JP2019020734A - 撮像レンズ - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、撮像レンズを提供する。【解決手段】前記撮像レンズは、複数のレンズを含むレンズ群と、前記レンズ群に設けられる絞りとを備え、前記複数のレンズにコード面が含まれ、前記コード面に波面コード化の面形状が設けられ、前記コード面が前記絞りと隣接する。本発明の撮像レンズは、波面コード化の面形状が重ね合わせられた非球面によって撮像レンズの光路分布を変調可能であるため、撮像レンズのＭＴＦ（変調伝達関数）がデフォーカス（像面位置が理想的な像面からずれる）に鈍感し、焦点深度を広くする目的を達成する。【選択図】図１

Description

本発明は、光学結像技術分野に関し、具体的に波面コード化の面形状を有する撮像レンズに関する。
近年、撮像技術の発展及び撮影機能を有する電子製品の登場に伴い、撮像レンズが様々な製品に広く応用されている。
しかし、従来の撮像レンズは、デフォーカスの増大につれて、ＭＴＦ（変調伝達関数）が急激に低下し、且つ、ＭＴＦ曲線に零点が生じるため、画像情報が失われ、鮮明な画像が結像されにくく、且つノイズを増幅させる。
また、従来の撮像レンズは、レンズ／表面の偏心が増大するにつれて、ＭＴＦが急激に低下し、各視野のＭＴＦ性能が大きく一致せず、鮮明な画像が結像されにくく、且つノイズを増幅させる。
従って、新たな構成を有する撮像レンズを研究する必要がある。
デフォーカスの増大及び表面の偏心の増大に伴い、ＭＴＦが急激に低下し、且つＭＴＦ曲線に零点が生じることによって、画像情報が失われ、鮮明な画像が結像され難く、且つノイズを増幅させる、撮像レンズの問題を解決するために、本発明は、新型の撮像レンズを提供する。
上記目的を達成すべく、本発明は、撮像レンズを提供する。当該撮像レンズは、複数のレンズを含むレンズ群と、前記レンズ群に設けられる絞りとを備え、前記複数のレンズにコード面が含まれ、前記コード面に波面コード化の面形状が設けられ、前記コード面が前記絞りと隣接する。
好ましくは、前記コード面における各点の矢高Ｚは、以下の条件式（１）を満たす。
Ｚ＝Ｚ１＋Ｚ２ （１）
ただし、Ｚ１は通常の面形状の矢高であり、Ｚ２は前記波面コード化の面形状の矢高である。
好ましくは、前記通常の面形状の矢高Ｚ１は、偶数次の非球面方程式を満たす。
好ましくは、前記波面コード化の面形状の矢高Ｚ２は、以下の条件式（２）〜（３）を満たす。
Figure 2019020734
（２）
Figure 2019020734
（３）
ただし、Ｂは波面コード化係数であり、ｎは前記コード面の材料の主波長λにおける屈折率であり、Ｄは前記波面コード化の面形状の口径の大きさであり、ｘ、ｙは前記波面コード化の面形状における座標である。
好ましくは、前記波面コード化係数Ｂは、以下の条件式（４）を満たす。
５π≦Ｂ≦５０π （４）
好ましくは、前記撮像レンズは、さらに以下の条件式（５）を満たす。
０≦ｄｓ≦０．２ｍｍ （５）
ただし、ｄｓは前記波面コード化の面形状の縁と前記絞りとの光軸方向における間隔である。
好ましくは、前記レンズ群は、４つの前記レンズからなる。
好ましくは、前記コード面は、前記絞りの物体側に位置する。
好ましくは、前記コード面は、前記絞りの像側に位置する。
本発明の有益な効果は、以下の通りである。即ち、本発明の撮像レンズは、波面コード化の面形状が重ね合わせられた非球面によって撮像レンズの光路分布を変調可能であるため、撮像レンズのＭＴＦ（変調伝達関数）がデフォーカス（像面位置が理想的な像面からずれる）に鈍感し、各視野のＭＴＦ性能がほぼ一致し、且つＭＴＦ曲線に高周波数から低周波数にかけて零点が生じることなく、情報がよく保存され、適切なフィルタ関数で鮮明な画像に復元可能であり、焦点深度を広くする目的を達成する。また、波面コード化の面形状が重ね合わせられた非球面が撮像レンズの光路分布を変調可能であるため、撮像レンズのＭＴＦがレンズ／表面の偏心に鈍感し、各視野のＭＴＦ性能がほぼ一致し、且つＭＴＦ曲線に高周波数から低周波数にかけて零点が生じることなく、情報がよく保存され、適切なフィルタ関数で鮮明な画像に復元可能であり、公差感度を低下させる目的を達成する。
本発明の第１実施例に係る撮像レンズの構成を示す模式図である。 第１実施例における従来の撮像レンズの合焦でのＭＴＦ曲線である。 第１実施例における従来の撮像レンズのデフォーカス０．０２４ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 第１実施例における従来の撮像レンズのデフォーカス０．０４８ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 本発明の第１実施例における波面コード化の面形状が重ね合わせられた撮像レンズの合焦でのＭＴＦ曲線である。 本発明の第１実施例における波面コード化の面形状が重ね合わせられた撮像レンズのデフォーカス０．０２４ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 本発明の第１実施例における波面コード化の面形状が重ね合わせられた撮像レンズのデフォーカス０．０４８ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 第１実施例における従来の撮像レンズのＬ１Ｒ２面の偏心０．００１ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 第１実施例における従来の撮像レンズのＬ１Ｒ２面の偏心０．００３ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 本発明の第１実施例における波面コード化の面形状が重ね合わせられた撮像レンズのＬ１Ｒ２面の偏心０．００１ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 本発明の第１実施例における波面コード化の面形状が重ね合わせられた撮像レンズのＬ１Ｒ２面の偏心０．００３ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 本発明の第２実施例における撮像レンズの構成を示す模式図である。 第２実施例における従来の撮像レンズの合焦でのＭＴＦ曲線である。 第２実施例における従来の撮像レンズのデフォーカス０．０２４ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 第２実施例における従来の撮像レンズのデフォーカス０．０４８ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 本発明の第２実施例における波面コード化の面形状が重ね合わせられた撮像レンズの合焦でのＭＴＦ曲線である。 本発明の第２実施例における波面コード化の面形状が重ね合わせられた撮像レンズのデフォーカス０．０２４ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 本発明の第２実施例における波面コード化の面形状が重ね合わせられた撮像レンズのデフォーカス０．０４８ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 第２実施例における従来の撮像レンズのＬ１Ｒ１面の偏心０．００１ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 第２実施例における従来の撮像レンズのＬ１Ｒ１面の偏心０．００３ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 本発明の第２実施例における波面コード化の面形状が重ね合わせられた撮像レンズのＬ１Ｒ１面の偏心０．００１ｍｍでのＭＴＦ曲線である。 本発明の第２実施例における波面コード化の面形状が重ね合わせられた撮像レンズのＬ１Ｒ１面の偏心０．００３ｍｍでのＭＴＦ曲線である。
以下、実施例で本発明の撮像レンズＬＡを説明する。各実施例に記載の符号が以下に示される。距離、半径及び中心厚の単位はｍｍである。
ｆ ：撮像レンズＬＡ全体の焦点距離
ｆ１ ：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ２ ：第２レンズＬ２の焦点距離
ｆ３ ：第３レンズＬ３の焦点距離
ｆ４ ：第４レンズＬ４の焦点距離
Ｆｎo ：Ｆ値
２ω ：全画角
Ｓ１ ：絞り
Ｒ ：光学面の曲率半径、レンズの場合には、中心曲率半径
Ｒ１ ：第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径
Ｒ２ ：第１レンズＬ１の像側面の曲率半径
Ｒ３ ：第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径
Ｒ４ ：第２レンズＬ２の像側面の曲率半径
Ｒ５ ：第３レンズＬ３の物体側面の曲率半径
Ｒ６ ：第３レンズＬ３の像側面の曲率半径
Ｒ７ ：第４レンズＬ４の物体側面の曲率半径
Ｒ８ ：第４レンズＬ４の像側面の曲率半径
Ｒ９ ：ガラス平板ＧＦの物体側面の曲率半径
Ｒ１０ ：ガラス平板ＧＦの像側面の曲率半径
ｄ ：レンズの中心厚、レンズ間の距離
ｄ０ ：絞りＳ１から第１レンズＬ１の物体側面までの軸上距離
ｄ１ ：第１レンズＬ１の中心厚
ｄ２ ：第１レンズＬ１の像側面から第２レンズＬ２の物体側面までの軸上距離
ｄ３ ：第２レンズＬ２の中心厚
ｄ４ ：第２レンズＬ２の像側面から第３レンズＬ３の物体側面までの軸上距離
ｄ５ ：第３レンズＬ３の中心厚
ｄ６ ：第３レンズＬ３の像側面から第４レンズＬ４の物体側面までの軸上距離
ｄ７ ：第４レンズＬ４の中心厚
ｄ８ ：第４レンズＬ４の像側面からガラス平板ＧＦの物体側面までの軸上距離
ｄ９ ：ガラス平板ＧＦの中心厚
ｄ１０ ：ガラス平板ＧＦの像側面から像面までの軸上距離
ｎｄ ：ｄ線の屈折率
ｎｄ１ ：第１レンズＬ１のｄ線の屈折率
ｎｄ２ ：第２レンズＬ２のｄ線の屈折率
ｎｄ３ ：第３レンズＬ３のｄ線の屈折率
ｎｄ４ ：第４レンズＬ４のｄ線の屈折率
ｎｄ５ ：ガラス平板ＧＦのｄ線の屈折率
νｄ ：アッベ数
ν１ ：第１レンズＬ１のアッベ数
ν２ ：第２レンズＬ２のアッベ数
ν３ ：第３レンズＬ３のアッベ数
ν４ ：第４レンズＬ４のアッベ数
ν５ ：ガラス平板ＧＦのアッベ数
ＴＴＬ ：光学長(第１レンズＬ１の物体側面から像面までの軸上距離)
ＬＢ ：第４レンズＬ４の像側面から像面までの軸上距離(ガラス平板ＧＦの厚みを含む)
ｙ=(ｘ２／Ｒ)／[１＋{１−(ｋ＋１)(ｘ２／Ｒ２)}１／２]
＋Ａ４ｘ４＋Ａ６ｘ６＋Ａ８ｘ８＋Ａ１０ｘ１０＋Ａ１２ｘ１２＋Ａ１４ｘ１４＋Ａ１６ｘ１６ (６)
ここで、Ｒは軸上の曲率半径であり、ｋは円錐係数であり、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４及びＡ１６は非球面係数である。
各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式(６)で表される非球面を使用している。しかしながら、本発明は、特にこの式（６）の非球面多項式に限定されるものではない。
以下、図１乃至図１０ｂを参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１に示すように、本発明は撮像レンズＬＡを提供する。前記撮像レンズＬＡはレンズ群を備え、当該レンズ群が複数のレンズを備えてもよく、例えば、図１に示すように、順に配置された、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４からなる。当然ながら、当該レンズ群は他の数及び種類のレンズを備えてもよく、これに限定されない。
ここで、上記撮像レンズＬＡは、前記レンズ群に設けられる絞りＳ１をさらに備える。また、複数のレンズには、コード面が含まれる。即ち、少なくとも１つのレンズに、例えば、第１レンズＬ１にコード面が設けられている。当該コード面に波面コード化の面形状が設けられ、前記コード面が前記絞りＳ１と隣接する。即ち、コード面が絞りＳ１の近傍に設けられ、例えば、絞りＳ１の像側に位置してもよく、絞りＳ１の物体側などに位置してもよく、ここで限定されない。
好ましくは、前記コード面における各点の矢高Ｚは、条件式Ｚ＝Ｚ１＋Ｚ２を満たす。
ここで、Ｚ１が通常の面形状の矢高であり、Ｚ２が前記波面コード化の面形状の矢高である。
好ましくは、前記通常の面形状の矢高Ｚ１は、偶数次の非球面方程式を満たし、具体的に、当該通常の面形状の矢高Ｚ１が満足する方程式について、上記条件式（６）を参照してもよく、ここで繰り返し述べない。
好ましくは、前記波面コード化の面形状の矢高Ｚ２は、条件式
Figure 2019020734
、
Figure 2019020734
を満たす。
ここで、Ｂは波面コード化係数であり、ｎは前記コード面の材料が主波長λにおける屈折率であり、Ｄは前記波面コード化の面形状の口径の大きさであり、ｘ、ｙは前記波面コード化の面形状における座標である。
好ましくは、前記波面コード化係数Ｂは、条件式５π≦Ｂ≦５０πを満たす。
より好ましくは、前記波面コード化係数Ｂは、条件式５π≦Ｂ≦１０πを満たす。
好ましくは、前記撮像レンズは、さらに条件式０≦ｄｓ≦０．２ｍｍを満たす。
ここで、ｄｓは前記波面コード化の面形状の縁と前記絞りS１との光軸方向における間隔である。
より好ましくは、前記撮像レンズは、条件式０．０２ｍｍ≦ｄｓ≦０．１ｍｍを満たす。
好ましくは、前記コード面は、前記絞りＳ１の物体側に位置する。
好ましくは、前記コード面は、前記絞りＳ１の像側に位置する。
本発明の撮像レンズＬＡは、波面コード化の面形状が重ね合わせられた非球面によって撮像レンズＬＡの光路分布を変調可能であるため、撮像レンズＬＡのＭＴＦ（変調伝達関数）がデフォーカス（像面位置が理想的な像面からずれる）に鈍感し、各視野のＭＴＦ性能がほぼ一致し、且つＭＴＦ曲線に高周波数から低周波数にかけて零点が生じることなく、情報がよく保存され、適切なフィルタ関数で鮮明な画像に復元可能であり、焦点深度を広くする目的を達成する。具体的に、以下の２つの実施例に示されている。
また、本発明の撮像レンズＬＡは、波面コード化の面形状が重ね合わせられた非球面が撮像レンズの光路分布を変調可能であるため、撮像レンズのＭＴＦがレンズ／表面の偏心に鈍感し、各視野のＭＴＦ性能がほぼ一致し、且つＭＴＦ曲線が高周波数から低周波数にかけて零点が生じることなく、情報がよく保存され、適切なフィルタ関数で鮮明な画像に復元可能であり、公差感度を低下させる目的を達成する。具体的に、以下の２つの実施例に示されている。
＜実施例１＞
図１に示すように、本発明の撮像レンズＬＡは、順に配置された、４つのレンズ、即ち、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４を備える。
ここで、図１には、前記コード面が前記絞りＳ１の物体側に位置することが示され、即ち、Ｌ１Ｒ１面であり、波面コード化係数Ｂ＝５πであり、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１＝２．２０であり、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２＝−５．５６であり、第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３＝１．６９であり、第４レンズＬ４の焦点距離ｆ４＝−１．４０であり、当該撮像レンズＬＡの合成焦点距離ｆ＝２．９２であり、当該撮像レンズＬＡの画角ＦＯＶ＝７５．６°であり、像高ＩＨ＝２．２９７ｍｍであり、光学長ＴＴＬ＝３．４であり、絞り値ＦＮｏ＝２である。
当該第１実施例における撮像レンズＬＡの他の光学パラメータは表１と表２に示す。ここで、表１のデータには、実施例１において撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４の物体側面及び像側面の曲率半径Ｒ、レンズの中心厚及びレンズ間の軸上距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄがある。表２のデータには、円錐係数ｋ、非球面係数がある。
Figure 2019020734
Figure 2019020734
従来の撮像レンズの異なるデフォーカス量でのＭＴＦ曲線は図２ａ、図２ｂ、図２ｃで示す。ここで、図２ａは合焦での従来の撮像レンズのＭＴＦ曲線を示し、図２ｂはデフォーカス０．０２４ｍｍでの従来の撮像レンズのＭＴＦ曲線を示す。図２ｃはデフォーカス０．０４８ｍｍでの従来の撮像レンズのＭＴＦ曲線を示す。
図２ａ、図２ｂ及び図２ｃからわかるように、従来の撮像レンズは、デフォーカスの増大に伴い、ＭＴＦが急激に低下し、且つＭＴＦ曲線に零点が生じることによって、画像情報が失われ、鮮明な画像を復元しにくく、且つノイズを増幅させる。当該従来の撮像レンズの焦点深度の範囲は、
Figure 2019020734
＝±０．００６ｍｍである。
本実施例の構成を有する撮像レンズＬＡは、波面コード化の面形状が加えられ、異なるデフォーカス量でのＭＴＦ曲線は図３ａ、図３ｂ及び図３ｃに示す。
ここで、図３ａは合焦での本実施例の構成を有する撮像レンズＬＡのＭＴＦ曲線である。図３ｂはデフォーカス０．０２４ｍｍでの本実施例の構成を有する撮像レンズＬＡのＭＴＦ曲線を示す。図３ｃはデフォーカス０．０４８ｍｍでの本実施例の構成を有する撮像レンズＬＡのＭＴＦ曲線を示す。
図３ａ、図３ｂ及び図３ｃからわかるように、波面コード化の面形状が重ね合わせられた非球面は、撮像レンズＬＡの光路分布を変調することができることにより、撮像レンズのＭＴＦ（変調伝達関数）がデフォーカス（像面位置が理想的な像面からずれる）に鈍感し、各視野のＭＴＦ性能がほぼ一致し、且つＭＴＦ曲線が高周波数から低周波数にかけて零点が生じることなく、情報がよく保存され、適切なフィルタ関数で鮮明な画像に復元可能であり、焦点深度を広くする目的を達成する。当該波面コード化の撮像レンズＬＡの焦点深度の範囲は０．０４８ｍｍであり、同じ仕様の従来の撮像レンズの８倍になる。
従来の撮像レンズの表面の偏心でのＭＴＦ曲線は図４ａと図４ｂに示す。ここで、図４ａはＬ１Ｒ２面の偏心０．００１ｍｍでの従来の撮像レンズのＭＴＦ曲線を示し、図４ｂはＬ１Ｒ２面の偏心０．００３ｍｍでの従来の撮像レンズのＭＴＦ曲線を示す。
図４ａと図４ｂからわかるように、従来の撮像レンズは、表面の偏心の増大に伴い、ＭＴＦが急激に低下し、各視野のＭＴＦ性能が大きく一致せず、鮮明な画像を復元しにくく、且つノイズを増幅させる。当該従来の撮像レンズの偏心の許容量は約０．００１ｍｍである。即ち、偏心が０．００１ｍｍ以内であれば、要求が満足される。
本実施例の構成を有する撮像レンズＬＡは、波面コード化の面形状が加えられ、その表面の偏心でのＭＴＦ曲線は図５ａ、図５ｂに示す。ここで、図５ａは、Ｌ１Ｒ２面の偏心０．００１ｍｍでの本実施例の構成を有する撮像レンズＬＡのＭＴＦ曲線を示し、図５ｂはＬ１Ｒ２面の偏心０．００３ｍｍでの本実施例の構成を有する撮像レンズＬＡのＭＴＦ曲線を示す。
図５ａと図５ｂからわかるように、波面コード化の面形状が重ね合わせられた非球面が、撮像レンズの光路分布を変調可能であるため、撮像レンズのＭＴＦがレンズ／表面の偏心に鈍感し、各視野のＭＴＦ性能がほぼ一致し、且つＭＴＦ曲線が高周波数から低周波数にかけて零点が生じることなく、情報がよく保存され、適切なフィルタ関数で鮮明な画像に復元可能であり、公差感度を低下させる目的を達成する。当該波面コード化の撮像レンズＬＡの偏心許容量は０．００３ｍｍである。即ち、偏心が０．００３ｍｍ以内であれば、要求が満足される。当該偏心許容量は、同じ仕様の従来の撮像レンズの偏心許容量の３倍になる。
＜実施例２＞
図６に示すように、本発明の撮像レンズＬＡは、順に配置された、４つのレンズ、即ち、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４からなる。ここで、図６には、前記コード面が前記絞りＳ１の像側に位置することが示され、即ち、Ｌ１Ｒ２面であり、波面コード化係数Ｂ＝５πであり、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１＝２．６２であり、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２＝−５．７７であり、第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３＝１．３７であり、第４レンズＬ４の焦点距離ｆ４＝−２．０８であり、当該撮像レンズＬＡの合成焦点距離ｆ＝２であり、当該撮像レンズＬＡの画角ＦOＶ＝８３°であり、像高ＩＨ＝１．８１４ｍｍであり、光学長ＴＴＬ＝２．９６７であり、絞り値ＦＮｏ＝２である。
当該第２実施例における撮像レンズＬＡの他の光学パラメータは表３と表４に示す。ここで、表３のデータには、実施例２において撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４の物体側面及び像側面の曲率半径Ｒ、レンズの中心厚及びレンズ間の軸上距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄがある。表４のデータには、円錐係数ｋ、非球面係数がある。
Figure 2019020734
Figure 2019020734
従来の撮像レンズの異なるデフォーカス量でのＭＴＦ曲線は図７ａ、図７ｂ、図７ｃで示す。ここで、図７ａは合焦での従来の撮像レンズのＭＴＦ曲線を示し、図７ｂはデフォーカス０．０２４ｍｍでの従来の撮像レンズのＭＴＦ曲線を示す。図７ｃはデフォーカス０．０４８ｍｍでの従来の撮像レンズのＭＴＦ曲線を示す。
図７ａ、図７ｂ及び図７ｃからわかるように、従来の撮像レンズは、デフォーカスの増大に伴い、ＭＴＦが急激に低下し、且つＭＴＦ曲線に零点が生じることによって、画像情報が失われ、鮮明な画像を復元しにくく、且つノイズを増幅させる。当該従来の撮像レンズの焦点深度の範囲は、
Figure 2019020734
＝±０．００５ｍｍである。
本実施例の構成を有する撮像レンズＬＡは、波面コード化の面形状が加えられ、異なるデフォーカス量でのＭＴＦ曲線は図８ａ、図８ｂ及び図８ｃに示す。
ここで、図８ａは合焦での本実施例の構成を有する撮像レンズＬＡのＭＴＦ曲線である。図８ｂはデフォーカス０．０２４ｍｍでの本実施例の構成を有する撮像レンズＬＡのＭＴＦ曲線を示す。図８ｃはデフォーカス０．０４８ｍｍでの本実施例の構成を有する撮像レンズＬＡのＭＴＦ曲線である。
図８ａ、図８ｂ及び図８ｃからわかるように、波面コード化の面形状が重ね合わせられた非球面は、撮像レンズＬＡの光路分布を変調可能であるため、撮像レンズのＭＴＦがデフォーカス（像面位置が理想的な像面からずれる）に鈍感し、各視野のＭＴＦ性能がほぼ一致し、且つＭＴＦ曲線が高周波数から低周波数にかけて零点が生じることなく、情報がよく保存され、適切なフィルタ関数で鮮明な画像に復元可能であり、焦点深度を広くする目的を達成する。当該波面コード化の撮像レンズＬＡの焦点深度範囲は０．０４ｍｍであり、同じ仕様の従来の撮像レンズの８倍になる。
従来の撮像レンズの表面の偏心でのＭＴＦ曲線は図９ａと図９ｂに示す。ここで、図９ａはＬ１Ｒ１面の偏心０．００１ｍｍでの従来の撮像レンズのＭＴＦ曲線を示し、図９ｂはＬ１Ｒ１面の偏心０．００３ｍｍでの従来の撮像レンズのＭＴＦ曲線を示す。
図９ａと図９ｂからわかるように、従来の撮像レンズは、表面の偏心の増大に伴い、ＭＴＦが急激に低下し、各視野のＭＴＦ性能が大きく一致せず、鮮明な画像を復元しにくく、且つノイズを増幅させる。当該従来の撮像レンズの偏心許容量は、約０．００１ｍｍである。即ち、偏心が０．００１ｍｍ以内であれば、要求が満足される。
本実施例の構成を有する撮像レンズＬＡは、波面コード化の面形状が加えられ、その表面の偏心でのＭＴＦ曲線は図１０ａ、図１０ｂに示す。ここで、図１０ａはＬ１Ｒ１面の偏心０．００１ｍｍでの本実施例の構成を有する撮像レンズＬＡのＭＴＦ曲線を示し、図１０ｂはＬ１Ｒ１面の偏心０．００３ｍｍでの本実施例の構成を有する撮像レンズＬＡのＭＴＦ曲線を示す。
図１０ａと図１０ｂからわかるように、波面コード化の面形状が重ね合わせられた非球面が、撮像レンズの光路分布を変調可能であるため、撮像レンズのＭＴＦがレンズ／表面の偏心に鈍感し、各視野のＭＴＦ性能がほぼ一致し、且つＭＴＦ曲線に高周波数から低周波数にかけて零点が生じることなく、情報がよく保存され、適切なフィルタ関数で鮮明な画像に復元可能であり、公差感度を低下させる目的を達成する。当該波面コード化の撮像レンズＬＡの偏心許容量は０．００３ｍｍである。即ち、偏心が０．００３ｍｍ以内であれば、要求が満足される。当該偏心許容量は、同じ仕様の従来の撮像レンズの偏心許容量の３倍になる。
上述したことは本発明の実施形態に過ぎず、当業者であれば分かるように、本発明の創造的な構想から逸脱しない限り、改良を行うこともできるが、これらはいずれも本発明の保護範囲に含まれる。

Claims (9)

  1. 複数のレンズを含むレンズ群と、前記レンズ群に設けられる絞りとを備える撮像レンズであって、
    前記複数のレンズにコード面が含まれ、前記コード面に波面コード化の面形状が設けられ、前記コード面が前記絞りと隣接することを特徴とする撮像レンズ。
  2. 前記コード面における各点の矢高をＺ、通常の面形状の矢高をＺ１、前記波面コード化の面形状の矢高をＺ２としたときに、以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
    Ｚ＝Ｚ１＋Ｚ２ （１）
  3. 前記通常の面形状の矢高（Ｚ１）は、偶数次の非球面方程式を満たすことを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
  4. 前記波面コード化の面形状の矢高（Ｚ２）は、以下の条件式（２）〜（３）を満たすことを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
    Figure 2019020734
    （２）
    Figure 2019020734
    （３）
    但し、
    Ｂ：波面コード化係数
    ｎ：前記コード面の材料の主波長λにおける屈折率
    Ｄ：前記波面コード化の面形状の口径の大きさ
    ｘ、ｙ：前記波面コード化の面形状における座標
    である。
  5. 前記波面コード化係数（Ｂ）は、以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする請求項４に記載の撮像レンズ。
    ５π≦Ｂ≦５０π （４）
  6. 前記波面コード化の面形状の縁と前記絞りとの光軸方向における間隔をｄｓとしたときに、以下の条件式（５）をさらに満たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
    ０≦ｄｓ≦０．２ｍｍ （５）
  7. 前記レンズ群は、４つの前記レンズからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
  8. 前記コード面は、前記絞りの物体側に位置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
  9. 前記コード面は、前記絞りの像側に位置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
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