JP4827181B2 - 撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、撮像装置に関し、特に、撮像光学系に成形光学素子を含む銀塩カメラ、デジタルカメラ、内視鏡、顕微鏡の撮像装置等の撮像装置に関するものである。
図２０は、従来の撮像光学系の１例を示す概略断面図である。物体側（同図中左側）から順に、正の焦点距離を有する第１レンズ群Ｇ１と、絞りＳを挟んで、負の焦点距離を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の第１レンズＬ１、負の第２レンズＬ２、次に貼り合せ面を有する正の第３レンズＬ３と第４レンズＬ４から構成され、第２レンズ群Ｇ２は、撮像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第５レンズＬ５と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第６レンズＬ６から構成されている。被写体から発した光は、図２０の第１レンズＬ１〜第６レンズＬ６を透過して、ＣＣＤイメージセンサが置かれた撮像面６に結像することで、被写体像が撮影される。
ところで、近年の撮像光学系は小型化・軽量化・低コスト化の傾向にあり、それに伴い撮像光学系に用いられる光学素子にも、通常の研磨光学素子に比べて量産性と低コストに優れた成形光学素子が多用されるようになっている。この成形光学素子を作製する場合は、金型を製作した上で、ガラスや樹脂を成形して製造する方法が好ましい。
このような成形に用いる金型の切削による加工においては、工程を簡略化し、高い加工精度を維持するために、加工工具を一定方向に等ピッチで操作して切削するか、若しくは、一定速度で回転している金型部材に対して加工工具を等速度で操作して切削することによって、連続加工するのが一般的である。
しかしながら、加工工具を一定方向に等ピッチで操作して切削するか、若しくは、一定速度で回転している金型部材に対して加工工具を等速度で操作して切削することによって金型を製造する場合、その送りピッチ若しくは回転速度と送り速度に応じて周期性のある微小な筋が発生する。
この筋を持つ金型を用いてガラスや樹脂を成形すると、筋が転写されて成形光学素子にも周期性のある筋が発生する。
このような筋を有する成形光学素子が用いられたデジタルカメラの撮像装置で日光や高輝度の照明を撮影すると、この筋が原因となって成形光学素子面で回折光が発生し、図２２に示すように、本来の光源像１０とは異なる位置に回折光が同時に入射し、不要光像１１を形成する。なお、図２２においては、撮像光学系７に図２０の光学系を用い、その第７光学面（第４レンズＬ４の撮像面側の面）ｒ7 に周期性のある筋２があるものとしている。
このように成形光学素子面に周期性のある筋２が発生すると、図２２に示したように、不要光が発生し画質が低下するという問題があった。
この不要光像低減対策として、従来は、研磨工程によってこの筋を除去する方法が用いられている。しかしながら、この手法では、設計面形状が崩れることで解像力を低下させる恐れがある。
なお、ラインセンサを用い、矩形状の光学素子を用いる画像読取装置の場合に、このような周期性のある筋がある光学素子を用いた場合に、その筋による回折光の影響をなくすことが特許文献１で提案されているが、本発明のように２次元受光素子を用いる撮像装置に適用することはできない。
特開２００５−３３１７１５号公報
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、成形光学素子が研磨加工を行わずに周期性のある筋を有していても回折現象の影響を受けずに良好な画質を得ることができる撮像装置を提供することである。
本発明の第１の撮像装置は、複数の画素が２次元的に配列され、各画素で光電変換する受光素子が配置された撮像面に撮像光学系により被写体像を形成する撮像装置であって、
前記撮像光学系は、光学面に周期性のある筋が形成される製造工程を経て製造された成形光学素子を備え、
前記撮像光学系に輝度値が前記受光素子の飽和感度を越える高輝度な被写体光が入射したときに、前記撮像面上において、前記光学面に前記筋を有していないとしたときの前記高輝度な被写体光に係る被写体像の領域内に、前記高輝度な被写体光に基づく前記光学面の前記筋による不要光像が形成されるようにしたことを特徴とするものである。
この場合、前記筋を有する光学面から前記撮像面までに含まれる光学系の集光発散特性を定める光学パラメータ、又は、前記筋の周期の少なくとも一方のパラメータに基づいて、前記不要光像が前記光学面に前記筋を有していないとしたときの前記高輝度な被写体光に係る被写体像の領域内に形成されるようにすることが望ましい。
図１は、この撮像装置において被写体像と不要光像が形成される様子を示す図であり、（ａ）は光軸に沿った断面図、（ｂ）は撮像面上の像の配置を示す図である。撮像光学系７は、光学面に周期性のある筋２が形成されている成形光学素子１と、その周期性のある筋２を持つ光学面から撮像面６までに含まれる光学系５とからなるものであり、周期性のある筋２は成形光学素子１を成形する金型加工工程で生じたものである。
このような撮像装置において、撮像光学系７に輝度値が撮像面６に配置する受光素子の飽和感度を越える高輝度な被写体光が入射したときの周期性のある筋２による不要光（回折光）４に基づく不要光像を符号１１で示し、成形光学素子１の光学面に周期性のある筋２がない場合にこのような高輝度な被写体光が入射したときの被写体光３による被写体像の領域を符号１０で示すと、図１に示すように、不要光像１１は撮像面６における被写体像の領域１０内に形成されるように、撮像装置の各種パラメータを設定する。
このような設定がない場合、図２に示すように、不要光像１１は撮像面６内の被写体像の領域１０とは異なる位置に形成され、その不要光像１１が目立ってしまう。
ここで、図３に示すように、周期性のある筋２の周期ｄが長い程回折角は小さく、光学系５の第１面での不要光４の光線高ｈＦが低くなるために、不要光像１１は被写体像の領域１０付近に形成され、目立たなくなる。
さらに、周期性のある筋２を持つ光学面から撮像面６までに含まれる光学系５の集光発散特性を定める光学パラメータに基づいて、撮像面６における不要光像１１が被写体像の領域１０内に形成されるようにできる。
図４に示すように、筋２を持つ光学面から撮像面６までに含まれる光学系５が凸パワーを持つ場合はその中の正パワーの面の曲率Ｒが大きい程光線は大きく屈折し、不要光像１１は撮像面６内の被写体像の領域１０付近に形成され、目立たなくなる。
また、図５に示すように、筋２を持つ光学面からその後の光学系５の第１面との距離ＳＦが短い程、光学系５の第１面での不要光の光線高ｈＦが低くなり、不要光像１１は被写体像の領域１０付近に形成され、目立たなくなる。
図４、図５で例示したように、筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系５の集光発散特性を定める光学パラメータに基づいて、撮像面６における不要光像１１が被写体像の領域１０内に形成されるようにして、目立たなくすることができる。
ここで、筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系５の集光発散特性を定める光学パラメータとしては、具体的には、光学面の曲率、面間隔、材質（屈折率）を指す。
以上のようにして、光学面に周期性のある筋２が発生していても、研磨加工を行わずに不要光を目立たなくさせることができる。
以上において、前記被写体像の光強度ピーク位置と前記不要光像の光強度ピーク位置との距離をΔｔ、前記被写体像の光強度ピーク位置と前記被写体像の強度が受光素子の飽和感度を越えている領域の境界との距離をＰとしたとき、Ｐ＞Δｔなる関係を満足するように前記不要光像を形成することが望ましい。
図６に距離Δｔ、Ｐの関係を示すように、被写体像の光強度ピーク位置と被写体像の強度が受光素子の飽和感度を越えている領域の境界との距離Ｐよりも、被写体像の光強度ピーク位置と不要光像の光強度ピーク位置との距離Δｔが短くなるようにすることで、不要光像１１が撮像面６における被写体像の領域１０内に形成される。
このように構成することで、成形光学素子１の光学面に周期性のある筋２が発生していても、研磨加工を行わずに不要光を目立たなくさせることができる。
以上において、前記不要光像の光強度ピーク位置における前記被写体像の光強度をＩ１、前記不要光像の光強度をＩ２としたとき、Ｉ１＞Ｉ２なる関係を満足するように前記不要光像を形成することが望ましい。
図７に距離Ｉ１、Ｉ２の関係を示すように、被写体像の光強度ピーク位置からＩ１＝Ｉ２となる位置までの被写体像の光強度ピーク位置からの距離Ｋよりも、被写体像の光強度ピーク位置と不要光像の光強度ピーク位置との距離Δｔが短くなるように、すなわち、Ｉ１＞Ｉ２を満たすようにすることで、不要光像１１が撮像面６における被写体像の領域１０内に形成される。
このように構成することで、不要光強度が強い場合にも、光学面に周期性のある筋２が発生していても、研磨加工を行わずに不要光を目立たなくさせることができる。
以上において、前記撮像光学系を経て前記撮像面に到達する最長波長に対して前記不要光像に対する特性が定められることが望ましい。
図８に示すように、撮像面６における不要光像の形成位置は波長毎に異なり、長波長（赤色）程被写体像から遠ざかる。撮像光学系を経て撮像面に到達する最長波長の不要光が、撮像面６における被写体像の領域１０内に形成されれば、それよりも短い他波長の不要光についても全て被写体像の領域１０内に形成されることになる。
このように構成することで、撮像光学系を経て撮像面に到達する最長波長よりも短い全ての被写体光波長に対して、光学面に周期性のある筋２が発生していても研磨加工を行わずに、不要光を目立たなくさせることができる。
また、前記撮像光学系を経て前記撮像面に到達する最長波長をλ、前記被写体像の領域の最大半径をＱ、前記筋を有する光学面の撮像面側屈折率をｎ、前記筋を有する光学面の周期性のある筋の周期をｄ、前記筋を有する光学面から前記撮像面までに含まれる光学系の焦点距離をｆ、前側焦点位置をｆＦ、後側焦点位置をｆＢ、前記筋を有する光学面から撮像面側の次の光学面までの間隔をＳＦ、前記筋を有する光学面から前記撮像面までに含まれる光学系の最終面から前記撮像面までの間隔をＳＢとしたとき、以下の関係式（１）を満足することが望ましい。
Ｑ＞｛ｆ＋（ＳＢ−ｆＢ）（ＳＦ−ｆＦ）／ｆ｝×ｓｉｎ-1（λ／ｎｄ）
・・・（１）
図９に上記定義パラメータＱ、ｎ、ｄ、ｆ、ｆＦ、ｆＢ、ＳＦ、ＳＢを図示してあり、これらパラメータを用いて、上記で説明した不要光４を撮像面６における被写体像の領域１０内に形成する条件と、周期性のある筋２や、筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系５に関するパラメータとの関係が、上記関係式（１）で定められる。
また、被写体像の領域の最大半径Ｑは、不要光４を撮像面６における被写体像の領域１０内に形成する条件に応じて定められるものであり、具体的には、Ｑは、上記Ｐ、Ｋに相当する。
このように構成することで、被写体像の大きさに応じて不要光を目立たなくさせるための光学系の補正条件や、筋の周期を容易に求めることができる。また、筋周期の補正が加工技術によって行えない場合に不要光を目立たなくさせるための、光学面の曲率、面間隔、材質（屈折率）といった光学パラメータの最適化条件を得ることができる。
以上の本発明の第１の撮像装置によれば、研磨加工を行わずに周期性のある筋を有していても、回折現象の影響を受けずに良好な画質を得ることができる撮像装置を提供することができる。
本発明の第２の撮像装置は、複数の画素が２次元的に配列され、各画素で光電変換する受光素子が配置された撮像面に撮像光学系により被写体像を形成する撮像装置であって、
前記撮像光学系は、光学面に周期性のある筋が形成される製造工程を経て製造された成形光学素子を備え、
前記撮像面上において、被写体像に係る撮像情報が取得される第１の撮像領域とは異なる第２の撮像領域に、輝度値が前記受光素子の飽和感度を越える高輝度な被写体光に基づく前記光学面の前記筋による不要光像が形成されるようにしたことを特徴とするものである。
この場合、前記筋を有する光学面から前記撮像面までに含まれる光学系の集光発散特性を定める光学パラメータ、又は、前記筋の周期の少なくとも一方のパラメータに基づいて、前記不要光像が前記第２の撮像領域に形成されるようにすることが望ましい。
図１０は、この撮像装置において被写体像と不要光像が形成される様子を示す図であり、（ａ）は光軸に沿った断面図、（ｂ）は撮像面上の像の配置を示す図である。撮像光学系７は、光学面に周期性のある筋２が形成されている成形光学素子１と、その周期性のある筋２を持つ光学面から撮像面６までに含まれる光学系５とからなるものであり、周期性のある筋２は成形光学素子１を成形する金型加工工程で生じたものである。
このような撮像装置において、被写体光が入射したときの周期性のある筋２による不要光（回折光）４に基づく不要光像を符号２１で示し、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域を符号２０で示すと、図１０に示すように、不要光像２１は撮像面６における被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０とは異なる領域に形成されるように、撮像装置の各種パラメータを設定する。
このような設定がない場合、図１１に示すように、不要光像２１は被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０内に形成され、その不要光像２１が発生してしまう。
ここで、図１２に示すように、周期性のある筋２の周期ｄが短い程回折角は大きく、光学系５の第１面での不要光４の光線高ｈＦが高くなるために、不要光像２１は被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０から遠ざかって形成される。
さらに、周期性のある筋２を持つ光学面から撮像面６までに含まれる光学系５の集光発散特性を定める光学パラメータに基づいて、図１０に示すような不要光像２１は、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０とは異なる領域に形成されるようにすることができる。
図１３に示すように、筋２を持つ光学面から撮像面６までに含まれる光学系５が凸パワーを持つ場合はその中の正パワーの面の曲率Ｒが小さい程光線は緩やかに屈折し、不要光像１１は被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０から遠ざかって形成される。
また、図１４に示すように、筋２を持つ光学面からその後の光学系５の第１面との距離ＳＦが長い程、光学系５の第１面での不要光の光線高ｈＦが高くなり、不要光像１１は被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０から遠ざかって形成される。
ここで、筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系５の集光発散特性を定める光学パラメータとしては、具体的には、光学面の曲率、面間隔、材質（屈折率）を指す。
以上のようにして、光学面に周期性のある筋２が発生していても、研磨加工を行わずに撮影画像に不要光を発生させないようにすることができる。
また、前記筋を有する光学面に対する入射角度が最大となる光線に係る前記不要光像を、前記第２の撮像領域の内で光軸を越えない位置に形成することが望ましい。
筋を有する光学面に対する入射角度が最大となる光線は、筋を有する光学面よりも前段の光学素子及び光学素子の保持部材、及び、光学系に挿入された絞りの径によって定められる。図１５に示すように、この筋２を有する光学面に対する入射角度が最大となる光線から発生する不要光４が撮像面６において光軸Ｏ−Ｏ’を越えないように、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０とは異なる領域に形成されるようにすることが望ましい。
撮像面６において筋２を有する光学面に対する入射角度が最大となる光線から発生する不要光４が光軸Ｏ−Ｏ’を越える場合、図１６に示すように、入射角度がそれより小さい光線によって発生する不要光４が被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０内に入る恐れが出てくる。
したがって、筋２を有する光学面に対する入射角度が最大となる光線から発生する不要光４が光軸Ｏ−Ｏ’を越えないようにすることで、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０が大きい場合の撮像装置においても、成形光学素子１の光学面に周期性のある筋２が発生していても、研磨加工を行わずに、撮影画像に不要光を発生させないようにすることができる。
また、上記の場合、前記筋を有する光学面に対する入射角度が最大となる光線として、設計仕様上の最大入射角を越えている光線に対して前記不要光像に対する特性が定められることが望ましい。
図１７に示すように、設計仕様上の最大入射角の光線は、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域（第１の撮像領域）２０の最外周に達する光線として定義されるが、この設計仕様上の最大入射角を越えており、かつ、筋２を有する光学面に入射する角度が最大となる光線（筋を有する光学面よりも前段の光学素子及び光学素子の保持部材、及び、光学系に挿入された絞りの径によって定まる。）に対して発生する不要光４が、撮像面６において光軸Ｏ−Ｏ’を越えないように、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０とは異なる領域に形成されるようにすることが望ましい。
このように構成すれば、被写体光が撮像光学系７に対しどの角度で入射しても、光学面に周期性のある筋２が発生していても研磨加工を行わずに、撮影画像に不要光を発生させないようにすることができる。
また、上記の場合、前記撮像光学系を経て前記撮像面に到達する最短波長に対して前記不要光像に対する特性が定められることが望ましい。
図１８に示すように、撮像面６における不要光像の形成位置は波長毎に異なり、短波長（青色）程被写体像に近づく。撮像光学系を経て撮像面に到達する最短波長の不要光が、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０とは異なる領域に形成されれば、それよりも長い他波長の不要光についても全て被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０とは異なる領域に形成されることになる。
このように構成することで、撮像光学系を経て撮像面に到達する最短波長よりも長い全ての被写体光波長に対して、光学面に周期性のある筋２が発生していても、研磨加工を行わずに撮影画像に不要光を発生させないようにすることができる。
また、前記撮像光学系を経て前記撮像面に到達する最短波長をλ、前記第１の撮像領域の最大長をＨ、前記筋を有する光学面の撮像面側屈折率をｎ、前記筋を有する光学面の周期性のある筋の周期をｄ、前記筋を有する光学面から前記撮像面までに含まれる光学系の焦点距離をｆ、前側焦点位置をｆＦ、後側焦点位置をｆＢ、前記筋を有する光学面から撮像面側の次の光学面までの間隔をＳＦ、前記筋を有する光学面から前記撮像面までに含まれる光学系の最終面から前記撮像面までの間隔をＳＢとしたとき、以下の関係式（２）を満足することが望ましい。
Ｈ＜｛ｆ＋（ＳＢ−ｆＢ）（ＳＦ−ｆＦ）／ｆ｝×ｓｉｎ-1（λ／ｎｄ）
・・・（２）
図１９に上記定義パラメータＨ、ｎ、ｄ、ｆ、ｆＦ、ｆＢ、ＳＦ、ＳＢを図示してあり、これらパラメータを用いて、撮像領域２０の最大長Ｈと、周期性のある筋２や、筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系５に関するパラメータとの関係が、上記関係式（２）で定められる。
このように構成することで、撮影画像に不要光を発生させないようにするための光学系の補正条件や、筋の周期を容易に求めることができる。また、筋周期の補正が加工技術によって行えない場合に不要光を発生させないための、光学面の曲率、面間隔、材質（屈折率）といった光学パラメータの最適化条件を得ることができる。
以上の本発明の撮像装置によれば、撮像光学系の成形光学素子が研磨加工を行わずに周期性のある筋を有していても、回折現象の影響を受けずに良好な画質を得ることができる撮像装置を得ることができる。
図２０に撮像光学系の１例の概略断面図を示す。
図２０の撮像光学系は、Ｆナンバー５．８、焦点距離５０ｍｍの撮像光学系であり、物体側（図２０中左側）から順に、正の焦点距離を有する第１レンズ群Ｇ１と、絞りＳを挟んで、負の焦点距離を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の第１レンズＬ１、負の第２レンズＬ２、次に貼り合せ面を有する正の第３レンズＬ３と第４レンズＬ４から構成され、第２レンズ群Ｇ２は、撮像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第５レンズＬ５と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第６レンズＬ６から構成されている。
この撮像光学系の数値データは後記の表１に示す。この数値データにおいて、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面の曲率半径（ｒ1 、ｒ2 …は、第１面、第２面…も示す。）、ｄ1 、ｄ2 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式（３）にて表される。
ｘ＝（ｙ2 ／ｒ）／［１＋｛１−（ｙ／ｒ）2 ｝1/2 ］
＋Ａ4 ｙ4 ＋Ａ6 ｙ6 ＋Ａ8 ｙ8 ・・・（３）
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ａ4 、Ａ6 、Ａ8 はそれぞれ４次、６次、８次のの非球面係数である。なお、物体面の曲率半径をｒ0 、物体面から第１面の間隔をｄ0 とする（他の例も同様）。
なお、この撮像光学系の第４面ｒ4 、第９面ｒ9 は非球面である。
被写体から発した光は、図２０の光学面ｒ1 〜ｒ12を透過し、対角長１１．１５ｍｍ、画素ピッチ０．００５３ｍｍのＣＣＤイメージセンサが置かれた撮像面（第１３面ｒ13）６に結像することで、被写体像が撮影される。
図２０の撮像光学系を構成するレンズの中第３レンズＬ３、第４レンズＬ４は成形光学素子であり、その光学面に周期性のある筋が発生することがある。これは、成形光学素子が周期性のある筋が形成されるような製造工程を経て製造されているためであり、この周期性のある筋を有する光学面に、高輝度光源、例えば太陽光や高輝度照明器具からの光が入射すると、回折光が発生する。
波長λの光が筋を有する光学面へ入射するときの面法線とのなす角度をαin、光学面に対し光線入射側の屈折率をｎin、射出側の屈折率をｎout 、光学面に発生している筋の周期をｄとする。回折光は筋の周期方向と同一方向に発生し、面法線とのなす角度αout は、一般に回折の式によって次式（４）で表すことができる。（４）式の各記号の定義を図２１に示す。
ｎin×ｓｉｎαin−ｎout ×ｓｉｎαout ＝λ／ｄ ・・・（４）

この回折光がＣＣＤの被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０に入射してしまうと、図２２に示すように、撮影画像内に不要な像１１が発生してしまう（このような場合の回折光を、以下不要光とする。) 。
そこで、不要光像が光源像の範囲に収まるように、筋２の周期や、筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系５の集光発散特性を定める光学パラメータを補正することで、成形光学素子の光学面に周期性のある筋２が発生していても、研磨加工を行わずに、不要光を目立たないようにさせることができる。
ここで、図２３に示すように、本発明の実施例における座標系、角度方向の定義をしておく。全ての実施例に記載されている光線の位置や角度は、全てこの座標系、角度符号の定義に基づくものである。光線の座標位置は、各光学面の中心を原点とするローカル座標とし、Ｚ軸を光軸方向とした右手系とする（Ｙ軸は筋２の周期方向と同一方向、Ｘ軸はＹ軸、Ｚ軸に垂直な方向とする。) 。光線の角度は光軸となす角とし、その符号はＹＺ平面上で、反時計回り（Ｚ軸からＹ軸方向) を正とする。
本発明において、筋２の周期を補正することによって、光学面に周期性のある筋２が発生していても、研磨加工を行わずに、不要光を目立たなくさせた光学系の実施例を次に示す。
（実施例１） 本実施例において、波長７００ｎｍの光が光学系の中心に入射する場合に、図２０の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に１２μｍの周期の筋があるとき、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−２．８８４ｍｍであり、図２２に示すように、画像２０に光源像１０以外の不要光像１１が撮影されてしまう。
一般に、式（４）に示すように、不要光射出角αout と筋の周期ｄとの関係は、周期が長くなる程不要光の射出角αout は小さくなる。
図３に示すように、不要光の射出角が小さければ、不要光はより光源光に近づく光路をとるため、撮像面６における不要光像１１と光源像１０との距離が近づく。
本発明において、不要光を目立たなくさせるには、図６に示すように、周期性のある筋２によって発生した不要光像１１の光強度ピーク位置と被写体像１０の光強度ピーク位置との距離Δｔが、被写体像１０の光強度ピーク位置と被写体像１０の強度が受光素子の飽和感度を越えている領域の境界との距離Ｐよりも小さくなるように、筋２の周期を長くする補正を行えばよい。
ここで、図２４にオートプログラムで被写体の光源を撮影した場合の撮像素子対角方向の断面における強度プロファイルを示す。この結果から、本実施例における光源像１０の光強度ピーク位置と光源像１０の強度が受光素子の飽和感度を越えている領域の境界との距離Ｐは、Ｐ＝１ｍｍとなる。
光源光が光学系の中心に入射する場合、不要光がＰ＝１ｍｍぎりぎりの位置となるのは、図２０の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に３５μｍの周期の筋２があるときとなる。この周期の筋２を有する光学面での不要光の光軸に対する射出角度θは−１．１４６°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−０．９８６ｍｍと得られる。
光源光は光学系の中心に入射しているため、Δｔは０．９８６ｍｍとなるので、光源像の大きさＰ＝１ｍｍよりも小さい。
したがって、第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に３５μｍよりも長い周期の筋２が発生するような加工を施す補正を行えば、研磨加工を行わずに、不要光を目立たなくさせることができる。
また、式（４）から明らかなように、周期性のある筋２によって発生する不要光の射出方向は波長に依存するため、光源が白色光の場合は、色（波長) 毎に不要光の発生位置が異なり、赤色（長波長）程光源像との距離が離れる。したがって、図８に示すように、赤色（長波長）光の不要光を目立たなくさせておけば、他色の不要光も同時に目立たなくさせることができる。
図２０の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に３５μｍ周期の筋２があるとき、波長７００ｎｍ、５８７ｎｍ、３８０ｎｍの不要光の撮像面６での位置を調べると、
波長７００ｎｍの不要光の射出角度θは−１．１４６°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−０．９８６ｍｍと得られ、すなわち、Δｔは０．９８６ｍｍなので、光源像の大きさＰ＝１ｍｍよりも小さい。
波長５８７ｎｍの不要光では、射出角度θは−０．９６２°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−０．８２９ｍｍと得られ、すなわち、Δｔは０．８２９ｍｍなので、光源像の大きさＰ＝１ｍｍよりも小さい。
波長３８０ｎｍの不要光では、射出角度θは−０．６２２°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−０．５４０ｍｍと得られ、すなわち、Δｔは０．５４０ｍｍなので、光源像の大きさＰ＝１ｍｍよりも小さい。
したがって、光源光の全ての波長に対して、不要光を目立たなくさせるには、撮像光学系を経て撮像面に到達する最長波長の不要光を目立たなくさせておけばよい。
本実施例では、光学系において７００ｎｍ以上の波長の光をカットするような構成にしているため、この最長波長を７００ｎｍとして説明する。
さらに、本発明において不要光を目立たなくさせるには、図７に示すように、不要光発生位置における光源像の強度Ｉ１よりも不要光強度Ｉ２が小さくなるように、筋２周期の補正を行えばよい。
ここで、図２４にオートプログラムで被写体の光源を撮影した場合の撮像素子対角方向の断面における強度プロファイルを示す。
この結果から、本実施例において、光源像の光強度ピーク位置からＩ１＝Ｉ２となる位置までの距離Ｋは、Ｋ＝２．５ｍｍとなる。
光源光が光学系の中心に入射する場合、不要光がＫ＝２．５ｍｍぎりぎりの位置となるのは、図２０の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に１４μｍ周期の筋２があるときとなる。
この周期の筋２を有する光学面での不要光の光軸に対する射出角度θは−２．８６６°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−２．４７０ｍｍと得られる。光源光は光学系の中心に入射しているため、Δｔは２．４７０ｍｍとなるので、距離Ｋ＝２．５ｍｍよりも小さい。
したがって、第７面ｒ7 に１４μｍよりも長い周期の筋２が発生するような加工を施す補正を行えば、不要光を目立たなくさせることができる。
このように補正を行うと、不要光強度が強い場合にも研磨加工を行わずに、不要光を目立たなくさせることができる。
本発明によれば、撮像光学系を経て撮像面に到達する最長波長λの光が光学系の中心に入射する場合、不要光を目立たなくさせるための筋２の周期は次式（１）を用いて求めることができる。
Ｑ＞｛ｆ＋（ＳＢ−ｆＢ）（ＳＦ−ｆＦ）／ｆ｝×ｓｉｎ-1（λ／ｎｄ）
・・・（１）
ここで、図９に示すように、被写体像の領域の最大半径をＱ、筋を有する光学面に対して撮像面側の屈折率をｎ、筋の周期をｄ、筋を有する光学面から撮像面までに含まれる光学系の焦点距離をｆ、前側焦点位置をｆＦ、後側焦点位置をｆＢ、筋を有する光学面から撮像面側の次の光学面までの間隔をＳＦ、筋を有する光学面から撮像面までに含まれる光学系の最終面から撮像面までの間隔をＳＢとする。
図２０の光学系の第８面ｒ8 から第１２面ｒ12までの光学系の焦点距離ｆ、前側焦点位置ｆＦ、後側焦点位置ｆＢ、第７面ｒ7 と第８面ｒ8 の面間隔ＳＦ、第１２面ｒ12と撮像面６（ｒ13）の面間隔ＳＢ、波長λ、第７面ｒ7 の撮像面側屈折率ｎは表２の通りである。
被写体像１０の領域の最大半径Ｑを、被写体像１０の光強度ピーク位置と光源像の強度が受光素子の飽和感度を越えている領域の境界との距離Ｐとする場合、本実施例では、Ｐ＝１ｍｍなので、Ｑ＝１ｍｍとなる。
表２の数値と光源像の大きさをＱ＝１ｍｍとして関係式（１）をｄについて解くと、筋２の周期ｄは３１．８μｍ以上と求められる。
したがって、これよりも長い周期の筋が第７面ｒ7 に発生するような加工を施す補正を行えば、不要光を目立たなくさせることができる。
不要光像の強度が強いため、被写体像の領域の最大半径Ｑを、光源像の光強度ピーク位置からＩ１＝Ｉ２となる位置までの距離Ｋとする場合には、本実施例ではＫ＝２．５ｍｍなので、Ｑ＝２．５ｍｍとなる。
表２の数値と光源像の大きさをＱ＝２．５ｍｍとして関係式（１）をｄについて解くと、筋２の周期ｄは１２．７μｍ以上と求められる。
したがって、これよりも長い周期の筋が第７面ｒ7 に発生するような加工を施す補正を行えば、不要光を目立たなくさせることができる。
このように、関係式（１）を用いると、不要光を目立たなくさせるための筋２の周期ｄを被写体像の大きさに応じて、容易に求めることができる。
以上より、不要光像１１が光源像１０の範囲内に収まるように、筋２の周期を補正することで、成形光学素子１の光学面に周期性のある筋２が発生していても、研磨加工を行わずに不要光を目立たなくさせることができる。
（実施例２） 次に、本発明において筋を有する光学面から撮像面までに含まれる光学系の集光発散特性を定める光学パラメータを補正することによって、光学面に周期性のある筋が発生していても、研磨加工を行わずに、不要光を発生させないようにした撮像装置の実施例を示す。
本実施例において、波長７００ｎｍの光が光学系の中心に入射する場合に、図２０の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に１２μｍ周期の筋２があるとき、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−２．８８４ｍｍであり、図２２に示すように、画像に光源像１０以外の不要光像１１が撮影されてしまう。
一般に、図４に示すように、筋２を持つ光学面から撮像面６までに含まれる光学系５が凸パワーを持つ場合はその中の正パワーの面の曲率Ｒが大きい程光線は大きく屈折するため、筋２を持つ光学面からその後の光学系５の屈折力を強めれば、不要光像１１は被写体像１０近くに形成される。
また、図５に示すように、筋２を持つ光学面とその後の光学系５の第１面との距離ＳＦが短い程、不要光の次面への入射位置が低くなるため、不要光像１１は被写体像１０近くに形成される。
したがって、光学面の曲率、面間隔、材質（屈折率）といった筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系５の集光発散特性を定める光学パラメータの少なくとも１つのパラメータを補正することによって、筋２を持つ光学面の研磨加工を行わずに、不要光を目立たなくさせることができる。
本発明において、不要光を目立たなくさせるには、図６に示すように、周期性のある筋２によって発生した不要光像１１の光強度ピーク位置と被写体像１０の光強度ピーク位置との距離Δｔが、被写体像１０の光強度ピーク位置と光源像の強度が受光素子の飽和感度を越えている領域の境界との距離Ｐよりも小さくなるように、光学系パラメータの補正を行えばよい。
ここで、図２４にオートプログラムで被写体の光源を撮影した場合の撮像素子対角方向の断面における強度プロファイルを示す。この結果から、本実施例における光源像の光強度ピーク位置と、光源像の強度が受光素子の飽和感度を越えている領域の境界との距離Ｐは、Ｐ＝１ｍｍとなる。
そこで、図２０の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 より後の光学系の曲率半径と面間隔を表３のように補正を行った。ただし、補正した光学系は、図２０の光学系と仕様を同一にするため、第１面ｒ1 から第６面ｒ6 も修正している。
この補正光学系の第７面ｒ7 に上述の筋２の周期があるときに、この不要光について周知の光線追跡を行うことで、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−０．９３５ｍｍと得られる。光源光は光学系の中心に入射しているため、Δｔは０．９３５ｍｍとなるので、光源像の大きさＰ＝１ｍｍよりも小さい。
したがって、図２０の光学系を表３のように補正すると、不要光を目立たなくさせることができる。
式（４）から明らかなように、周期性のある筋２によって発生する不要光の射出方向は波長に依存するため、光源が白色光の場合は、色（波長）毎に不要光の発生位置が異なり、赤色（長波長）程光源像との距離が離れる。したがって、図８に示すように、赤色（長波長）光の不要光を目立たなくさせておけば、他色の不要光も同時に目立たなくさせることができる。
図２０の光学系を表３のように補正した光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に１２μｍ周期の筋２があるとき、波長７００ｎｍ、５８７ｎｍ、３８０ｎｍの不要光の撮像面６での位置を調べると、
波長７００ｎｍの不要光の射出角度θは−３．３４４°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−０．９３５ｍｍと得られ、すなわち、Δｔは０．９３５ｍｍなので、光源像の大きさＰ＝１ｍｍよりも小さい。
波長５８７ｎｍの不要光では、射出角度θは−２．８０６°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−０．７８３ｍｍと得られ、すなわち、Δｔは０．７８３ｍｍなので、光源像の大きさＰ＝１ｍｍよりも小さい。
波長３８０ｎｍの不要光では、射出角度θは−１．８１５°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−０．５０１ｍｍと得られ、すなわち、Δｔは０．５０１ｍｍなので、光源像の大きさＰ＝１ｍｍよりも小さい。
したがって、光源光の全ての波長に対して、不要光を目立たなくさせるには、撮像光学系を経て撮像面に到達する最長波長の不要光を目立たなくさせておけばよい。
本実施例では、光学系において７００ｎｍ以上の波長の光をカットするような構成にしているため、この最長波長を７００ｎｍとして説明する。
さらに、本発明において不要光を目立たなくさせるには、図７に示すように、不要光発生位置における光源像の強度Ｉ１よりも不要光強度Ｉ２が小さくなるように、光学系の補正を行えばよい。
ここで、図２４にオートプログラムで被写体の光源を撮影した場合の撮像素子対角方向の断面における強度プロファイルを示す。
この結果から、本実施例において、光源像の光強度ピーク位置からＩ１＝Ｉ２となる位置までの距離Ｋは、Ｋ＝２．５ｍｍとなる。
そこで、図２０の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 より後の光学系の曲率半径と面間隔を表４のように補正を行った。ただし、補正した光学系は、図２０の光学系と仕様を同一にするため、第１面ｒ1 から第６面ｒ6 も修正している。
この補正光学系の第７面ｒ7 に上述の筋周期があるときに、この不要光について周知の光線追跡を行うことで、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−２．４４５ｍｍと得られた。光源光は光学系の中心に入射しているためΔｔは２．４４５ｍｍとなるので、距離Ｋ＝２．５ｍｍよりも小さい。
したがって、図２０の光学系を表４のように補正すると、不要光を目立たなくさせることができる。
このような補正を行うと、不要光強度が強い場合にも不要光を目立たなくさせることができる。
本発明によれば、実施例１で前述した関係式（１）を用いて、不要光を目立たなくさせるための光学系の補正条件を求めることができる。
すなわち、関係式（１）を次の関係式（１ａ）のように変形すると、その右辺は筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系によるパラメータのみとなる。したがって、光学系のパラメータの補正は関係式（１ａ）を満たすように行えばよい。
Ｑ／ｓｉｎ-1（λ／ｎｄ）＞ｆ＋（ＳＢ−ｆＢ）（ＳＦ−ｆＦ）／ｆ
・・・（１ａ）
被写体像の領域の最大半径Ｑを、被写体像１０の光強度ピーク位置と光源像の強度が受光素子の飽和感度を越えている領域の境界との距離Ｐとする場合、本実施例では、Ｐ＝１ｍｍなので、Ｑ＝１ｍｍとなる。
図２０の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に１２μｍ周期の筋２があるときに、波長λ＝７００ｎｍ、撮像面側屈折率ｎ＝１、光源像の大きさＱ＝１ｍｍを関係式（１ａ）の左辺に代入すると、右辺は１７．１１４以下であればよく、したがって、これを満たすように、筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系５の集光発散特性を定める光学パラメータの補正を行えばよい。
図２０の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 より後の光学系を表３のように補正した光学系の第８面ｒ8 から第１２面ｒ12までの光学系の焦点距離ｆ、前側焦点位置ｆＦ、後側焦点位置ｆＢ、第７面ｒ7 と第８面ｒ8 の面間隔ＳＦ、第１２面ｒ12と撮像面６（ｒ13）の面間隔ＳＢ、波長λ、第７面ｒ7 の撮像面側屈折率ｎは表５の通りである。
この補正光学系について、関係式（１ａ）の右辺の値を求めると、１．１９２となり、１７．１１４以下を満たしていることが分かる。
不要光像の強度が強いため、被写体像の領域の最大半径Ｑを、光源像の光強度ピーク位置からＩ１＝Ｉ２となる位置までの距離Ｋとする場合には、本実施例ではＫ＝２．５ｍｍなので、Ｑ＝２．５ｍｍとなる。
図２０の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に１２μｍ周期の筋２があるときに、波長λ＝７００ｎｍ、撮像面側屈折率ｎ＝１、光源像の大きさＱ＝２．５ｍｍを関係式（１ａ）の左辺に代入すると、右辺は４２．７８４以下であればよく、したがって、これを満たすように、筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系５の集光発散特性を定める光学パラメータの補正を行えばよい。
図２０の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 より後の光学系を表４のように補正した光学系の第８面ｒ8 から第１２面ｒ12までの光学系の焦点距離ｆ、前側焦点位置ｆＦ、後側焦点位置ｆＢ、第７面ｒ7 と第８面ｒ8 の面間隔ＳＦ、第１２面ｒ12と撮像面６（ｒ13）の面間隔ＳＢ、波長λ、第７面ｒ7 の撮像面側屈折率ｎは表６の通りである。
この補正光学系について、関係式（１ａ）の右辺の値を求めると、３８．４９１となり、４２．７８４以下を満たしていることが分かる。
このように、関係式（１ａ）を用いれば、不要光を目立たなくさせるための光学系の補正条件を求めることができる。
以上の実施例１、２のように、図２５に示すように、不要光像１１が被写体像１０の範囲内に収まるように、筋２の周期を補正するか、あるいは、光学面の曲率、面間隔、材質（屈折率）といった筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系５の集光発散特性を定める光学パラメータの少なくとも１つのパラメータを補正することによって、成形光学素子１の面に周期性のある筋２が発生していても、研磨加工を行わずに不要光を目立たなくさせることができる。
また、筋周期の補正が加工技術によって行えない場合にも、光学面の曲率、面間隔、材質（屈折率）といった光学パラメータを最適化することによって、不要光を目立たなくさせることができる。
次に、本発明の第２の撮像装置の実施例を説明する。
図２６に他の撮像光学系の例の概略断面図を示す。
図２６の撮像光学系は、Ｆナンバー５．８、焦点距離５０ｍｍの撮像光学系であり、物体側（図２６中左側）から順に、正の焦点距離を有する第１レンズ群Ｇ１と、絞りＳを挟んで、負の焦点距離を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の第１レンズＬ１、負の第２レンズＬ２、次に貼り合せ面を有する正の第３レンズＬ３と第４レンズＬ４から構成され、第２レンズ群Ｇ２は、撮像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第５レンズＬ５と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第６レンズＬ６から構成されている。
この撮像光学系の数値データは後記の表７に示す。この数値データにおいて、Ｅ1 ，Ｅ2 ・・・は、レンズ及びレンズの保持部材及び絞りによって定められた有効半径である。この撮像光学系の第４面ｒ4 、第９面ｒ9 は非球面である。
被写体から発した光は、図２６の光学面ｒ1 〜ｒ12を透過し、対角長２２．３ｍｍ、画素ピッチ０．００５３ｍｍのＣＣＤイメージセンサが置かれた撮像面（第１３面ｒ13）６に結像することで、被写体像が撮影される。
図２６の撮像光学系を構成するレンズの中第３レンズＬ３、第４レンズＬ４は成形光学素子であり、その光学面に周期性のある筋が発生することがある。これは、成形光学素子が周期性のある筋が形成されるような製造工程を経て製造されているためであり、この周期性のある筋を有する光学面に、高輝度光源、例えば太陽光や高輝度照明器具からの光が入射すると、回折光が発生する。
この回折光がＣＣＤの被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０に入射してしまうと、図２７に示すように、撮影画像内に不要光像２１が発生してしまう（このような場合の回折光を、以下不要光とする。) 。
そこで、不要光像２１が被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０から出るように、筋２の周期や、筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系５の集光発散特性を定める光学パラメータを補正することで、成形光学素子の光学面に周期性のある筋２が発生していても、研磨加工を行わずに、撮影画像内に不要光を発生させないようにすることができる。
本発明において、筋の周期を補正することによって、光学面に周期性のある筋２が発生していても、研磨加工を行わずに、撮影画像内に不要光を発生させないようにした光学系の実施例を次に示す。
（実施例３） 本実施例において、光源光が、図２６の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 のＹ＝４．１０６ｍｍ，Ｚ＝−０．６４４ｍｍの位置に、光軸に対してなす角１４．１４２°で入射する場合、第７面ｒ7 に０．７５μｍ周期の筋２があるとき、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−７．５３２ｍｍとなり、撮像領域対角長２２．３ｍｍのＣＣＤが搭載されたデジタルカメラの場合は、図２７に示すように、光源像以外に不要光像２１が画像に撮影されてしまう。
一般に、式（４）に示すように、不要光射出角αout と筋の周期ｄとの関係は、周期が短くなる程不要光の射出角αout は大きくなる。
そこで、図１２に示すように、筋２の周期を短くして不要光の射出角を大きくすれば、不要光はより光源光から遠ざかる光路をとるため、撮像面６における不要光像２１の発生位置を光源像から遠ざけることができる。
光源光が第７面ｒ7 に上述の位置と角度で入射する場合、上記撮像領域２０の外側ぎりぎりに不要光が位置するのは、第７面ｒ7 に０．６５μｍ周期の筋２があるときとなる。この周期の筋２を有する光学面での不要光の光軸に対する射出角度θは−２４．８２７°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−１２．３７７ｍｍと得られる。
したがって、撮像領域対角長２２．３ｍｍのＣＣＤが搭載されたデジタルカメラの場合、第７面ｒ7 に０．６５μｍよりも短い周期の筋２が発生するような加工を施す補正を行えば、図２８のように、撮影画像に不要光を発生させないようにすることができる。
このように光学面に発生する筋２の周期を補正することによって、研磨加工を行わずに、撮影画像に不要光を発生させないようにすることができる。
式（４）から明らかなように、周期性のある筋２によって発生する不要光の射出方向は波長に依存するため、光源が白色光の場合は、色（波長) 毎に不要光の発生位置が異なり、青色（長波長）程光源光に近い位置に発生する。したがって、図１８に示すように、青色（短波長）の不要光を被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０の外に出しておけば、他色の不要光も同時に被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０の外に出すことができる。
図２６の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に０．６５μｍ周期の筋２があるとき、波長５８７ｎｍ、４３６ｎｍ、３８０ｎｍの不要光の撮像面６の不要光位置を調べると、波長５８７ｎｍの不要光の射出角度θは−５８．８４４°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−９１．０２３ｍｍと得られ、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０の外に出ている。
波長４３６ｎｍの不要光の射出角度θは−３１．２３６°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−１９．２２８ｍｍと得られ、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０の外に出ている。
波長３８０ｎｍの不要光の射出角度θは−２４．８２７°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−１２．３７７ｍｍと得られ、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０の外に出ている。
したがって、光源光の全ての波長に対して、撮影画像に不要光を発生させないようにするには、撮像光学系を経て撮像面に到達する最短波長の不要光を撮像領域２０に発生させないようにしておけばよい。
本実施例では、光学系において３８０ｎｍ以下の波長の光をカットするような構成にしているため、この最短波長を３８０ｎｍとして説明する。
本実施例において、図２６の光学系に撮像領域対角長２２．３ｍｍのＣＣＤが搭載されている場合は、撮像面６における不要光発生位置を＋１１．１５ｍｍ以上、若しくは、−１１．１５ｍｍ以下の何れにすることでも、不要光を被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０から出すことができる。
光源光が第７面ｒ7 のＹ＝３．６０１ｍｍ，Ｚ＝−０．４９２ｍｍの位置に光軸に対してなす角１２．３４１°で入射する場合において、−１１．１５ｍｍ以下となる条件を満たすのは、図２６の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に０．７０μｍ周期の筋２があるときとなる。
この周期の筋２を有する光学面での不要光の光軸に対する射出角度θは−２３．４１４°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−１１．８３２ｍｍと得られるので、条件を満たしている。
また、＋１１．１５ｍｍ以上となる条件を満たすのは、図２６の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に１０μｍ周期の筋２があるときとなる。
この周期の筋２を有する光学面での不要光の光軸に対する射出角度θは７．３６２°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝１１．２２３ｍｍと得られるので、条件を満たしている。
ところが、光源光が光学系の中心に入射する場合において、上記周期の筋が第７面ｒ7 にある場合の不要光の発生位置を調べてみると、０．７０μｍ周期の筋２のときは、θは−３２．８７８°となり、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−２９．９７７ｍｍとなり、−１１．１５ｍｍ以下の条件を満たしているが、１０μｍ周期の筋２のときは、θは−２．１７８°となり、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−１．４７４ｍｍとなり、＋１１．１５ｍｍ以上である条件を満たさなくなってしまう。
これらの周期の筋２があった場合の不要光の光路の違いを図示すると、図１５と図１６のようになる。０．７０μｍ周期の筋２のときは，図１５に示すように、筋２を有する光学面での不要光位置に対して撮像面６における不要光像位置が光軸Ｏ−Ｏ’を越えない位置となっている。
一方、１０μｍ周期の筋２のときは、図１６に示すように、筋２を有する光学面での不要光位置に対して撮像面６における不要光像位置が光軸Ｏ−Ｏ’を越えた位置となっている。
したがって、撮影画像に不要光を発生させないようにするための筋周期の補正は、図１５に示すように、筋２を有する光学面での不要光位置に対して、撮像面６における不要光像位置が光軸Ｏ−Ｏ’を越えない位置になされる必要がある。
このように補正を行うことで、ＣＣＤサイズが大きなデジタルカメラの場合にも、成形光学素子の光学面に周期性のある筋２が発生していても、撮像領域に不要光を発生させないようにすることができる。
さらに、本発明においては、被写体光が光学系に対し何れの角度で入射しても、撮影画像に不要光を発生させないようにするための筋周期の補正は、光学素子及び光学素子の保持部材及び光学系に挿入された絞りの径によって定まる筋２を有する光学面に光線が到達する最大入射角光線から発生する不要光についてなされる必要がある。
一般に、式（４）に示すように、光源光入射角αinが深くなる程不要光射出角αout は浅くなるため、不要光発生位置は撮像領域に近づく。
そこで、不要光が最も撮像領域２０に近づきやすくなる最大入射角光線から発生する不要光を撮像領域２０の外に出しておけば、他の入射角光線からの不要光も撮像領域の外に出すことができる。
本実施例において、図２６の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に光が到達する最大光線入射角は１４．１４２°である。この最大光線入射角は、光学素子及び光学素子の保持部材及び光学系に挿入された絞りの径によって定まり、本実施例においては、表７のように第７面の有効半径Ｅ7 で定められている。この最大入射角度から光源光が入射すると、上記０．７０μｍ周期の筋２を有する光学面での不要光の光軸に対する射出角度θは−２１．８０２°となり、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−９．６４２ｍｍとなるので、撮影画像に不要光が発生してしまう。
この最大入射角光に対して、不要光が被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０外に出るように筋周期を補正するには、不要光の発生位置がＹ＝−１２．３７７ｍｍとなる０．６０μｍよりも短い周期の筋２であればよい。
この周期の筋２があるとき、最大角度よりも小さい他の角度から光線が入射した場合の不要光発生位置を調べてみると、表８のようになった。
すなわち、光源光が第７面ｒ7 のＹ＝３．６０１ｍｍ，Ｚ＝−０．４９２ｍｍの位置に、光軸に対してなす角１２．３４１°で入射する場合、筋２を有する光学面での不要光の光軸に対する射出角度θは−２６．４４５°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−１４．７４５ｍｍと得られ、撮影画像に不要光は発生しない。
また、光源光が第７面ｒ7 のＹ＝２．２４５ｍｍ，Ｚ＝−０．１８９ｍｍの位置に、光軸に対してなす角７．６１６°で入射する場合、筋２を有する光学面での不要光の光軸に対する射出角度θは−３０．３５８°となり、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−２１．５３１ｍｍとなるので、撮影画像に不要光像は発生しない。
また、光源光が光学系の中心に入射するときは、筋２を有する光学面での不要光の光軸に対する射出角度θは−３５．７７６°となり、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−３４．９２２ｍｍとなるので、撮影画像に不要光像は発生しない。
このように、何れの角度からの入射光に対しても、撮影画像に不要光は発生しない。したがって、撮影画像に不要光を発生させないようにするための筋周期の補正は、筋２を有する光学面に光線が到達する最大入射角光線から発生する不要光についてなされる必要がある。
このような補正を行うことで、被写体光が光学系に対し何れの角度で入射した場合でも、不要光が発生しないようにすることができる。
本発明によれば、撮像光学系を経て撮像面に到達する最短波長λの光が光学系の中心に入射する場合、不要光を目立たなくさせるための筋周期は、関係式（２）を用いて求めることができる。
Ｈ＜｛ｆ＋（ＳＢ−ｆＢ）（ＳＦ−ｆＦ）／ｆ｝×ｓｉｎ-1（λ／ｎｄ）
・・・（２）
ここで、図１９に示すように、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０の最大長をＨ、筋２を有する光学面に対して撮像面側の屈折率をｎ、筋２の周期をｄ、筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系５の焦点距離をｆ、前側焦点位置をｆＦ、後側焦点位置をｆＢ、筋２を有する光学面から撮像面側の次の光学面までの間隔をＳＦ、筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系５の最終面から撮像面６までの間隔をＳＢとする。
図２６の光学系の第８面ｒ8 から第１２面ｒ12までの光学系の焦点距離ｆ、前側焦点位置ｆＦ、後側焦点位置ｆＢ、第７面ｒ7 と第８面ｒ8 の面間隔ＳＦ、第１２面ｒ12と撮像面６（ｒ13）の面間隔ＳＢ、波長λ、第７面ｒ7 の撮像面側屈折率ｎは表９の通りである。
本実施例では、撮像領域対角長２２．３ｍｍのＣＣＤが搭載されたデジタルカメラの場合とし、最大長Ｈ＝２２．３ｍｍとする。表９の数値とＨ＝２２．３ｍｍとして関係式（２）をｄについて解くと、筋の周期ｄは１．２３μｍ以下と求められる。
したがって、これよりも短い周期の筋２が第７面ｒ7 に発生するような加工を施す補正を行えば、研磨加工を行わずに、撮像領域２０に不要光を発生させないようにすることができる。
この関係式（２）を用いると、不要光を発生させないようにするための筋２の周期を容易に求めることができる。
（実施例４） 次に、本発明の第２の撮像装置において、筋を有する光学面から撮像面までに含まれる光学系の集光発散特性を定める光学パラメータを補正することによって、光学面に周期性のある筋が発生していても、研磨加工を行わずに、撮像領域内に不要光を発生させないようにした撮像装置の実施例を示す。
本実施例において、光源光が、図２６の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 のＹ＝４．１０６ｍｍ，Ｚ＝−０．６４４ｍｍの位置に、光軸に対してなす角１４．１４２°で入射する場合、第７面ｒ7 に０．７５μｍ周期の筋２があるとき、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−７．５３２ｍｍとなり、撮像領域対角長２２．３ｍｍのＣＣＤが搭載されたデジタルカメラの場合は、図２７に示すように、光源像以外に不要光像２１が画像に撮影されてしまう。
一般に、図１３に示すように、筋２を持つ光学面から撮像面６までに含まれる光学系５が凸パワーを持つ場合はその中の正パワーの面の曲率Ｒが小さい程光線は緩やかに屈折するため、後の光学系５の屈折力を緩めれば不要光像１１は被写体像から遠ざかって形成される。
また、図１４に示すように筋２を有する光学面と次面との距離が長い程、不要光の次面への入射位置が高くなるため、不要光像１１は被写体像から遠ざかって形成される。
したがって、光学面の曲率、面間隔、材質（屈折率）といった筋２を有する光学面から撮像面までに含まれる光学系５の集光発散特性を定める光学パラメータの少なくとも１つのパラメータを補正することによって、筋２を持つ光学面の研磨加工を行わずに、撮像領域に不要光を発生させないようにすることができる。
そこで、図２６の光学系に対し筋２を有する光学面から次面までの距離、及び、最終面から撮像面６までの距離を表１０のように補正を行った。ただし、補正した光学系は、図２６の光学系と仕様を同一にするため、第１面ｒ1 から第６面ｒ6 も修正している。
この補正光学系の第７面ｒ7 に上述の筋周期があるとき、第７面ｒ7 に入射する光線角度が最大となる光源光は、表７のように第７面の有効半径Ｅ7 で定められ、第７面ｒ7 のＹ＝４．１０６ｍｍ，Ｚ＝−０．６４４ｍｍの位置に、光軸に対してなす角１４．１４２°で入射する場合、筋２を有する光学面での不要光の光軸に対する射出角度θは−１９．２８４°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−１２．９７７ｍｍとなる。
したがって、撮像領域対角長２２．３ｍｍのＣＣＤが搭載されたデジタルカメラの場合、図２６の光学系を表１０のように補正すれば、図２８のように、撮影画像に不要光を発生させないようにすることができる。
このように、筋２を有する光学面より後の光学系のパラメータを補正することによって、成形光学素子の光学面に周期性のある筋２が発生していても、研磨加工を行わずに、撮影画像に不要光を発生させないようにすることができる。
式（４）から明らかなように、周期性のある筋２によって発生する不要光の射出方向は波長に依存するため、光源が白色光の場合は、色（波長) 毎に不要光の発生位置が異なり、青色（長波長）程光源光に近い位置に発生する。したがって、図１８に示すように、青色（短波長）の不要光を被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０の外に出しておけば、他色の不要光も同時に被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０の外に出すことができる。
図２６の光学系を表１０のように補正した光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に０．７５μｍ周期の筋２があるとき、波長５８７ｎｍ、４３６ｎｍ、３８０ｎｍの不要光の撮像面６の不要光位置を調べると、波長５８７ｎｍの不要光の射出角度θは−４１．３１３°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−４５．９９１ｍｍと得られ、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０の外に出ている。
波長４３６ｎｍの不要光の射出角度θは−２４．２６６°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−１８．５３４ｍｍと得られ、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０の外に出ている。
波長３８０ｎｍの不要光の射出角度θは−１９．２８４°となり、この不要光について周知の光線追跡を行うことで、撮像面６における不要光の発生位置はＹ＝−１２．９７７ｍｍと得られ、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０の外に出ている。
したがって、光源光の全ての波長に対して、撮影画像に不要光を発生させないようにするには、撮像光学系を経て撮像面に到達する最短波長の不要光を撮像領域２０に発生させないようにしておけばよい。
本実施例では、光学系において３８０ｎｍ以下の波長の光をカットするような構成にしているため、この最短波長を３８０ｎｍとして説明する。
本発明によれば、実施例３で前述した関係式（２）を用いて、撮像領域に不要光を発生させないようにするための光学系の補正条件を求めることができる。
すなわち、関係式（２）を次式（２ａ）のように変形すると、その右辺は筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系によるパラメータのみとなる。したがって、光学系のパラメータの補正は関係式（２ａ）を満たすように行えばよい。
Ｈ／ｓｉｎ-1（λ／ｎｄ）＜ｆ＋（ＳＢ−ｆＢ）（ＳＦ−ｆＦ）／ｆ
・・・（２ａ）
本実施例では、撮像領域対角長２２．３ｍｍのＣＣＤが搭載されたデジタルカメラの場合とし、最大長Ｈ＝２２．３ｍｍとなる。
図２６の光学系の第４レンズＬ４の第７面ｒ7 に０．７５μｍ周期の筋２があるときに、波長λ＝３８０ｎｍ、撮像面側屈折率ｎ＝１、撮像領域の最大長Ｈ＝２２．３ｍｍを関係式（２ａ）の左辺に代入すると、右辺は３７．９４６以上であればよく、したがって、これを満たすように筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系の集光発散特性を定める光学パラメータの補正を行えばよい。
図２６の光学系の第７面ｒ7 より後の光学系を表１０のように補正した光学系の第８面ｒ8 から第１２面ｒ12までの光学系の焦点距離ｆ、前側焦点位置ｆＦ、後側焦点位置ｆＢ、第７面ｒ7 と第８面ｒ8 の面間隔ＳＦ、第１２面ｒ12と撮像面６（ｒ13）の面間隔ＳＢ、波長λ、第７面ｒ7 の撮像面側屈折率ｎは表１１の通りである。
この補正光学系について、関係式（２ａ）の右辺の値を求めると、４９．０４３となり、３７．９４６以上を満たしていることが分かる。
このように、関係式（２ａ）を用いれば、撮像領域に不要光を発生させなくするための光学系の補正条件を求めることができる。
以上のように、被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域２０の外に出るように、光学面の曲率、面間隔、材質（屈折率）といった筋２を有する光学面から撮像面６までに含まれる光学系５の集光発散特性を定める光学パラメータの少なくとも１つのパラメータを補正することによって、成形光学素子１の面に周期性のある筋２が発生していても、研磨加工を行わずに、撮像領域に不要光を発生させないようにすることができる。
また、筋周期の補正が加工技術によって行えない場合にも、光学面の曲率、面間隔、材質（屈折率）といった光学パラメータを最適化することによって、撮像領域に不要光を発生させないようにすることができる。
以下に、表１〜表１１を示す。
〔表１〕
ｒ0 = ∞（物体面） ｄ0 = ∞
ｒ1 = 20.00 ｄ1 = 1.79 ｎd1 =1.59 νd1 =53.20
ｒ2 = 26.64 ｄ2 = 1.27
ｒ3 = 1771.62 ｄ3 = 1.20 ｎd2 =1.59 νd2 =29.90
ｒ4 = 42.41（非球面） ｄ4 = 6.08
ｒ5 = 70.00 ｄ5 = 3.08 ｎd3 =1.57 νd3 =56.33
ｒ6 = -10.32 ｄ6 = 1.38 ｎd4 =1.81 νd4 =25.43
ｒ7 = -13.41 ｄ7 = 1.00
ｒ8 = ∞（絞り） ｄ8 = 4.27
ｒ9 = -25.45（非球面） ｄ9 = 1.90 ｎd5 =1.59 νd5 =29.90
ｒ10= -18.13 ｄ10= 5.11
ｒ11= -10.24 ｄ11= 1.40 ｎd6 =1.72 νd6 =47.94
ｒ12= -39.12 ｄ12= 25.10
ｒ13= ∞（撮像面）
非球面係数
第４面
Ａ4 = 1.12 ×10-4
Ａ6 = 4.88 ×10-7
Ａ8 = 1.60 ×10-8
第９面
Ａ4 = 3.86 ×10-5
Ａ6 = 5.37 ×10-7
Ａ8 = -8.32 ×10-11 。

〔表２〕
ｆ(mm) ｆＦ(mm) ｆＢ(mm) ＳＦ(mm) ＳＢ(mm) 屈折率ｎ 波長λ(nm)
-25.41 36.20 -25.99 1.00 25.10 1.00 700.00
。

〔表３〕
ｒ0 = ∞（物体面） ｄ0 = ∞
ｒ1 = 12.93 ｄ1 = 3.00 ｎd1 =1.59 νd1 =53.20
ｒ2 = 10.00 ｄ2 = 3.00
ｒ3 = 1771.62 ｄ3 = 1.20 ｎd2 =1.59 νd2 =29.90
ｒ4 = 20.00（非球面） ｄ4 = 3.00
ｒ5 = -22.00 ｄ5 = 2.00 ｎd3 =1.57 νd3 =56.33
ｒ6 = -22.00 ｄ6 = 1.00 ｎd4 =1.81 νd4 =25.43
ｒ7 = -13.41 ｄ7 = 1.00
ｒ8 = ∞（絞り） ｄ8 = 3.00
ｒ9 = -30.00（非球面） ｄ9 = 1.90 ｎd5 =1.59 νd5 =29.90
ｒ10= -15.00 ｄ10= 1.50
ｒ11= -45.00 ｄ11= 1.40 ｎd6 =1.72 νd6 =47.94
ｒ12= -45.00 ｄ12= 10.00
ｒ13= ∞（撮像面）
非球面係数
第４面
Ａ4 = 1.12 ×10-4
Ａ6 = 4.88 ×10-7
Ａ8 = 1.60 ×10-8
第９面
Ａ4 = 3.86 ×10-5
Ａ6 = 5.37 ×10-7
Ａ8 = -8.32 ×10-11 。

〔表４〕
ｒ0 = ∞（物体面） ｄ0 = ∞
ｒ1 = 20.00 ｄ1 = 1.79 ｎd1 =1.59 νd1 =53.20
ｒ2 = 22.23 ｄ2 = 2.79
ｒ3 = 1771.62 ｄ3 = 1.20 ｎd2 =1.59 νd2 =29.90
ｒ4 = 42.41（非球面） ｄ4 = 6.08
ｒ5 = 70.00 ｄ5 = 3.08 ｎd3 =1.57 νd3 =56.33
ｒ6 = -10.32 ｄ6 = 1.38 ｎd4 =1.81 νd4 =25.43
ｒ7 = -13.41 ｄ7 = 1.00
ｒ8 = ∞（絞り） ｄ8 = 4.00
ｒ9 = -25.00（非球面） ｄ9 = 1.90 ｎd5 =1.59 νd5 =29.90
ｒ10= -17.00 ｄ10= 4.00
ｒ11= -12.00 ｄ11= 1.00 ｎd6 =1.72 νd6 =47.94
ｒ12= -39.00 ｄ12= 24.00
ｒ13= ∞（撮像面）
非球面係数
第４面
Ａ4 = 1.12 ×10-4
Ａ6 = 4.88 ×10-7
Ａ8 = 1.60 ×10-8
第９面
Ａ4 = 3.86 ×10-5
Ａ6 = 5.37 ×10-7
Ａ8 = -8.32 ×10-11 。

〔表５〕
ｆ(mm) ｆＦ(mm) ｆＢ(mm) ＳＦ(mm) ＳＢ(mm) 屈折率ｎ 波長λ(nm)
-49.10 43.16 -48.55 1.00 10.00 1.00 700.00
。

〔表６〕
ｆ(mm) ｆＦ(mm) ｆＢ(mm) ＳＦ(mm) ＳＢ(mm) 屈折率ｎ 波長λ(nm)
-35.64 45.11 -35.90 1.00 24.00 1.00 700.00
。

〔表７〕
ｒ0 = ∞（物体面） ｄ0 = ∞
ｒ1 = 17.25 ｄ1 = 2.94 ｎd1 =1.59 νd1 =53.20 Ｅ1 =6.50 ｒ2 = -82.21 ｄ2 = 1.00 Ｅ2 =6.21 ｒ3 = 1771.62 ｄ3 = 1.20 ｎd2 =1.59 νd2 =29.90 Ｅ3 =5.72 ｒ4 = 17.89（非球面） ｄ4 = 8.58 Ｅ4 =5.23 ｒ5 = -22.30 ｄ5 = 1.00 ｎd3 =1.57 νd3 =56.33 Ｅ5 =4.43 ｒ6 = -21.49 ｄ6 = 1.00 ｎd4 =1.81 νd4 =25.43 Ｅ6 =4.46 ｒ7 = -13.41 ｄ7 = 1.00 Ｅ7 =4.50 ｒ8 = ∞（絞り） ｄ8 = 7.83 Ｅ8 =4.17 ｒ9 = -25.45（非球面） ｄ9 = 1.90 ｎd5 =1.59 νd5 =29.90 Ｅ9 =5.00 ｒ10= -18.13 ｄ10= 5.11 Ｅ10=5.21 ｒ11= -10.24 ｄ11= 1.40 ｎd6 =1.72 νd6 =47.94 Ｅ11=5.38 ｒ12= -39.12 ｄ12= 13.87 Ｅ12=5.50 ｒ13= ∞（撮像面）
非球面係数
第４面
Ａ4 = 1.12 ×10-4
Ａ6 = 4.88 ×10-7
Ａ8 = 1.60 ×10-8
第９面
Ａ4 = 3.86 ×10-5
Ａ6 = 5.37 ×10-7
Ａ8 = -8.32 ×10-11 。

〔表８〕
┌──────────┬─────────┬─────────┬─────┐
│第７面での光源光位置│第７面での光源光の│第７面での不要光の│撮像面での│
├──────────┤光軸に対する │光軸に対する │不要光位置│
│ Ｙ座標 Ｚ座標 │入射角度（°） │入射角度（°） │ │
├──────────┼─────────┼─────────┼─────┤
│ 0.000 0.000 │ 0.000 │ -35.776 │ -34.922 │
│ 1.307 -0.064 │ 4.416 │ -32.758 │ -26.762 │
│ 2.245 -0.189 │ 7.616 │ -30.358 │ -21.531 │
│ 2.835 -0.303 │ 9.657 │ -28.724 │ -18.480 │
│ 3.601 -0.492 │ 12.341 │ -26.445 │ -14.745 │
│ 4.106 -0.644 │ 14.142 │ -24.827 │ -12.377 │
└──────────┴─────────┴─────────┴─────┘。

〔表９〕
ｆ(mm) ｆＦ(mm) ｆＢ(mm) ＳＦ(mm) ＳＢ(mm) 屈折率ｎ 波長λ(nm)
-25.41 39.76 -25.99 1.00 13.87 1.00 380.00
。

〔表１０〕
ｒ0 = ∞（物体面） ｄ0 = ∞
ｒ1 = 22.00 ｄ1 = 2.94 ｎd1 =1.59 νd1 =53.20 Ｅ1 =6.50 ｒ2 = -82.21 ｄ2 = 1.00 Ｅ2 =6.21 ｒ3 = 1771.62 ｄ3 = 1.20 ｎd2 =1.59 νd2 =29.90 Ｅ3 =5.72 ｒ4 = 17.89（非球面） ｄ4 = 8.58 Ｅ4 =5.23 ｒ5 = -22.30 ｄ5 = 1.00 ｎd3 =1.57 νd3 =56.33 Ｅ5 =4.43 ｒ6 = -21.49 ｄ6 = 1.00 ｎd4 =1.81 νd4 =25.43 Ｅ6 =4.46 ｒ7 = -13.41 ｄ7 = 1.00 Ｅ7 =4.50 ｒ8 = ∞（絞り） ｄ8 = 7.83 Ｅ8 =4.17 ｒ9 = -30.00（非球面） ｄ9 = 1.90 ｎd5 =1.59 νd5 =29.90 Ｅ9 =5.00 ｒ10= -15.00 ｄ10= 6.00 Ｅ10=5.21 ｒ11= -10.24 ｄ11= 1.40 ｎd6 =1.72 νd6 =47.94 Ｅ11=5.38 ｒ12= -30.00 ｄ12= 25.00 Ｅ12=5.50 ｒ13= ∞（撮像面）
非球面係数
第４面
Ａ4 = 1.12 ×10-4
Ａ6 = 4.88 ×10-7
Ａ8 = 1.60 ×10-8
第９面
Ａ4 = 3.86 ×10-5
Ａ6 = 5.37 ×10-7
Ａ8 = -8.32 ×10-11 。

〔表１１〕
ｆ(mm) ｆＦ(mm) ｆＢ(mm) ＳＦ(mm) ＳＢ(mm) 屈折率ｎ 波長λ(nm)
-49.34 69.21 -46.16 1.00 25.00 1.00 380.00
。
本発明の第１の撮像装置において被写体像と不要光像が形成される様子を示す図である。 本発明の第１の撮像装置による設定がない場合に不要光像が目立つ様子を示す図である。 周期性のある筋の周期が長い程不要光像が目立たなくなる様子を示す図である。 筋を持つ光学面から後の光学系の正パワーの面の曲率を大きくすることによって不要光像が目立たなくなる様子を示す図である。 筋を持つ光学面から後の光学系の第１面との距離を短くすることによって不要光像が目立たなくなる様子を示す図である。 被写体像の光強度ピーク位置と被写体像の強度が受光素子の飽和感度を越えている領域の境界との距離Ｐと被写体像の光強度ピーク位置と不要光像の光強度ピーク位置との距離Δｔとの関係を示す図である。 強度Ｉ１、Ｉ２の関係を示す図である。 撮像面における不要光像の形成位置が波長毎に異なることを示す図である。 パラメータＱ、ｎ、ｄ、ｆ、ｆＦ、ｆＢ、ＳＦ、ＳＢを示す図である。 本発明の第２の撮像装置において被写体像と不要光像が形成される様子を示す図である。 本発明の第２の撮像装置による設定がない場合に不要光像が発生する様子を示す図である。 周期性のある筋の周期が短い程不要光像が発生し難くなる様子を示す図である。 筋を持つ光学面から後の光学系の正パワーの面の曲率を小さくすることによって不要光像が発生し難くなる様子を示す図である。 筋を持つ光学面から後の光学系の第１面との距離を長くすることによって不要光像が発生し難くなる様子を示す図である。 入射角度が最大となる光線から発生する不要光が光軸を越えないようにすることが望ましいことを示す図である。 入射角度が最大となる光線から発生する不要光が光軸を越えた場合に不要光像が発生する恐れがあることを示す図である。 設計仕様上の最大入射角を越える入射角度が最大の光線から発生する不要光が光軸を越えないようにすることが望ましいことを示す図である。 本発明の第２の撮像装置においても撮像面における不要光像の形成位置が波長毎に異なることを示す図である。 パラメータＨ、ｎ、ｄ、ｆ、ｆＦ、ｆＢ、ＳＦ、ＳＢを示す図である。 実施例１、２で対象とする撮像光学系の概略断面図である。 （４）式の各記号の定義を示す図である。 成形光学素子の周期性のある筋によって光源像とは異なる位置に不要光像が発生する様子を示す図である。 本発明の実施例における座標系、角度方向の定義を示す図である。 オートプログラムで被写体の光源を撮影した場合の撮像素子対角方向の断面における強度プロファイルを示す図である。 実施例１、２により不要光像が被写体像の範囲内に収まる様子を示す図である。 実施例３、４で対象とする撮像光学系の概略断面図である。 成形光学素子の周期性のある筋によって撮影画像内に不要光像が発生する様子を示す図である。 実施例３、４により撮影画像に不要光を発生しない様子を示す図である。
符号の説明
１…成形光学素子
２…周期性のある筋
３…被写体光
４…不要光（回折光）
５…周期性のある筋を持つ光学面から撮像面までに含まれる光学系
６…撮像面
７…撮像光学系
１０…被写体像の領域
１１…不要光像
２０…被写体に関する撮像情報が取得される撮像領域
２１…不要光像
Ｏ−Ｏ’…光軸
Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｓ…絞り
Ｌ１〜Ｌ６…第１〜第６レンズ

Claims (12)

  1. 複数の画素が２次元的に配列され、各画素で光電変換する受光素子が配置された撮像面に撮像光学系により被写体像を形成する撮像装置であって、
    前記撮像光学系は、光学面に周期性のある筋が形成される製造工程を経て製造された成形光学素子を備え、
    前記撮像光学系に輝度値が前記受光素子の飽和感度を越える高輝度な被写体光が入射したときに、前記撮像面上において、前記光学面に前記筋を有していないとしたときの前記高輝度な被写体光に係る被写体像の領域内に、前記高輝度な被写体光に基づく前記光学面の前記筋による不要光像が形成されるようにしたことを特徴とする撮像装置。
  2. 前記筋を有する光学面から前記撮像面までに含まれる光学系の集光発散特性を定める光学パラメータ、又は、前記筋の周期の少なくとも一方のパラメータに基づいて、前記不要光像が前記光学面に前記筋を有していないとしたときの前記高輝度な被写体光に係る被写体像の領域内に形成されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
  3. 前記被写体像の光強度ピーク位置と前記不要光像の光強度ピーク位置との距離をΔｔ、前記被写体像の光強度ピーク位置と前記被写体像の強度が受光素子の飽和感度を越えている領域の境界との距離をＰとしたとき、Ｐ＞Δｔなる関係を満足するように前記不要光像を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
  4. 前記不要光像の光強度ピーク位置における前記被写体像の光強度をＩ１、前記不要光像の光強度をＩ２としたとき、Ｉ１＞Ｉ２なる関係を満足するように前記不要光像を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
  5. 前記撮像光学系を経て前記撮像面に到達する最長波長に対して前記不要光像に対する特性が定められることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の撮像光学系。
  6. 前記撮像光学系を経て前記撮像面に到達する最長波長をλ、前記被写体像の領域の最大半径をＱ、前記筋を有する光学面の撮像面側屈折率をｎ、前記筋を有する光学面の周期性のある筋の周期をｄ、前記筋を有する光学面から前記撮像面までに含まれる光学系の焦点距離をｆ、前側焦点位置をｆＦ、後側焦点位置をｆＢ、前記筋を有する光学面から撮像面側の次の光学面までの間隔をＳＦ、前記筋を有する光学面から前記撮像面までに含まれる光学系の最終面から前記撮像面までの間隔をＳＢとしたとき、以下の関係式（１）を満足することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
    Ｑ＞｛ｆ＋（ＳＢ−ｆＢ）（ＳＦ−ｆＦ）／ｆ｝×ｓｉｎ-1（λ／ｎｄ）
    ・・・（１）
  7. 複数の画素が２次元的に配列され、各画素で光電変換する受光素子が配置された撮像面に撮像光学系により被写体像を形成する撮像装置であって、
    前記撮像光学系は、光学面に周期性のある筋が形成される製造工程を経て製造された成形光学素子を備え、
    前記撮像面上において、被写体像に係る撮像情報が取得される第１の撮像領域とは異なる第２の撮像領域に、輝度値が前記受光素子の飽和感度を越える高輝度な被写体光に基づく前記光学面の前記筋による不要光像が形成されるようにしたことを特徴とする撮像装置。
  8. 前記筋を有する光学面から前記撮像面までに含まれる光学系の集光発散特性を定める光学パラメータ、又は、前記筋の周期の少なくとも一方のパラメータに基づいて、前記不要光像が前記第２の撮像領域に形成されるようにしたことを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
  9. 前記筋を有する光学面に対する入射角度が最大となる光線に係る前記不要光像を、前記第２の撮像領域の内で光軸を越えない位置に形成することを特徴とする請求項７又は８記載の撮像装置。
  10. 前記筋を有する光学面に対する入射角度が最大となる光線として、設計仕様上の最大入射角を越えている光線に対して前記不要光像に対する特性が定められることを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
  11. 前記撮像光学系を経て前記撮像面に到達する最短波長に対して前記不要光像に対する特性が定められることを特徴とする請求項７から１０の何れか１項記載の撮像光学系。
  12. 前記撮像光学系を経て前記撮像面に到達する最短波長をλ、前記第１の撮像領域の最大長をＨ、前記筋を有する光学面の撮像面側屈折率をｎ、前記筋を有する光学面の周期性のある筋の周期をｄ、前記筋を有する光学面から前記撮像面までに含まれる光学系の焦点距離をｆ、前側焦点位置をｆＦ、後側焦点位置をｆＢ、前記筋を有する光学面から撮像面側の次の光学面までの間隔をＳＦ、前記筋を有する光学面から前記撮像面までに含まれる光学系の最終面から前記撮像面までの間隔をＳＢとしたとき、以下の関係式（２）を満足することを特徴とする請求項７又は８記載の撮像装置。
    Ｈ＜｛ｆ＋（ＳＢ−ｆＢ）（ＳＦ−ｆＦ）／ｆ｝×ｓｉｎ-1（λ／ｎｄ）
    ・・・（２）
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