JP6569296B2 - Lens unit and imaging device - Google Patents

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本発明は、レンズユニットおよび撮像装置に関する。   The present invention relates to a lens unit and an imaging apparatus.

CCD(Charge Coupled Device)センサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどの画像センサを撮像素子として備える撮像装置において、画像処理を前提として光学系を設計し、光学系で得られた画像を画像処理により復元させてシステムを最適化する手法がある。この手法を用いることにより、通常の光学系では実現できない様々な効果を実現することが可能となる。   In an imaging device equipped with an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) sensor or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor as an imaging device, an optical system is designed on the premise of image processing, and an image obtained by the optical system is subjected to image processing. There is a method of optimizing the system by restoring it. By using this method, various effects that cannot be realized by a normal optical system can be realized.

このような撮像装置の一例として、波面コード化(WFC:Wavefront Coding)法により被写界深度が拡大されたEDoF(Expanded Depth of Field)画像を出力する撮像装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の撮像装置は、結像光学系の絞り位置近傍に配置された光位相変調素子を備える。光位相変調素子は、結像光学系を通る光に球面収差を与えて光の位相を変調し、結像光学系による結像特性を変化させる。具体的には、撮像素子の像面における点像分布関数(PSF:Point Spread Function)を2画素以上に跨るように拡散させる。そして、撮像装置は、撮像素子から出力された画像データに対し、光位相変調素子による変調を復元する処理、つまり、拡散されたPSFを復元する処理を行うことによりEDoF画像を生成し、出力する。この特許文献1に記載の撮像装置における絞りは、光位相変調素子とは別体として構成される一般的な絞り機構(いわゆるメカ絞り)である。このようなメカ絞りでは一般的なサテン加工などの加工を施し、反射率を低い値(1%未満)に抑制することが容易に行える。   As an example of such an imaging apparatus, an imaging apparatus that outputs an EDOF (Expanded Depth of Field) image in which a depth of field is expanded by a wavefront coding (WFC) method is known (for example, a patent) Reference 1). This type of imaging apparatus includes an optical phase modulation element disposed in the vicinity of the stop position of the imaging optical system. The optical phase modulation element gives spherical aberration to the light passing through the imaging optical system to modulate the phase of the light, and changes the imaging characteristics of the imaging optical system. Specifically, a point spread function (PSF) on the image plane of the image sensor is diffused so as to extend over two or more pixels. The imaging apparatus generates and outputs an EDoF image by performing processing for restoring the modulation by the optical phase modulation element, that is, processing for restoring the diffused PSF, on the image data output from the imaging element. . The diaphragm in the imaging apparatus described in Patent Document 1 is a general diaphragm mechanism (so-called mechanical diaphragm) configured as a separate body from the optical phase modulation element. With such a mechanical aperture, it is possible to easily suppress the reflectance to a low value (less than 1%) by performing processing such as general satin processing.

本発明では、光位相変調素子に絞りとして機能する絞り膜を設ける構成を採用した。この絞り膜は、メカ絞りと異なり、光位相変調素子に一体的に形成される。このような絞り膜を採用した場合、メカ絞りの場合に可能であった反射率を低く抑制するサテン加工などの加工を施すことが極めて困難である。   In this invention, the structure which provided the aperture_diaphragm | restriction film | membrane which functions as an aperture_diaphragm | restriction in the optical phase modulation element was employ | adopted. Unlike the mechanical diaphragm, this diaphragm film is formed integrally with the optical phase modulation element. When such a diaphragm film is employed, it is extremely difficult to perform a process such as a satin process that suppresses the reflectance, which was possible in the case of a mechanical diaphragm.

このような絞り膜を用いた構成の撮像装置により得られるEDoF画像の品質について、被写体の種類を変えながら様々な評価・検討を行ったところ、特に光沢素材や光源などを被写体とした場合に、メカ絞りを用いた構成では確認されなかったゴースト像がEDoF画像に写りこむ場合があることが分かった。これは、絞り膜の反射率が一般的なメカ絞りの反射率よりも高いため、結像光学系に強い光が入射した場合に、絞り膜で反射した光が迷光となって撮像素子に入射することによるものである。ゴースト像が写りこんだEDoF画像は品質が低下した画像となるため、ゴースト像の発生を抑制することが求められる。   Various evaluations and examinations were performed on the quality of the EDoF image obtained by the imaging apparatus having such a diaphragm film while changing the type of the subject. It has been found that a ghost image that has not been confirmed in the configuration using the mechanical aperture may be reflected in the EDoF image. This is because the reflectivity of the diaphragm film is higher than that of a general mechanical diaphragm, so when strong light enters the imaging optical system, the light reflected by the diaphragm film becomes stray light and enters the image sensor. It is by doing. Since an EDoF image in which a ghost image is reflected is an image having a deteriorated quality, it is required to suppress the generation of the ghost image.

上述した課題を解決するために、本発明は、被写体と撮像素子との間に配置されるレンズユニットであって、前記被写体からの光を前記撮像素子に結像させる、少なくとも1つのレンズを含む結像光学系と、前記結像光学系の光路中に配置され、該結像光学系を通る光の位相を変える光位相変調素子と、前記光位相変調素子の前記撮像素子側の面に設けられ、該光位相変調素子からの出射光を絞る、基準値以上の反射率を有する絞り膜と、前記絞り膜が前記撮像素子側に露出しないように前記絞り膜上に設けられ、前記撮像素子側から前記絞り膜へ入射する迷光、または前記絞り膜から前記撮像素子へ向かう迷光を遮光する遮光部材と、を備える。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a lens unit that is disposed between a subject and an image sensor, and includes at least one lens that forms an image of light from the subject on the image sensor. an imaging optical system, wherein arranged in the imaging beam path of the optical system, an optical phase modulator for changing the phase of light passing through the imaging optical system, the surface of the front SL imaging element side of the optical phase modulator provided, limits the outgoing light from the optical phase modulator, a diaphragm film having a reflectivity equal to or larger than the reference value, provided in the diaphragm layer is said not to expose the imaging element side throttle film, the imaging A light shielding member that shields stray light that enters the diaphragm film from the element side or stray light that travels from the diaphragm film to the imaging element.

本発明によれば、絞り膜での反射に起因するゴースト像の発生を有効に抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to effectively suppress the generation of a ghost image due to reflection on the diaphragm film.

図1は、撮像装置のハードウェア構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the imaging apparatus. 図2は、光位相変調素子の光学面の形状の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the shape of the optical surface of the optical phase modulation element. 図3は、光位相変調素子周りのレイアウトの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the layout around the optical phase modulation element. 図4は、ゴースト像が発生する原理を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of generating a ghost image. 図5は、遮光部材の遮光効果を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the light shielding effect of the light shielding member. 図6は、被写界深度拡大系のレンズ特性の具体例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a specific example of lens characteristics of the depth of field expansion system. 図7は、図6に示すレンズ特性を持つ被写界深度拡大系を用いた場合のMD曲線を、光位相変調素子が設けられていない通常の結像光学系を用いた場合のMD曲線と対比して示す図である。FIG. 7 shows an MD curve in the case of using the depth-of-field expansion system having the lens characteristics shown in FIG. 6 and an MD curve in the case of using a normal imaging optical system in which no optical phase modulation element is provided. It is a figure shown by contrast. 図8は、遮光部材が設けられていない場合の画像例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an image when the light shielding member is not provided. 図9は、遮光部材が設けられている場合の画像例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an image when a light shielding member is provided. 図10は、被写界深度拡大系のレンズ特性の他の具体例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating another specific example of the lens characteristics of the depth-of-field expansion system. 図11は、図10に示すレンズ特性を持つ被写界深度拡大系を用いた場合のMD曲線を、光位相変調素子が設けられていない通常の結像光学系を用いた場合のMD曲線と対比して示す図である。FIG. 11 shows an MD curve in the case of using the depth-of-field expanding system having the lens characteristics shown in FIG. 10 and an MD curve in the case of using a normal imaging optical system in which no optical phase modulation element is provided. It is a figure shown by contrast. 図12は、遮光部材が設けられていない場合の画像例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an image when the light shielding member is not provided. 図13は、遮光部材が設けられている場合の画像例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an image when a light shielding member is provided. 図14は、光位相変調素子周りのレイアウトの他の例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating another example of the layout around the optical phase modulation element. 図15は、光位相変調素子周りのレイアウトの他の例を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating another example of the layout around the optical phase modulation element. 図16は、光位相変調素子周りのレイアウトの他の例を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating another example of the layout around the optical phase modulation element. 図17は、光位相変調素子周りのレイアウトの他の例を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating another example of the layout around the optical phase modulation element. 図18は、遮光部材に保持部材としての機能を持たせた例を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating an example in which the light shielding member has a function as a holding member. 図19は、光位相変調素子の出射面に粗し面を形成して遮光手段とした例を示す図である。FIG. 19 is a diagram illustrating an example in which a roughened surface is formed on the emission surface of the optical phase modulation element to form a light shielding unit. 図20は、撮像装置の変形例を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating a modification of the imaging device.

以下に添付図面を参照しながら、本発明に係るレンズユニットおよび撮像装置の実施形態について詳しく説明する。本実施形態の撮像装置は、WFC法により被写界深度が拡大されたEDoF画像を出力する撮像装置である。本実施形態のレンズユニットは、この撮像装置の光学系として用いられる。レンズユニットの結像光学系の絞り位置近傍には光位相変調素子が配置され、この光位相変調素子に絞り膜が設けられている。そして、この絞り膜により光位相変調素子への入射光または光位相変調素子からの出射光を絞ることにより、結像光学系のF値が所望の値となるように構成されている。また、絞り膜での反射に起因するゴースト像の発生を抑制するために、撮像素子側から絞り膜へと入射する迷光、または絞り膜から撮像素子へ向かう迷光を遮光する遮光手段が設けられている。   Hereinafter, embodiments of a lens unit and an imaging apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The imaging apparatus according to the present embodiment is an imaging apparatus that outputs an EDoF image in which the depth of field is expanded by the WFC method. The lens unit of this embodiment is used as an optical system of this imaging apparatus. An optical phase modulation element is disposed in the vicinity of the aperture position of the imaging optical system of the lens unit, and an aperture film is provided on the optical phase modulation element. Then, the aperture film is configured to reduce the incident light to the optical phase modulation element or the outgoing light from the optical phase modulation element so that the F value of the imaging optical system becomes a desired value. In addition, in order to suppress the generation of a ghost image due to reflection at the diaphragm film, a light shielding unit is provided for shielding stray light incident on the diaphragm film from the image sensor side or stray light from the diaphragm film toward the image sensor. Yes.

図1は、本実施形態の撮像装置100のハードウェア構成例を示す図である。この撮像装置100は、本体部20と、本体部20に対して着脱可能に構成されたレンズユニット10とを備える。なお、撮像装置100は、レンズユニット10と本体部20とが一体化された構成であってもよい。   FIG. 1 is a diagram illustrating a hardware configuration example of an imaging apparatus 100 according to the present embodiment. The imaging apparatus 100 includes a main body 20 and a lens unit 10 configured to be detachable from the main body 20. Note that the imaging apparatus 100 may have a configuration in which the lens unit 10 and the main body 20 are integrated.

本体部20は、CCDセンサやCMOSセンサなどの画像センサを用いた撮像素子21と、撮像素子21から出力される画像データに対して復元処理を行って被写界深度が拡大されたEDoF画像を生成し出力する画像処理装置22とを備える。撮像素子21は、被写体からの光を光電変換して受光量に応じたアナログ信号を出力する受光素子アレイのほか、受光素子アレイから出力されるアナログ信号に対してゲイン調整やAD変換などのAFE(Analog Front End)処理を行って画像データを出力するAFE回路なども含む。   The main body 20 includes an imaging element 21 using an image sensor such as a CCD sensor or a CMOS sensor, and an EDoF image in which the depth of field is expanded by performing restoration processing on the image data output from the imaging element 21. And an image processing device 22 for generating and outputting. In addition to a light receiving element array that photoelectrically converts light from a subject and outputs an analog signal corresponding to the amount of received light, the image pickup element 21 performs AFE such as gain adjustment and AD conversion on the analog signal output from the light receiving element array. It also includes an AFE circuit that performs (Analog Front End) processing and outputs image data.

画像処理装置22は、撮像素子21から出力される画像データ(以下、「中間画像」という。)に対し、後述の光位相変調素子12による変調を復元する復元処理、つまり光位相変調素子12により拡散されたPFSを復元する処理を行って、被写界深度が拡大されたEDoF画像を生成する。この画像処理装置22による復元処理は、例えば、中間画像に対してデコンボリューション(逆畳み込み演算)・フィルタをかけるフィルタ処理として実現される。光位相変調素子12による位相の変調により、PSFが焦点はずれ量に依存しない中間画像が撮像素子21から出力される。したがって、画像処理装置22は、この中間画像に対して、光位相変調素子12による変調に対応する1つのデコンボリュ―ション・フィルタを用いたフィルタ処理を行うことにより、EDoF画像を生成することができる。なお、この種の復元処理は公知技術であるため、ここでは詳細な説明を省略する。   The image processing device 22 performs restoration processing for restoring modulation by an optical phase modulation element 12 described later, ie, the optical phase modulation element 12, for image data output from the imaging element 21 (hereinafter referred to as “intermediate image”). A process for restoring the diffused PFS is performed to generate an EDoF image with an expanded depth of field. The restoration processing by the image processing device 22 is realized as, for example, filter processing for applying a deconvolution (deconvolution operation) / filter to the intermediate image. Due to the phase modulation by the optical phase modulation element 12, an intermediate image in which the PSF does not depend on the amount of defocus is output from the imaging element 21. Therefore, the image processing device 22 can generate an EDoF image by performing a filtering process using one deconvolution filter corresponding to the modulation by the optical phase modulation element 12 on the intermediate image. . Since this type of restoration processing is a known technique, detailed description thereof is omitted here.

画像処理装置22は、例えば、FPGA(Field-Programmable Gate Array)などの専用ハードウェア(集積回路)を用いた構成とすることができる。この場合、画像処理装置22により実行される復元処理は、専用のハードウェアを用いたハードウェア処理となる。また、画像処理装置22は、CPUなどのプロセッサやROM、RAMなどのメモリを備える通常のコンピュータシステムをハードウェアとして用いた構成とすることもできる。この場合、画像処理装置22により実行される復元処理は、コンピュータシステム上で実行されるソフトウェア処理となる。   For example, the image processing apparatus 22 may be configured using dedicated hardware (integrated circuit) such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array). In this case, the restoration process executed by the image processing device 22 is a hardware process using dedicated hardware. Further, the image processing apparatus 22 may be configured to use a normal computer system including a processor such as a CPU and a memory such as a ROM and a RAM as hardware. In this case, the restoration process executed by the image processing device 22 is a software process executed on the computer system.

レンズユニット10は、少なくとも1つのレンズを含む結像光学系11と、この結像光学系11の光路中に配置された光位相変調素子12と、を備える。光位相変調素子12周りに配置される各部材については、図3を用いて後述する。   The lens unit 10 includes an imaging optical system 11 including at least one lens, and an optical phase modulation element 12 disposed in the optical path of the imaging optical system 11. Each member arranged around the optical phase modulation element 12 will be described later with reference to FIG.

結像光学系11は、被写体Obからの光を撮像素子21に結像させる光学系である。本実施形態では、例えば、バーコード、2次元コードなどのコード情報や各種文字列など、情報を正しく認識するためにピントの合った画像を撮影することが求められる対象を被写体Obとすることを想定している。本実施形態の撮像装置100は、被写界深度が拡大されたEDoF画像を出力するので、撮像装置100から被写体Obまでの距離が多少変動したとしても、あるいは、被写体Obが撮像装置100に対して斜めの状態で撮影が行われたとしても、被写体Obにピントの合った画像を得ることができる。   The imaging optical system 11 is an optical system that images light from the subject Ob on the image sensor 21. In the present embodiment, for example, a subject that is required to capture a focused image for correctly recognizing information such as code information such as barcodes and two-dimensional codes and various character strings is set as the subject Ob. Assumed. Since the imaging apparatus 100 according to the present embodiment outputs an EDoF image in which the depth of field is expanded, even if the distance from the imaging apparatus 100 to the subject Ob is slightly changed, or the subject Ob is relative to the imaging apparatus 100. Even when shooting is performed in an oblique state, an image in focus on the subject Ob can be obtained.

光位相変調素子12は、結像光学系11の光路中の絞り位置Pd近傍に配置され、結像光学系11を通る被写体Obからの光の位相を変調して結像光学系11による結像特性を変化させる光学素子である。被写体Obからの光は、この光位相変調素子12を通過することで、被写界深度を拡大させるための球面収差が発生し、撮像素子21の像面におけるPSFが2画素以上に跨るように拡散される。本実施形態のレンズユニット10は、結像光学系11の光路中に光位相変調素子12が設けられることにより、被写体Obの光学像を収差が乗った状態で撮像素子21の像面上に結像させる。なお、本実施形態のレンズユニット10は、光位相変調素子12を結像光学系11に対して着脱可能な構成とすることが望ましい。このように構成することで、用途に応じて光位相変調素子12を交換したり、光位相変調素子12を用いずに結像光学系11を通常の結像光学系として利用したりすることが可能となる。   The optical phase modulation element 12 is disposed near the stop position Pd in the optical path of the imaging optical system 11, modulates the phase of light from the subject Ob passing through the imaging optical system 11, and forms an image by the imaging optical system 11. It is an optical element that changes the characteristics. The light from the subject Ob passes through the optical phase modulation element 12 to generate spherical aberration for expanding the depth of field, so that the PSF on the image plane of the imaging element 21 extends over two pixels or more. Diffused. In the lens unit 10 of the present embodiment, the optical phase modulation element 12 is provided in the optical path of the imaging optical system 11, so that the optical image of the subject Ob is formed on the image plane of the image pickup element 21 with aberration. Let me image. In the lens unit 10 of the present embodiment, it is desirable that the optical phase modulation element 12 be detachable from the imaging optical system 11. With this configuration, the optical phase modulation element 12 can be exchanged depending on the application, or the imaging optical system 11 can be used as a normal imaging optical system without using the optical phase modulation element 12. It becomes possible.

本実施形態のレンズユニット10では、結像光学系11の絞り位置Pd近傍に光位相変調素子12が配置されているため、この光位相変調素子12の被写体Ob側または撮像素子21側の面に絞りとして機能する絞り膜を設けることで、結像光学系11のF値を所望の値とすることができる。このような絞り膜は、光位相変調素子12の光学有効部の外周部に直接形成されるため、光位相変調素子12とは別体として構成される一般的なメカ絞りと比較して、位置決め精度に優れている。   In the lens unit 10 of the present embodiment, since the optical phase modulation element 12 is disposed in the vicinity of the stop position Pd of the imaging optical system 11, the optical phase modulation element 12 is provided on the subject Ob side or the image pickup element 21 side. By providing a diaphragm film that functions as a diaphragm, the F value of the imaging optical system 11 can be set to a desired value. Since such a diaphragm film is directly formed on the outer peripheral portion of the optically effective portion of the optical phase modulation element 12, positioning is performed as compared with a general mechanical diaphragm configured separately from the optical phase modulation element 12. Excellent accuracy.

図2は、光位相変調素子12の光学面の形状の一例を示す図であり、横軸を正規化半径、縦軸を面形状(ザグ量)として、光位相変調素子12の光学面の具体的な形状例を示している。図中のd1は、光位相変調素子12の光学有効部と同軸に設けられた絞りの位置を表し、図中のd2は、光位相変調素子12の光学有効部と同軸でない(位置ずれが生じている)絞りの位置を表している。図中のd2のように、光位相変調素子12に対する絞りの位置精度が悪い場合には、光位相変調素子12の光学有効部の周辺形状が蹴られる、あるいは光学有効部外に光が入射するといった不都合が生じ、結果として設計通りの被写界深度拡大特性が得られなくなる。   FIG. 2 is a diagram showing an example of the shape of the optical surface of the optical phase modulation element 12, where the horizontal axis represents the normalized radius and the vertical axis represents the surface shape (zag amount). A typical shape example is shown. In the figure, d1 represents the position of the stop provided coaxially with the optically effective portion of the optical phase modulation element 12, and d2 in the figure is not coaxial with the optically effective portion of the optical phase modulation element 12 (positional displacement occurs). It shows the position of the aperture. When the position accuracy of the diaphragm with respect to the optical phase modulation element 12 is poor as indicated by d2 in the figure, the peripheral shape of the optical effective portion of the optical phase modulation element 12 is kicked or light enters outside the optical effective portion. As a result, the depth-of-field expansion characteristic as designed cannot be obtained.

図2のd1のように、光位相変調素子12に対して位置精度のよい絞りを実現するためには、メカ絞りを用いるよりも上述した絞り膜を用いる方が適している。つまり、光位相変調素子12に対して直接形成される絞り膜を結像光学系11の絞りとして用いることにより、絞りと光位相変調素子12とを高い同軸度とし、優れた被写界深度拡大特性を得ることができる。また、結像光学系11の絞りとして絞り膜を用いることにより、メカ絞りを設ける必要がなくなるため、部品点数削減によるコストダウンや組み付け性の向上などの利点が得られる。そこで、本実施形態のレンズユニット10においては、結像光学系11の絞りとして絞り膜を用いる構成としている。   As shown by d1 in FIG. 2, in order to realize a diaphragm with high positional accuracy with respect to the optical phase modulation element 12, it is more suitable to use the above-described diaphragm film than to use a mechanical diaphragm. That is, by using a diaphragm film formed directly on the optical phase modulation element 12 as the diaphragm of the imaging optical system 11, the diaphragm and the optical phase modulation element 12 have high coaxiality, and an excellent depth of field expansion. Characteristics can be obtained. In addition, by using a diaphragm film as the diaphragm of the imaging optical system 11, there is no need to provide a mechanical diaphragm, so that advantages such as cost reduction and improved assembling performance can be obtained by reducing the number of parts. Therefore, in the lens unit 10 of the present embodiment, a diaphragm film is used as the diaphragm of the imaging optical system 11.

図3は、本実施形態のレンズユニット10における光位相変調素子12周りのレイアウトの一例を示す図である。図3に示すように、光位相変調素子12の被写体Ob側の面(以下、「入射面」という)12aには、光学有効部の外周部を覆うように形成された絞り膜13が設けられている。この絞り膜13は、光位相変調素子12への入射光を絞る絞りとして機能するものであり、例えば、光位相変調素子12の入射面12aにおける光学有効部の外周部にブラックマトリクス材料を成膜することで形成される。ブラックマトリクス材料としては、クロム系材料によるものや、樹脂系材料によるものなどがある。   FIG. 3 is a diagram showing an example of the layout around the optical phase modulation element 12 in the lens unit 10 of the present embodiment. As shown in FIG. 3, a diaphragm film 13 formed so as to cover the outer peripheral portion of the optically effective portion is provided on the surface (hereinafter referred to as “incident surface”) 12a of the optical phase modulation element 12 on the subject Ob side. ing. The diaphragm film 13 functions as a diaphragm for narrowing the incident light to the optical phase modulation element 12. For example, a black matrix material is formed on the outer peripheral portion of the optically effective portion on the incident surface 12 a of the optical phase modulation element 12. It is formed by doing. As the black matrix material, there are a chromium material and a resin material.

光位相変調素子12に設けられる絞り膜13は、基準値以上の反射率を有する。ここでの基準値は、一般的なメカ絞りの反射率に基づく値であり、絞り膜13の反射率は一般的なメカ絞りの反射率よりも高いことを意味する。例えば、樹脂系材料を成膜することで形成される絞り膜13の反射率は3%であり、一般的なメカ絞りの反射率よりも高い。メカ絞りでは一般的なサテン加工などの加工を施し反射率を1%未満に抑制することは容易であるが、本実施形態のように絞り膜13を採用した場合、メカ絞りの場合に可能であった反射率を1%未満に抑制するサテン加工などの加工を施すことが極めて困難だからである。なお、絞り膜13を構成する材料はブラックマトリクス材料に限らない。ただし、本実施形態では、一般的なメカ絞りよりも高い反射率を有する絞り膜13が光位相変調素子12に設けられているものとする。   The diaphragm film 13 provided in the optical phase modulation element 12 has a reflectance equal to or higher than a reference value. The reference value here is a value based on the reflectance of a general mechanical diaphragm, and means that the reflectance of the diaphragm film 13 is higher than the reflectance of a general mechanical diaphragm. For example, the reflectance of the diaphragm 13 formed by depositing a resin material is 3%, which is higher than the reflectance of a general mechanical diaphragm. It is easy to reduce the reflectivity to less than 1% by applying a general satin process or the like in the mechanical aperture, but it is possible in the case of the mechanical aperture when the aperture film 13 is employed as in this embodiment. This is because it is extremely difficult to perform processing such as satin processing that suppresses the reflectivity to less than 1%. The material constituting the diaphragm film 13 is not limited to the black matrix material. However, in the present embodiment, it is assumed that the diaphragm film 13 having a higher reflectance than a general mechanical diaphragm is provided in the optical phase modulation element 12.

絞り膜13が設けられた光位相変調素子12は、例えば図3に示すように、光位相変調素子12の被写体Ob側に設けられた保持部材14aと、光位相変調素子12の撮像素子21側に設けられた保持部材14bとにより、結像光学系11の光路中に位置決めされた状態で保持される。これら保持部材14a,14bは、絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を、結像光学系11に対して着脱可能に保持する。   For example, as shown in FIG. 3, the optical phase modulation element 12 provided with the diaphragm film 13 includes a holding member 14 a provided on the subject Ob side of the optical phase modulation element 12, and the imaging element 21 side of the optical phase modulation element 12. And is held in a state of being positioned in the optical path of the imaging optical system 11 by the holding member 14b provided on the imaging optical system 11. These holding members 14 a and 14 b hold the optical phase modulation element 12 provided with the diaphragm film 13 detachably with respect to the imaging optical system 11.

また、本実施形態のレンズユニット10では、例えば図3に示すように、光位相変調素子12の撮像素子21側の面(以下、「出射面」という)12b上に、撮像素子21側から絞り膜13へ入射する迷光、または絞り膜13から撮像素子21へ向かう迷光を遮光する遮光部材15(遮光手段の一例)が設けられている。遮光部材15は、例えば光位相変調素子12の出射面12bの面内で、撮像素子21側に配置された保持部材14bと並ぶように配置される。この遮光部材15は、絞り膜13での反射に起因するゴースト像の発生を抑制するために設けられる。この遮光部材15としては、例えば、アルミ材の表面に黒アルマイトサテン加工を施したものなどが有効に利用できる。   Further, in the lens unit 10 of the present embodiment, for example, as shown in FIG. 3, a diaphragm is formed on the surface 12 b of the optical phase modulation element 12 (hereinafter referred to as “exit surface”) from the image sensor 21 side. A light shielding member 15 (an example of a light shielding unit) that shields stray light incident on the film 13 or stray light from the diaphragm film 13 toward the image sensor 21 is provided. The light shielding member 15 is disposed so as to be aligned with the holding member 14b disposed on the imaging element 21 side, for example, within the emission surface 12b of the optical phase modulation element 12. The light shielding member 15 is provided to suppress generation of a ghost image due to reflection on the diaphragm film 13. As the light shielding member 15, for example, a material obtained by performing black anodized satin processing on the surface of an aluminum material can be used effectively.

本願発明者は、結像光学系11の絞りとして一般的なメカ絞りに代えて上述したような絞り膜13を用いた場合にEDoF画像にどのような影響が現れるかを検討すべく、被写体Obの種類を変えながら、絞り膜13を用いた構成の撮像装置100により撮影を行って、得られたEDoF画像の品質に対する評価・検討を行った。その結果、特に光沢素材や光源などを被写体Obとした場合に、メカ絞りを用いた構成では確認されなかったゴースト像がEDoF画像に写りこむ場合があることが分かった。また、本願発明者による検討の結果、このようなゴースト像は、絞り膜13の反射率が一般的なメカ絞りの反射率よりも高いため、結像光学系11に強い光が入射した場合に、絞り膜13で反射した光が迷光となって撮像素子21に入射することにより発生することが判明した。   The inventor of the present application examines what influence appears on the EDoF image when the diaphragm film 13 as described above is used instead of a general mechanical diaphragm as the diaphragm of the imaging optical system 11. The quality of the obtained EDoF image was evaluated and examined by photographing with the imaging device 100 having the configuration using the diaphragm 13 while changing the type of the film. As a result, it was found that a ghost image that was not confirmed by the configuration using the mechanical aperture might be reflected in the EDoF image, particularly when a glossy material, a light source, or the like was used as the subject Ob. Further, as a result of examination by the inventor of the present application, such a ghost image has a higher reflectance of the diaphragm film 13 than that of a general mechanical diaphragm, and therefore, when strong light is incident on the imaging optical system 11. It was found that the light reflected by the diaphragm film 13 is generated when the light enters the image sensor 21 as stray light.

このような知見に基づき、本実施形態のレンズユニット10では、絞り膜13での反射に起因するゴースト像の発生を有効に抑制し、高品位なEDoF画像を得られるようにするために、撮像素子21側から絞り膜13へ入射する迷光、または絞り膜13から撮像素子21へ向かう迷光を、遮光部材15によって遮光する構成としている。   Based on such knowledge, in the lens unit 10 of the present embodiment, in order to effectively suppress generation of a ghost image due to reflection on the diaphragm film 13 and obtain a high-quality EDoF image, imaging is performed. The light blocking member 15 blocks the stray light that enters the diaphragm film 13 from the element 21 side or stray light that travels from the diaphragm film 13 to the image sensor 21.

図4は、絞り膜13での反射によりゴースト像が発生する原理を説明する図であり、遮光部材15が設けられていない構成のレンズユニット10における光路を追跡した様子を示している。なお、ここでは原理説明のため、結像光学系11の光位相変調素子12よりも被写体Ob側のレンズ11aおよび撮像素子21側のレンズ11bを、それぞれ単レンズとして示している。   FIG. 4 is a diagram for explaining the principle that a ghost image is generated by reflection on the diaphragm film 13, and shows a state in which the optical path is tracked in the lens unit 10 having a configuration in which the light shielding member 15 is not provided. Here, for the purpose of explaining the principle, the lens 11a closer to the subject Ob and the lens 11b closer to the imaging element 21 than the optical phase modulation element 12 of the imaging optical system 11 are shown as single lenses.

被写体Obからの光は、レンズ11a、光位相変調素子12、およびレンズ11bを順次通過して、撮像素子21の像面21a上に結像する。このとき、被写体Obからの光の一部は撮像素子21のカバーガラス21bなどで反射され、その反射光r1,r2がレンズ11bを通過して光位相変調素子12に入射する。ここで、光位相変調素子12に設けられた絞り膜13の反射率が高いため、撮像素子21側からの反射光の一部が絞り膜13によりさらに反射され、その反射光r11がゴースト光gとなって撮像素子21の像面21aに到達する。その結果、撮像素子21から出力される画像データを用いて生成されるEDoF画像にゴースト像が発生する。なお、撮像素子21側からの反射光のうち、光位相変調素子12の光学有効部で反射される反射光r22は、光学有効部の反射率が絞り膜13の反射率よりも低いため、たとえ撮像素子21の像面21aに到達したとしても、EDoF画像の品質を低下させるようなゴースト像にはならない。   Light from the subject Ob sequentially passes through the lens 11 a, the optical phase modulation element 12, and the lens 11 b and forms an image on the image plane 21 a of the imaging element 21. At this time, part of the light from the subject Ob is reflected by the cover glass 21b of the image sensor 21, and the reflected lights r1 and r2 pass through the lens 11b and enter the optical phase modulation element 12. Here, since the aperture film 13 provided in the optical phase modulation element 12 has a high reflectance, a part of the reflected light from the imaging element 21 side is further reflected by the aperture film 13, and the reflected light r <b> 11 becomes the ghost light g. And reaches the image plane 21a of the image sensor 21. As a result, a ghost image is generated in the EDoF image generated using the image data output from the image sensor 21. Of the reflected light from the image sensor 21 side, the reflected light r22 reflected by the optically effective portion of the optical phase modulation element 12 has a lower reflectance than that of the diaphragm film 13 because the reflectance of the optically effective portion is lower. Even if it reaches the image plane 21a of the image sensor 21, it does not become a ghost image that degrades the quality of the EDoF image.

図5は、遮光部材15による遮光効果を説明する図であり、遮光部材15を設けた本実施形態のレンズユニット10における光路を追跡した様子を示している。なお、図5においても図4と同様に、結像光学系11の光位相変調素子12よりも被写体Ob側のレンズ11aおよび撮像素子21側のレンズ11bを、それぞれ単レンズとして示している。   FIG. 5 is a diagram for explaining the light shielding effect by the light shielding member 15 and shows a state in which the optical path in the lens unit 10 of the present embodiment provided with the light shielding member 15 is traced. In FIG. 5, as in FIG. 4, the lens 11 a on the subject Ob side and the lens 11 b on the imaging element 21 side of the optical phase modulation element 12 of the imaging optical system 11 are shown as single lenses.

図5に示すように、光位相変調素子12の撮像素子21側に遮光部材15を設けることにより、撮像素子21のカバーガラス21bなどで反射されて光位相変調素子12に向かう反射光r1を遮光部材15により遮光して、絞り膜13に入射させない構成とすることができる。すなわち、図4の例において撮像素子21の像面21aに到達するゴースト光gとなっていた反射光r11を発生させないように、撮像素子21側から絞り膜13へ入射する反射光(迷光)r1を遮光部材15により遮光することができ、ゴースト像の発生を有効に抑制することができる。   As shown in FIG. 5, by providing the light shielding member 15 on the image pickup element 21 side of the optical phase modulation element 12, the reflected light r <b> 1 reflected by the cover glass 21 b of the image pickup element 21 and the like toward the optical phase modulation element 12 is shielded. The member 15 can be shielded from light so as not to enter the diaphragm film 13. In other words, the reflected light (stray light) r1 incident on the diaphragm film 13 from the imaging element 21 side so as not to generate the reflected light r11 that is the ghost light g reaching the image plane 21a of the imaging element 21 in the example of FIG. Can be shielded by the light shielding member 15, and the generation of a ghost image can be effectively suppressed.

なお、絞り膜13での反射に起因するゴースト光gは、図4に示したように、撮像素子21の像面21aの中央付近に結像する可能性がある。撮像素子21の像面21aの中央付近に結像するゴースト光gを遮光するために、遮光部材15を光位相変調素子12から撮像素子21側に離れた位置に配置した場合には、ゴースト光gだけでなく正規の光線も遮光してしまい、意図した画像が得られなくなる懸念がある。したがって、遮光部材15は、光位相変調素子12の出射面12bに近い位置に配置することが望ましい。図3の例では、光位相変調素子12の出射面12b上に遮光部材15を配置しているので、ゴースト光gではない正規の光線を遮ることなく、光位相変調素子12に設けた絞り膜13での反射に起因するゴースト像を有効に抑制することができる。   Note that the ghost light g resulting from the reflection on the diaphragm 13 may form an image near the center of the image plane 21a of the image sensor 21 as shown in FIG. In the case where the light shielding member 15 is disposed at a position away from the optical phase modulation element 12 toward the image pickup element 21 in order to block the ghost light g formed near the center of the image plane 21a of the image pickup element 21, ghost light is used. There is a concern that not only g but also regular rays are shielded, and an intended image cannot be obtained. Therefore, it is desirable to arrange the light shielding member 15 at a position close to the emission surface 12 b of the optical phase modulation element 12. In the example of FIG. 3, since the light shielding member 15 is disposed on the emission surface 12 b of the optical phase modulation element 12, the diaphragm film provided on the optical phase modulation element 12 without blocking a regular light beam that is not the ghost light g. The ghost image resulting from the reflection at 13 can be effectively suppressed.

なお、遮光部材15は、光位相変調素子12の出射面12bに近い位置に配置されればよく、必ずしも図3の例のように、光位相変調素子12の出射面12b上に遮光部材15を配置しなくてもよい。本実施形態のレンズユニット10における光位相変調素子12周りのレイアウトのバリエーションについては、詳細を後述する。   The light shielding member 15 may be disposed at a position close to the emission surface 12b of the optical phase modulation element 12, and the light shielding member 15 is not necessarily provided on the emission surface 12b of the optical phase modulation element 12 as in the example of FIG. It is not necessary to arrange. Details of layout variations around the optical phase modulation element 12 in the lens unit 10 of the present embodiment will be described later.

ここで、光位相変調素子12を設けることで所望の被写界深度拡大特性が得られるように構成された結像光学系11(以下、「被写界深度拡大系」という)の具体例を例示しながら、遮光部材15を設けることによる効果を実例とともに説明する。   Here, a specific example of the imaging optical system 11 (hereinafter referred to as “depth of field expansion system”) configured to provide a desired depth of field expansion characteristic by providing the optical phase modulation element 12. The effect by providing the light shielding member 15 is demonstrated with an example, illustrating.

図6は、被写界深度拡大系のレンズ特性の具体例を示す図であり、図7は、図6に示すレンズ特性を持つ被写界深度拡大系を用いた場合のMD曲線(40lp/mm)を、光位相変調素子12が設けられていない通常の結像光学系を用いた場合のMD曲線と対比して示す図である。図6において、fは被写界深度拡大系の焦点距離、Fnoは被写界深度拡大系のF値をそれぞれ表している。図7のMD曲線は、画像のコントラストの評価値となるMTF(Modulation Transfer Function)値を縦軸とし、デフォーカス量を横軸とした座標系で、デフォーカス量とMTF値との関係を曲線として表したものであり、所望のMTF値が得られるデフォーカス量の範囲が、被写界深度の深さに対応している。   6 is a diagram showing a specific example of lens characteristics of the depth-of-field expansion system, and FIG. 7 is an MD curve (40 lp / mm) when the depth-of-field expansion system having the lens characteristics shown in FIG. 6 is used. mm) in comparison with an MD curve in the case of using a normal imaging optical system in which the optical phase modulation element 12 is not provided. In FIG. 6, f represents the focal length of the depth of field expansion system, and Fno represents the F value of the depth of field expansion system. The MD curve in FIG. 7 is a coordinate system in which the MTF (Modulation Transfer Function) value, which is an evaluation value of the contrast of the image, is the vertical axis and the defocus amount is the horizontal axis, and the relationship between the defocus amount and the MTF value is curved. The defocus amount range in which a desired MTF value is obtained corresponds to the depth of field.

図7の例では、図6に示すレンズ特性を持つ被写界深度拡大系を用いて得られる画像(復元後)のMD曲線を実線で表し、この被写界深度拡大系から光位相変調素子12を除いた通常の結像光学系を用いて得られる画像のMD曲線を破線で表している。図7に示す2つのMD曲線を比べると、光位相変調素子12を設けた被写界深度拡大系を用いることにより、通常の結像光学系を用いた場合と比べて被写界深度が拡大されていることが分かる。   In the example of FIG. 7, an MD curve of an image (after restoration) obtained using the depth-of-field expansion system having the lens characteristics shown in FIG. 6 is represented by a solid line, and the optical phase modulation element is obtained from this depth-of-field expansion system. An MD curve of an image obtained using a normal imaging optical system excluding 12 is represented by a broken line. When the two MD curves shown in FIG. 7 are compared, the depth of field is expanded by using the depth-of-field expansion system provided with the optical phase modulation element 12 as compared with the case of using a normal imaging optical system. You can see that.

図8および図9は、図6に示したレンズ特性を持つ被写界深度拡大系として構成されたレンズユニット10を用い、光源を被写体として撮影を行った場合に得られたEDoF画像の一例を示す図であり、図8は遮光部材15が設けられていない場合の画像例、図9は遮光部材15が設けられている場合の画像例をそれぞれ示している。   8 and 9 show an example of an EDoF image obtained when the lens unit 10 configured as a depth-of-field expansion system having the lens characteristics shown in FIG. FIG. 8 shows an image example when the light shielding member 15 is not provided, and FIG. 9 shows an image example when the light shielding member 15 is provided.

上述した遮光部材15が設けられていない場合には、光位相変調素子12に設けた絞り膜13に対し撮像素子21側から入射する光が絞り膜13で反射し、その反射光が撮像素子21の像面に到達することで、図8に示すように、EDoF画像にゴースト像が発生する。図8中のG1,G2,G3が、それぞれ絞り膜13での反射に起因するゴースト像である。   When the above-described light shielding member 15 is not provided, light incident from the imaging element 21 side on the diaphragm film 13 provided on the optical phase modulation element 12 is reflected by the diaphragm film 13, and the reflected light is reflected on the imaging element 21. As shown in FIG. 8, a ghost image is generated in the EDoF image. G1, G2, and G3 in FIG. 8 are ghost images caused by reflection on the diaphragm film 13, respectively.

これに対し、光位相変調素子12の撮像素子21側に遮光部材15を設けた場合には、撮像素子21側から絞り膜13に入射する迷光、または絞り膜13から撮像素子21へ向かう迷光がこの遮光部材15により遮光される。その結果、図9に示すように、図8の画像例で確認されたゴースト像G1,G2,G3が写りこんでいないEDoF画像を得ることができる。つまり、光位相変調素子12の撮像素子21側、または光位相変調素子12よりも撮像素子21側に、撮像素子21側から絞り膜13に入射する迷光、または絞り膜13から撮像素子21へ向かう迷光を遮光する遮光部材15を設けることによって、絞り膜13での反射に起因するゴースト像の発生を有効に抑制することができる。   On the other hand, when the light shielding member 15 is provided on the image pickup element 21 side of the optical phase modulation element 12, stray light incident on the diaphragm film 13 from the image pickup element 21 side or stray light traveling from the diaphragm film 13 toward the image pickup element 21 is generated. The light shielding member 15 shields it from light. As a result, as shown in FIG. 9, an EDoF image in which the ghost images G1, G2, and G3 confirmed in the image example of FIG. 8 are not reflected can be obtained. That is, stray light incident on the diaphragm film 13 from the imaging element 21 side or the diaphragm film 13 toward the imaging element 21, on the imaging element 21 side of the optical phase modulation element 12, or on the imaging element 21 side of the optical phase modulation element 12. By providing the light blocking member 15 that blocks stray light, it is possible to effectively suppress the generation of a ghost image due to the reflection on the diaphragm film 13.

図10は、被写界深度拡大系のレンズ特性の他の具体例を示す図であり、図11は、図10に示すレンズ特性を持つ被写界深度拡大系を用いた場合のMD曲線(40lp/mm)を、光位相変調素子12が設けられていない通常の結像光学系を用いた場合のMD曲線と対比して示す図である。図10において、fは被写界深度拡大系の焦点距離、Fnoは被写界深度拡大系のF値をそれぞれ表している。図11のMD曲線は、図7の例と同様に、画像のコントラストの評価値となるMTF値を縦軸とし、デフォーカス量を横軸とした座標系で、デフォーカス量とMTF値との関係を曲線として表したものであり、所望のMTF値が得られるデフォーカス量の範囲が、被写界深度の深さに対応している。   FIG. 10 is a diagram showing another specific example of the lens characteristics of the depth-of-field expansion system, and FIG. 11 is an MD curve (FIG. 10) when the depth-of-field expansion system having the lens characteristics shown in FIG. 40 lp / mm) is a diagram showing an MD curve in the case of using a normal imaging optical system in which the optical phase modulation element 12 is not provided. In FIG. 10, f represents the focal length of the depth of field expansion system, and Fno represents the F value of the depth of field expansion system. As in the example of FIG. 7, the MD curve in FIG. 11 is a coordinate system in which the MTF value, which is the contrast evaluation value of the image, is the vertical axis and the defocus amount is the horizontal axis. The relationship is expressed as a curve, and the range of the defocus amount in which a desired MTF value can be obtained corresponds to the depth of field.

図11の例では、図10に示すレンズ特性を持つ被写界深度拡大系を用いて得られる画像(復元後)のMD曲線を実線で表し、この被写界深度拡大系から光位相変調素子12を除いた通常の結像光学系を用いて得られる画像のMD曲線を破線で表している。図11に示す2つのMD曲線を比べると、光位相変調素子12を設けた被写界深度拡大系を用いることにより、通常の結像光学系を用いた場合と比べて被写界深度が拡大されていることが分かる。   In the example of FIG. 11, the MD curve of the image (after restoration) obtained using the depth-of-field expansion system having the lens characteristics shown in FIG. An MD curve of an image obtained using a normal imaging optical system excluding 12 is represented by a broken line. When the two MD curves shown in FIG. 11 are compared, the depth of field is expanded by using the depth-of-field expansion system provided with the optical phase modulation element 12 as compared with the case of using a normal imaging optical system. You can see that.

図12および図13は、図10に示したレンズ特性を持つ被写界深度拡大系として構成されたレンズユニット10を用い、光源を被写体として撮影を行った場合に得られたEDoF画像の一例を示す図であり、図12は遮光部材15が設けられていない場合の画像例、図13は遮光部材15が設けられている場合の画像例をそれぞれ示している。   12 and 13 show an example of an EDoF image obtained when the lens unit 10 configured as a depth-of-field expansion system having the lens characteristics shown in FIG. 10 is used and photographing is performed using a light source as a subject. FIG. 12 shows an image example when the light shielding member 15 is not provided, and FIG. 13 shows an image example when the light shielding member 15 is provided.

上述した遮光部材15が設けられていない場合には、光位相変調素子12に設けた絞り膜13に対し撮像素子21側から入射する光が絞り膜13で反射し、その反射光が撮像素子21の像面に到達することで、図12に示すように、EDoF画像にゴースト像が発生する。図12中のG4,G5が、それぞれ絞り膜13での反射に起因するゴースト像である。   When the above-described light shielding member 15 is not provided, light incident from the imaging element 21 side on the diaphragm film 13 provided on the optical phase modulation element 12 is reflected by the diaphragm film 13, and the reflected light is reflected on the imaging element 21. As shown in FIG. 12, a ghost image is generated in the EDoF image. G4 and G5 in FIG. 12 are ghost images caused by reflection on the diaphragm film 13, respectively.

これに対し、光位相変調素子12の撮像素子21側に遮光部材15を設けた場合には、撮像素子21側から絞り膜13に入射する迷光、または絞り膜13から撮像素子21へ向かう迷光がこの遮光部材15により遮光される。その結果、図13に示すように、図12の画像例で確認されたゴースト像G4,G5が写りこんでいないEDoF画像を得ることができる。つまり、光位相変調素子12の撮像素子21側、または光位相変調素子12よりも撮像素子21側に、撮像素子21側から絞り膜13に入射する迷光、または絞り膜13から撮像素子21へ向かう迷光を遮光する遮光部材15を設けることによって、絞り膜13での反射に起因するゴースト像の発生を有効に抑制することができる。   On the other hand, when the light shielding member 15 is provided on the image pickup element 21 side of the optical phase modulation element 12, stray light incident on the diaphragm film 13 from the image pickup element 21 side or stray light traveling from the diaphragm film 13 toward the image pickup element 21 is generated. The light shielding member 15 shields it from light. As a result, as shown in FIG. 13, an EDoF image in which the ghost images G4 and G5 confirmed in the image example of FIG. 12 are not reflected can be obtained. That is, stray light incident on the diaphragm film 13 from the imaging element 21 side or the diaphragm film 13 toward the imaging element 21, on the imaging element 21 side of the optical phase modulation element 12, or on the imaging element 21 side of the optical phase modulation element 12. By providing the light blocking member 15 that blocks stray light, it is possible to effectively suppress the generation of a ghost image due to the reflection on the diaphragm film 13.

以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態のレンズユニット10は、絞り膜13が設けられた光位相変調素子12の撮像素子21側、または光位相変調素子12よりも撮像素子21側に遮光部材15を設け、この遮光部材15により、撮像素子21側から絞り膜13へ入射する迷光、または絞り膜13から撮像素子21へ向かう迷光を遮光するようにしている。したがって、絞り膜13での反射に起因するゴースト像の発生を有効に抑制することができ、ゴースト像の写りこみのない高品位なEDoF画像を得ることができる。   As described above in detail with specific examples, the lens unit 10 of the present embodiment is based on the imaging element 21 side of the optical phase modulation element 12 provided with the diaphragm film 13 or the optical phase modulation element 12. In addition, a light shielding member 15 is provided on the image sensor 21 side, and the light shielding member 15 shields stray light that enters the diaphragm film 13 from the image sensor 21 side or stray light that travels from the diaphragm film 13 toward the image sensor 21. Therefore, generation of a ghost image due to reflection on the diaphragm 13 can be effectively suppressed, and a high-quality EDoF image in which no ghost image is reflected can be obtained.

なお、本実施形態のレンズユニット10における光位相変調素子12周りのレイアウトは、図3に示した例に限らず、様々なバリエーションが考えられる。以下では、光位相変調素子12周りのレイアウトのバリエーションについて、図14乃至図17を参照して説明する。図14乃至図17は、本実施形態のレンズユニット10における光位相変調素子12周りのレイアウトの他の例を示す図である。   The layout around the optical phase modulation element 12 in the lens unit 10 of the present embodiment is not limited to the example shown in FIG. 3, and various variations are conceivable. Hereinafter, layout variations around the optical phase modulation element 12 will be described with reference to FIGS. 14 to 17. 14 to 17 are diagrams showing another example of the layout around the optical phase modulation element 12 in the lens unit 10 of the present embodiment.

図3に示した例では、絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を、光位相変調素子12の被写体Ob側および撮像素子21側にそれぞれ設けられた保持部材14a,14bにより保持する構成としていたが、これに限らない。図14に示すように、絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を、被写体Ob側の保持部材14aと撮像素子21側の保持部材14bとのいずれか一方により保持する構成としてもよい。図14(a)は、撮像素子21側の保持部材14bにより光位相変調素子12を保持する構成を示し、図14(b)は、被写体Ob側の保持部材14aにより光位相変調素子12を保持する構成を示している。   In the example illustrated in FIG. 3, the optical phase modulation element 12 provided with the diaphragm film 13 is held by holding members 14 a and 14 b provided on the subject Ob side and the imaging element 21 side of the optical phase modulation element 12, respectively. However, it is not limited to this. As shown in FIG. 14, the optical phase modulation element 12 provided with the diaphragm film 13 may be held by one of the holding member 14a on the subject Ob side and the holding member 14b on the imaging element 21 side. 14A shows a configuration in which the optical phase modulation element 12 is held by the holding member 14b on the imaging element 21 side, and FIG. 14B shows the configuration in which the optical phase modulation element 12 is held by the holding member 14a on the subject Ob side. The structure to be shown is shown.

図14に示す構成の場合、絞り膜13が設けられた光位相変調素子12は、例えば、保持部材14aまたは保持部材14bに接着され、結像光学系11の光路中に位置決めされた状態で保持される。また、図14(b)に示すように、被写体Ob側の保持部材14aにより光位相変調素子12を保持する構成の場合には、光位相変調素子12の出射面(撮像素子21側の面)12bにおいて、保持部材14bが配置されていた領域も覆うように遮光部材15が設けられる。図14に示す構成であっても、撮像素子21側から絞り膜13へ入射する迷光、または絞り膜13から撮像素子21へ向かう迷光を、遮光部材15により遮光することができるので、絞り膜13での反射に起因するゴースト像の発生を有効に抑制することができる。   In the case of the configuration shown in FIG. 14, the optical phase modulation element 12 provided with the diaphragm film 13 is bonded to, for example, the holding member 14 a or the holding member 14 b and is held while being positioned in the optical path of the imaging optical system 11. Is done. 14B, in the case where the optical phase modulation element 12 is held by the holding member 14a on the subject Ob side, the emission surface of the optical phase modulation element 12 (the surface on the imaging element 21 side). In 12b, the light shielding member 15 is provided so as to cover the region where the holding member 14b is disposed. Even in the configuration illustrated in FIG. 14, stray light incident on the diaphragm film 13 from the image sensor 21 side or stray light traveling from the diaphragm film 13 toward the image sensor 21 can be shielded by the light shielding member 15. It is possible to effectively suppress the generation of a ghost image due to reflection at the surface.

また、図3に示した例では、光位相変調素子12の入射面(被写体Ob側の面)12aに絞り膜13を設ける構成としていたが、これに限らない。図15に示すように、光位相変調素子12の出射面(撮像素子21側の面)12bに絞り膜13を設ける構成としてもよい。図15(a)は、出射面12bに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を保持部材14a,14bにより保持する構成を示し、図15(b)は、出射面12bに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を保持部材14bにより保持する構成を示し、図15(c)は、出射面12bに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を保持部材14aにより保持する構成を示している。   In the example illustrated in FIG. 3, the diaphragm film 13 is provided on the incident surface (surface on the subject Ob side) 12 a of the optical phase modulation element 12. However, the configuration is not limited thereto. As shown in FIG. 15, a diaphragm film 13 may be provided on the emission surface (image sensor 21 side surface) 12 b of the optical phase modulation element 12. FIG. 15A shows a configuration in which the optical phase modulation element 12 provided with the diaphragm film 13 on the emission surface 12b is held by the holding members 14a and 14b, and FIG. 15B shows the configuration of the diaphragm film 13 on the emission surface 12b. FIG. 15C shows a configuration in which the optical phase modulation element 12 provided with the aperture film 13 is held by the holding member 14a. The configuration is shown.

図15に示す構成の場合、遮光部材15は、光位相変調素子12の出射面12bに設けられた絞り膜13が露出しないように設けられる。図15に示す構成であっても、撮像素子21側から絞り膜13へ入射する迷光、または絞り膜13から撮像素子21へ向かう迷光を、遮光部材15により遮光することができるので、絞り膜13での反射に起因するゴースト像の発生を有効に抑制することができる。   In the case of the configuration shown in FIG. 15, the light shielding member 15 is provided so that the diaphragm film 13 provided on the emission surface 12 b of the optical phase modulation element 12 is not exposed. Even in the configuration illustrated in FIG. 15, stray light incident on the diaphragm film 13 from the imaging element 21 side or stray light traveling from the diaphragm film 13 toward the imaging element 21 can be shielded by the light shielding member 15, and thus the diaphragm film 13. It is possible to effectively suppress the generation of a ghost image due to reflection at the surface.

また、図3に示した例では、遮光部材15を、光位相変調素子12の出射面(撮像素子21側の面)12bの面内で、撮像素子21側に配置された保持部材14bと並ぶように配置する構成としていたが、これに限らない。図16に示すように、光位相変調素子12の出射面12bと、撮像素子21側の保持部材14bとの間に、遮光部材15を配置する構成としてもよい。図16(a)は、入射面12aに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を保持部材14a,14bにより保持する構成において、光位相変調素子12の出射面12bと保持部材14bとの間に遮光部材15を配置した構成を示し、図16(b)は、入射面12aに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を保持部材14bにより保持する構成において、光位相変調素子12の出射面12bと保持部材14bとの間に遮光部材15を配置した構成を示している。また、図16(c)は、出射面12bに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を保持部材14a,14bにより保持する構成において、光位相変調素子12の出射面12bと保持部材14bとの間に遮光部材15を配置した構成を示し、図16(d)は、出射面12bに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を保持部材14bにより保持する構成において、光位相変調素子12の出射面12bと保持部材14bとの間に遮光部材15を配置した構成を示している。   In the example illustrated in FIG. 3, the light shielding member 15 is aligned with the holding member 14 b disposed on the imaging element 21 side in the surface of the emission surface (surface on the imaging element 21) 12 b of the optical phase modulation element 12. However, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 16, the light shielding member 15 may be arranged between the emission surface 12 b of the optical phase modulation element 12 and the holding member 14 b on the imaging element 21 side. FIG. 16A shows a configuration in which the optical phase modulation element 12 having the aperture film 13 provided on the incident surface 12a is held by the holding members 14a and 14b, and the emission surface 12b of the optical phase modulation element 12 and the holding member 14b. FIG. 16B shows a configuration in which the light shielding member 15 is disposed between the optical phase modulation device 12 and the optical phase modulation device 12 in which the diaphragm film 13 is provided on the incident surface 12a. The structure which has arrange | positioned the light-shielding member 15 between the output surface 12b and the holding member 14b is shown. FIG. 16C shows the configuration in which the optical phase modulation element 12 having the diaphragm film 13 provided on the emission surface 12b is held by the holding members 14a and 14b, and the emission surface 12b and the holding member 14b of the optical phase modulation element 12. FIG. 16D shows an optical phase modulation in the configuration in which the optical phase modulation element 12 having the aperture film 13 provided on the emission surface 12b is held by the holding member 14b. The structure which has arrange | positioned the light-shielding member 15 between the output surface 12b of the element 12 and the holding member 14b is shown.

図16に示す構成の場合、遮光部材15は、光位相変調素子12に設けられた絞り膜13と同等の大きさとされ、光位相変調素子12の出射面12bと保持部材14bとの間に配置される。図16に示す構成であっても、撮像素子21側から絞り膜13へ入射する迷光、または絞り膜13から撮像素子21へ向かう迷光を、遮光部材15により遮光することができるので、絞り膜13での反射に起因するゴースト像の発生を有効に抑制することができる。   In the case of the configuration shown in FIG. 16, the light shielding member 15 has the same size as the diaphragm film 13 provided in the optical phase modulation element 12, and is disposed between the emission surface 12b of the optical phase modulation element 12 and the holding member 14b. Is done. Even in the configuration illustrated in FIG. 16, stray light incident on the diaphragm film 13 from the imaging element 21 side or stray light traveling from the diaphragm film 13 toward the imaging element 21 can be shielded by the light shielding member 15. It is possible to effectively suppress the generation of a ghost image due to reflection at the surface.

また、図3に示した例では、遮光部材15を、光位相変調素子12の出射面12b上に設ける構成としていたが、これに限らない。図17に示すように、撮像素子21側の保持部材14bよりもさらに撮像素子21側に、遮光部材15を配置する構成としてもよい。図17(a)は、入射面12aに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を保持部材14a,14bにより保持する構成において、保持部材14bよりも撮像素子21側に遮光部材15を配置した構成を示し、図17(b)は、入射面12aに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を保持部材14bにより保持する構成において、保持部材14bよりも撮像素子21側に遮光部材15を配置した構成を示している。また、図17(c)は、出射面12bに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を保持部材14a,14bにより保持する構成において、保持部材14bよりも撮像素子21側に遮光部材15を配置した構成を示し、図17(d)は、出射面12bに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を保持部材14bにより保持する構成において、保持部材14bよりも撮像素子21側に遮光部材15を配置した構成を示している。   In the example illustrated in FIG. 3, the light shielding member 15 is provided on the emission surface 12 b of the optical phase modulation element 12. However, the configuration is not limited thereto. As shown in FIG. 17, the light shielding member 15 may be arranged on the image pickup element 21 side further than the holding member 14 b on the image pickup element 21 side. FIG. 17A illustrates a configuration in which the optical phase modulation element 12 having the diaphragm film 13 provided on the incident surface 12a is held by the holding members 14a and 14b, and the light shielding member 15 is disposed closer to the imaging element 21 than the holding member 14b. FIG. 17B shows a configuration in which the optical phase modulation element 12 having the aperture film 13 provided on the incident surface 12a is held by the holding member 14b. The light shielding member is closer to the image pickup element 21 than the holding member 14b. The structure which has arrange | positioned 15 is shown. In FIG. 17C, in the configuration in which the optical phase modulation element 12 having the aperture film 13 provided on the emission surface 12b is held by the holding members 14a and 14b, the light shielding member 15 is located closer to the imaging element 21 than the holding member 14b. FIG. 17D shows a configuration in which the optical phase modulation element 12 having the aperture film 13 provided on the emission surface 12b is held by the holding member 14b, and is closer to the imaging element 21 than the holding member 14b. The structure which has arrange | positioned the light-shielding member 15 is shown.

図17に示す構成の場合、遮光部材15は、光位相変調素子12に設けられた絞り膜13と同等の大きさとされ、保持部材14bよりも撮像素子21側に間に配置される。図17に示す構成であっても、撮像素子21側から絞り膜13へ入射する迷光、または絞り膜13から撮像素子21へ向かう迷光を、遮光部材15により遮光することができるので、絞り膜13での反射に起因するゴースト像の発生を有効に抑制することができる。   In the case of the configuration shown in FIG. 17, the light shielding member 15 has the same size as the diaphragm film 13 provided in the optical phase modulation element 12 and is disposed closer to the imaging element 21 than the holding member 14 b. Even in the configuration illustrated in FIG. 17, stray light incident on the diaphragm film 13 from the imaging element 21 side or stray light traveling from the diaphragm film 13 toward the imaging element 21 can be shielded by the light shielding member 15. It is possible to effectively suppress the generation of a ghost image due to reflection at the surface.

以上、光位相変調素子12周りのレイアウトのバリエーションについて説明したが、遮光手段の構成においても様々な変形例が考えられる。例えば、遮光手段として用いる遮光部材15と光位相変調素子12を保持する撮像素子21側の保持部材14bとを1つの部材として構成し、遮光部材15に保持部材14bとしての機能を持たせるようにしてもよい。   As described above, the layout variation around the optical phase modulation element 12 has been described, but various modifications can be considered in the configuration of the light shielding means. For example, the light shielding member 15 used as the light shielding means and the holding member 14b on the imaging element 21 side that holds the optical phase modulation element 12 are configured as one member, and the light shielding member 15 has a function as the holding member 14b. May be.

図18は、遮光部材15に保持部材14bとしての機能を持たせた例を示す図である。図18の例では、保持部材14bとしての機能を持つ遮光部材15を遮光部材16として示している。図18(a)は、入射面12aに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を、被写体Ob側の保持部材14aと遮光部材16とにより保持する構成を示し、図18(b)は、入射面12aに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を、遮光部材16のみで保持する構成を示している。また、図18(c)は、出射面12bに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を、被写体Ob側の保持部材14aと遮光部材16とにより保持する構成を示し、図18(d)は、出射面12bに絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を、遮光部材16のみにより保持する構成を示している。   FIG. 18 is a diagram illustrating an example in which the light shielding member 15 has a function as the holding member 14b. In the example of FIG. 18, the light shielding member 15 having a function as the holding member 14 b is illustrated as the light shielding member 16. FIG. 18A shows a configuration in which the optical phase modulation element 12 having the aperture film 13 provided on the incident surface 12a is held by the holding member 14a and the light shielding member 16 on the subject Ob side, and FIG. 1 shows a configuration in which the optical phase modulation element 12 in which the diaphragm film 13 is provided on the incident surface 12a is held by the light shielding member 16 alone. FIG. 18C shows a configuration in which the optical phase modulation element 12 having the aperture film 13 provided on the emission surface 12b is held by the holding member 14a and the light shielding member 16 on the subject Ob side. ) Shows a configuration in which the optical phase modulation element 12 having the aperture film 13 provided on the emission surface 12b is held only by the light shielding member 16.

図18の例のように、絞り膜13が設けられた光位相変調素子12を遮光部材16により保持する構成とした場合であっても、撮像素子21側から絞り膜13へ入射する迷光、または絞り膜13から撮像素子21へ向かう迷光を、遮光部材16により遮光することができるので、絞り膜13での反射に起因するゴースト像の発生を有効に抑制することができる。また、図18に示す構成の場合は、遮光部材16に保持部材としての機能を持たせているため、部品点数の削減や組み付け工数の削減によるコストダウンを図ることができる。   As in the example of FIG. 18, even when the optical phase modulation element 12 provided with the diaphragm film 13 is held by the light shielding member 16, stray light incident on the diaphragm film 13 from the imaging element 21 side, or Since stray light traveling from the diaphragm film 13 toward the image sensor 21 can be shielded by the light shielding member 16, generation of a ghost image due to reflection on the diaphragm film 13 can be effectively suppressed. In the case of the configuration shown in FIG. 18, since the light shielding member 16 has a function as a holding member, the cost can be reduced by reducing the number of parts and the number of assembly steps.

また、上述した実施形態では、遮光手段の一例として、光位相変調素子12の撮像素子21側、または光位相変調素子12よりも撮像素子21側に設けられた遮光部材15を例示したが、遮光手段はこれに限らない。例えば、光位相変調素子12の出射面(撮像素子21側の面)12bに粗し加工を施すことで形成される粗し面を、遮光手段としてもよい。   In the embodiment described above, the light shielding member 15 provided on the imaging element 21 side of the optical phase modulation element 12 or the imaging element 21 side of the optical phase modulation element 12 is illustrated as an example of the light shielding unit. The means is not limited to this. For example, a roughened surface formed by roughening the exit surface (the surface on the imaging device 21 side) 12b of the optical phase modulation element 12 may be used as the light shielding means.

図19は、光位相変調素子12の出射面12bに粗し面17を形成して遮光手段とした例を示す図である。図19(a)は、出射面12bに粗し面17が形成された光位相変調素子12を保持部材14a,14bにより保持する構成を示し、図19(b)は、出射面12bに粗し面17が形成された光位相変調素子12を保持部材14bにより保持する構成を示し、図19(c)は、出射面12bに粗し面17が形成された光位相変調素子12を保持部材14aにより保持する構成を示している。   FIG. 19 is a diagram illustrating an example in which a roughened surface 17 is formed on the emission surface 12 b of the optical phase modulation element 12 to form a light shielding unit. FIG. 19A shows a configuration in which the optical phase modulation element 12 with the roughened surface 17 formed on the output surface 12b is held by the holding members 14a and 14b, and FIG. 19B shows a rough shape on the output surface 12b. FIG. 19C shows a configuration in which the optical phase modulation element 12 on which the surface 17 is formed is held by the holding member 14b. FIG. 19C shows the optical phase modulation element 12 on which the roughened surface 17 is formed on the emission surface 12b. The structure hold | maintained is shown.

図19に示す構成の場合、図4中r1で示したような撮像素子21側からの反射光が光位相変調素子12の出射面12bに形成された粗し面17に入射すると、この反射光が粗し面17により拡散されるため、絞り膜13に入射する光強度は弱くなる。その結果、たとえ入射した光が絞り膜13により反射され、その反射光が撮像素子21の像面21aに到達したとしても、EDoF画像の画質を損なうようなゴースト像とはならない。また、光位相変調素子12の出射面12bに形成された粗し面17で拡散された光が撮像素子21の像面21aに到達したとしても、粗し面17での拡散により光強度の集中度が弱められているため、仮に像面21a上で像を形成したとしてもその濃度は低く、EDoF画像の画質を損なうようなゴースト像とはならない。   In the case of the configuration shown in FIG. 19, when reflected light from the imaging element 21 side as indicated by r <b> 1 in FIG. 4 is incident on the roughened surface 17 formed on the emission surface 12 b of the optical phase modulation element 12, this reflected light is reflected. Is diffused by the roughened surface 17, the light intensity incident on the aperture film 13 becomes weak. As a result, even if the incident light is reflected by the diaphragm film 13 and the reflected light reaches the image plane 21a of the image sensor 21, it does not become a ghost image that impairs the image quality of the EDoF image. Even if the light diffused by the rough surface 17 formed on the emission surface 12 b of the optical phase modulation element 12 reaches the image surface 21 a of the image sensor 21, the light intensity is concentrated by the diffusion on the rough surface 17. Since the degree is weakened, even if an image is formed on the image surface 21a, the density thereof is low, and the ghost image does not deteriorate the image quality of the EDoF image.

したがって、図19の例のように、光位相変調素子12の出射面12bに粗し面17を形成して遮光手段とした構成であっても、絞り膜13での反射に起因するゴースト像の発生を有効に抑制することができる。また、この構成の場合は、遮光部材15を別途設ける必要がないため、部品点数の削減や組み付け工数の削減によるコストダウンを図ることができる。   Accordingly, as shown in the example of FIG. 19, even if the roughened surface 17 is formed on the emission surface 12b of the optical phase modulation element 12 to form a light shielding means, a ghost image caused by reflection on the diaphragm film 13 is not generated. Generation can be effectively suppressed. Further, in the case of this configuration, it is not necessary to provide the light shielding member 15 separately, so that the cost can be reduced by reducing the number of parts and the number of assembly steps.

以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で様々な変形や変更を加えて具体化することができる。例えば、上述した実施形態では、撮像素子21と画像処理装置22とを備える本体部20に対して、レンズユニット10が着脱可能とされた構成の撮像装置100(図1参照)を例示したが、撮像装置100の構成はこれに限らない。例えば、図20に示す撮像装置100Aのように、撮像素子21を含むレンズユニット10Aが、画像処理装置22を備える本体部20Aに対して着脱可能とされた構成であってもよい。   Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and various modifications and changes are made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Can be embodied. For example, in the above-described embodiment, the imaging apparatus 100 (see FIG. 1) having a configuration in which the lens unit 10 is detachable from the main body unit 20 including the imaging element 21 and the image processing apparatus 22 is illustrated. The configuration of the imaging device 100 is not limited to this. For example, a configuration in which the lens unit 10A including the imaging element 21 is detachable from the main body 20A including the image processing device 22 as in the imaging device 100A illustrated in FIG.

10 レンズユニット
11 結像光学系
11a,11b レンズ
12 光位相変調素子
13 絞り膜
14a,14b 保持部材
15 遮光部材
16 遮光部材
17 粗し面
20 本体部
21 撮像素子
22 画像処理装置
100 撮像装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lens unit 11 Imaging optical system 11a, 11b Lens 12 Optical phase modulation element 13 Aperture film 14a, 14b Holding member 15 Light-shielding member 16 Light-shielding member 17 Rough surface 20 Main body part 21 Imaging element 22 Image processing apparatus 100 Imaging apparatus

特開2012−74861号公報JP 2012-74861 A

Claims (9)

被写体と撮像素子との間に配置されるレンズユニットであって、
前記被写体からの光を前記撮像素子に結像させる、少なくとも1つのレンズを含む結像光学系と、
前記結像光学系の光路中に配置され、該結像光学系を通る光の位相を変える光位相変調素子と、
前記光位相変調素子の前記撮像素子側の面に設けられ、該光位相変調素子からの出射光を絞る、基準値以上の反射率を有する絞り膜と、
前記絞り膜が前記撮像素子側に露出しないように前記絞り膜上に設けられ、前記撮像素子側から前記絞り膜へ入射する迷光、または前記絞り膜から前記撮像素子へ向かう迷光を遮光する遮光部材と、を備えることを特徴とするレンズユニット。
A lens unit disposed between a subject and an image sensor,
An imaging optical system including at least one lens for imaging light from the subject on the imaging device;
An optical phase modulation element that is arranged in the optical path of the imaging optical system and changes the phase of light passing through the imaging optical system;
A surface on the front SL imaging element side of the optical phase modulator, a diaphragm film having a reflectivity of narrowing the emitted light, or the reference value from the optical phase modulator,
A light shielding member that is provided on the diaphragm film so that the diaphragm film is not exposed to the imaging element side, and shields stray light that enters the diaphragm film from the imaging element side or stray light that travels from the diaphragm film to the imaging element. A lens unit comprising:
前記絞り膜は、前記光位相変調素子の前記撮像素子側の面にブラックマトリクス材料を成膜してなることを特徴とする請求項1に記載のレンズユニット。 The diaphragm membrane, a lens unit according to claim 1, characterized by comprising forming a black matrix material on the surface of the front SL imaging element side of the optical phase modulator. 前記遮光部材は、アルミ材の表面に黒アルマイトサテン加工を施したものであることを特徴とする請求項に記載のレンズユニット。 2. The lens unit according to claim 1 , wherein the light shielding member is obtained by performing black alumite satin processing on a surface of an aluminum material. 前記光位相変調素子の前記被写体側と前記撮像素子側のうち少なくとも前記撮像素子側に配置され、前記光位相変調素子を保持する保持部材をさらに備え、
前記遮光部材は、前記光位相変調素子の前記撮像素子側の面に設けられた前記絞り膜上で、前記撮像素子側に配置された前記保持部材と並ぶように配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレンズユニット。
A holding member that is disposed on at least the imaging element side of the object side and the imaging element side of the optical phase modulation element and holds the optical phase modulation element;
The light shielding member is disposed on the diaphragm film provided on the surface of the optical phase modulation element on the image sensor side so as to be aligned with the holding member disposed on the image sensor side. The lens unit according to any one of claims 1 to 3 .
前記光位相変調素子の前記被写体側と前記撮像素子側のうち少なくとも前記撮像素子側に配置され、前記光位相変調素子を保持する保持部材をさらに備え、
前記遮光部材は、前記光位相変調素子の前記撮像素子側の面に設けられた前記絞り膜と、前記撮像素子側に配置された前記保持部材との間に配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレンズユニット。
A holding member that is disposed on at least the imaging element side of the object side and the imaging element side of the optical phase modulation element and holds the optical phase modulation element;
The light shielding member is disposed between the diaphragm film provided on the surface of the optical phase modulation element on the image sensor side and the holding member disposed on the image sensor side. The lens unit according to any one of claims 1 to 3 .
前記光位相変調素子の前記被写体側と前記撮像素子側のうち少なくとも前記撮像素子側に配置され、前記光位相変調素子を保持する保持部材をさらに備え、
前記遮光部材は、前記撮像素子側に配置された前記保持部材を介して、前記光位相変調素子の前記撮像素子側の面に設けられた前記絞り膜上に配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレンズユニット。
A holding member that is disposed on at least the imaging element side of the object side and the imaging element side of the optical phase modulation element and holds the optical phase modulation element;
The light shielding member is disposed on the diaphragm film provided on the surface of the optical phase modulation element on the image sensor side through the holding member disposed on the image sensor side. The lens unit according to any one of claims 1 to 3 .
前記遮光部材は、前記光位相変調素子を保持する保持部材としての機能を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレンズユニット。 The lens unit according to any one of claims 1 to 3 , wherein the light shielding member has a function as a holding member that holds the optical phase modulation element. 撮像素子と、
被写体からの光を前記撮像素子に結像させる、少なくとも1つのレンズを含む結像光学系と、
前記結像光学系の光路中に配置され、該結像光学系を通る光の位相を変える光位相変調素子と、
前記光位相変調素子の前記撮像素子側の面に設けられ、該光位相変調素子からの出射光を絞る、基準値以上の反射率を有する絞り膜と、
前記絞り膜が前記撮像素子側に露出しないように前記絞り膜上に設けられ、前記撮像素子側から前記絞り膜へ入射する迷光、または前記絞り膜から前記撮像素子へ向かう迷光を遮光する遮光部材と、を備えることを特徴とするレンズユニット。
An image sensor;
An imaging optical system including at least one lens for imaging light from a subject on the image sensor;
An optical phase modulation element that is arranged in the optical path of the imaging optical system and changes the phase of light passing through the imaging optical system;
A surface on the front SL imaging element side of the optical phase modulator, a diaphragm film having a reflectivity of narrowing the emitted light, or the reference value from the optical phase modulator,
A light shielding member that is provided on the diaphragm film so that the diaphragm film is not exposed to the imaging element side, and shields stray light that enters the diaphragm film from the imaging element side or stray light that travels from the diaphragm film to the imaging element. A lens unit comprising:
撮像素子と、
被写体からの光を前記撮像素子に結像させる、少なくとも1つのレンズを含む結像光学系と、
前記結像光学系の光路中に配置され、該結像光学系を通る光の位相を変える光位相変調素子と、
前記光位相変調素子の前記撮像素子側の面に設けられ、該光位相変調素子からの出射光を絞る、基準値以上の反射率を有する絞り膜と、
前記絞り膜が前記撮像素子側に露出しないように前記絞り膜上に設けられ、前記撮像素子側から前記絞り膜へ入射する迷光、または前記絞り膜から前記撮像素子へ向かう迷光を遮光する遮光部材と、
前記撮像素子から出力される画像に対し前記光位相変調素子による変調を復元する復元処理を行って被写界深度が拡大された画像を生成する画像処理部と、を備えることを特徴とする撮像装置。
An image sensor;
An imaging optical system including at least one lens for imaging light from a subject on the image sensor;
An optical phase modulation element that is arranged in the optical path of the imaging optical system and changes the phase of light passing through the imaging optical system;
A surface on the front SL imaging element side of the optical phase modulator, a diaphragm film having a reflectivity of narrowing the emitted light, or the reference value from the optical phase modulator,
A light shielding member that is provided on the diaphragm film so that the diaphragm film is not exposed to the imaging element side, and shields stray light that enters the diaphragm film from the imaging element side or stray light that travels from the diaphragm film to the imaging element. When,
An image processing unit that performs a restoration process for restoring the modulation by the optical phase modulation element on an image output from the imaging element to generate an image with an expanded depth of field. apparatus.
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