。

日本特开平7-159689号公报和特开2004-252219号公报中公开了在水下拍摄时对像差变化进行补偿的发明。日本特开平7-159689号公报公开了添加透镜部件和衍射滤光器以校正在水下拍摄期间发生的倍率色差或失真的发明。此外，日本特开2004-252219号公报公开了通过在水下外壳的入射窗中使用衍射面以校正色差的理念。

然而，在通过添加透镜部件和衍射滤光器以校正水下拍摄时的像差的方法中，在水下拍摄时的装置整体容易变得较大。此外，在利用衍射面进行像差校正的情况下，由于不必要的次数光(order light)，图像质量容易变差。而且，不可能校正枕形失真。当对在水下拍摄时具有枕形失真的拍摄图像进行电子恢复时，经过图像平面中心的长边方向和短边方向的图像角变得更窄。

考虑到上述问题提出了本发明，而且本发明的目的是提供一种电子图像拾取装置，其无需使用特殊的光学元件就能够在抑制在陆地上拍摄时和水下拍摄时发生变化的像差的影响的同时记录图像。

发明内容

本发明的电子图像拾取装置包括：拍摄光学系统；图像拾取元件，所述图像拾取元件置于所述拍摄光学系统的像侧，并将所述拍摄光学系统形成的像转换为电信号；以及图像恢复部，所述图像恢复部根据拍摄光学系统在空气环境拍摄时和在水下环境拍摄时产生的像差的差异，对所拍摄的图像进行电子恢复。

附图说明

图1A、图1B、图1C和图1D是示出了图像恢复部的恢复功能的概况的图；

图2是示出根据本发明第一实施方式的数字摄像机的示意结构的图；

图3是示出电子图像拾取元件的像素排列的实施例的图；

图4A、图4B和图4C是沿光轴的截面图，示出根据第一实施方式的变焦透镜系统对无穷远物点聚焦时的光学装置，其中，图4A示出广角端状态，图4B示出本发明限定的中间变焦状态，图4C示出了摄远端状态；

图5A、图5B和图5C是示出第一实施方式在陆地上拍摄时对无穷远物点聚焦时的球差、像散、失真、以及倍率色差的图，其中，图5A示出广角端状态，图5B示出中间变焦状态，图5C示出了摄远端状态；

图6A、图6B和图6C是示出第一实施方式在水下拍摄时对无穷远物点聚焦时的球差、像散、失真、以及倍率色差的图，其中，图6A示出广角端状态，图6B示出中间变焦状态，图6C示出了摄远端状态；

图7是示出根据本发明第二实施方式的数字摄像机的示意结构的图；

图8A、图8B和图8C是沿光轴的截面图，示出根据第二实施方式的变焦透镜系统在陆地上拍摄时对无穷远物点聚焦时的光学装置，其中，图8A示出广角端状态，图8B示出本发明限定的中间变焦状态，图8C示出了摄远端状态；

图9A、图9B和图9C是沿光轴的截面图，示出根据第二实施方式的变焦透镜系统在水下上拍摄时对无穷远物点聚焦时的光学装置，其中，图9A示出广角端状态，图9B示出本发明限定的中间变焦状态，图9C示出了摄远端状态；