JPWO2011096193A1 - 撮像レンズ及びそれを用いた撮像装置、並びに、当該撮像装置を搭載した携帯機器 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、特許文献1に記載の撮像レンズの構成によれば、物点距離の差が大きな物点を同時に同じ像面上で撮像することが可能となる(フォーカスのためのレンズ駆動を行うことなく、物点距離の差が大きな物点を同時に撮像することが可能となる)。
本発明においては、複数のレンズ面を有する光学系の少なくとも1つのレンズ面が、異なる関数で定義される複数の領域を含む面であることにより、前記異なる領域へ入射する光線ごとに前記光学系による焦点特性が異なり、その結果、前記光学系によって得られるイメージが、これら入射領域ごとに異なる焦点特性の重畳によって得られることを、『多焦点である』とみなす。
この好ましい例によれば、1つの多焦点レンズ面内の任意の2つの領域の焦点距離の差を±5%以内とすることにより、イメージセンサに結像される像面において、遠点から近点まで連続した被写体距離に対して一様な解像性能が得られやすくなる。一方、上記条件式(2)を満足しない場合には、遠点と近点との中間距離において十分な解像力が得られなくなりやすい。
但し、上記条件式(3)中、Pは前記イメージセンサの画素ピッチを示している。
図1は、本発明の第1の実施の形態における撮像レンズの構成を示す配置図である。
撮像レンズ7を上記のように構成すれば、イメージセンサによって感知されたイメージを復元しやすい高解像力な収差特性を有しながら、イメージセンサに結像される像面の中央部から外側部にわたって深い焦点深度を有する撮像レンズを提供することができる。すなわち、撮像レンズ7を上記のように構成すれば、イメージセンサに結像される像面の中央部から外側部にわたって深い焦点深度を有し、その焦点深度を実用的範囲に保って解像度の低下を抑制することができる撮像レンズを提供することができる。
このように、1つの多焦点レンズ面内の任意の2つの領域の焦点距離の差を±5%以内とすることにより、イメージセンサに結像される像面において、遠点から近点まで連続した被写体距離に対して一様な解像性能が得られやすくなる。一方、上記条件式(2)を満足しない場合には、遠点と近点との中間距離において十分な解像力が得られなくなりやすい。
[数2]
φ(ρ)=(2π/λ0 )(C2ρ2 +C4ρ4 )
Y=ρ
但し、上記(数2)中、φ(ρ)は位相関数、Yは光軸からの高さ、Cnはn次の位相係数、λ0 は設計波長を表わしている。尚、Xは、回折次数をMとし、φ(ρ)を形状変換することによって決定される。
以下、具体的実施例を挙げて、本実施の形態における撮像レンズをさらに詳細に説明する。
図6は、本発明の第2の実施の形態における撮像レンズの構成を示す配置図である。
以下、具体的実施例を挙げて、本実施の形態における撮像レンズをさらに詳細に説明する。
図9は、本発明の第3の実施の形態における撮像レンズの構成を示す配置図である。
以下、具体的実施例を挙げて、本実施の形態における撮像レンズをさらに詳細に説明する。
図12(a)、(b)は、本発明の第4の実施の形態における撮像レンズの多焦点レンズ面を模式的に示した断面図である。
|d|が上記条件式(4)の下限を下回ると、生じる位相差が小さすぎて、十分な焦点深度拡大効果が得られない可能性がある。一方、|d|が上記条件式(4)の上限を上回ると、隣接する領域の境界に大きさ段差が形成され、その段差部分に入射する光線がフレアとなって、画質に影響を及ぼすおそれがある。
上記条件式(5)を満足することは、可視光を用いた撮像レンズであって、主にプラスチックレンズからなる撮像レンズにおいて、特に望ましい。
図13は、本発明の第5の実施の形態における撮像レンズによって得られる任意の像点の点像強度分布を示すグラフである。
但し、上記条件式(3)中、Pはイメージセンサの画素ピッチを示している。
次に、本発明の撮像レンズを用いて構成される撮像装置について、図14を参照しながら説明する。図14は、本発明の第6の実施の形態における撮像装置の構成を示す模式図である。
次に、本発明の撮像装置が搭載された携帯機器について、図15を参照しながら説明する。図15は、本発明の第7の実施の形態における携帯機器としての携帯電話機の構成を示す図((a)は平面図、(b)は背面図)である。
2、9、16 第2レンズ
3、10、17 第3レンズ
4、11、18 第4レンズ
5、12、19 開口絞り
6、13、20 平行平板
7、14、21、23 撮像レンズ
22、28 撮像装置
24 イメージセンサ
25 復元装置
26 携帯機器
27 本体ケース
S 撮像面
Claims (10)
- イメージセンサによって感知されたイメージを復元処理する撮像装置に用いられる撮像レンズであって、
少なくとも1枚のレンズを備え、
前記レンズの少なくとも1つのレンズ面に、領域ごとに複数の、焦点が異なる面が形成された多焦点レンズ面を有すると共に、
前記多焦点レンズ面の隣接する位置に開口絞りが配置され、
前記多焦点レンズ面と前記開口絞りの面との光軸上の距離の絶対値をD、前記イメージセンサに結像される像面における最大像高の絶対値をYmaxとしたとき、下記条件式(1)を満足することを特徴とする撮像レンズ。
0≦D/Ymax≦0.1 ・・・(1) - 前記1つの多焦点レンズ面内の任意の2つの領域の焦点距離をf1、f2としたとき、下記条件式(2)を満足する、請求項1に記載の撮像レンズ。
0.95≦f1/f2≦1.05 ・・・(2) - 前記領域の境界が前記光軸を中心軸とする同心円状である、請求項1に記載の撮像レンズ。
- 前記レンズの少なくとも1つのレンズ面に回折光学素子面を有する、請求項1に記載の撮像レンズ。
- 前記撮像レンズによって得られる前記像面でのMTFスルーフォーカス特性が、前記像面において正方向にMTFのピークがあり、負方向にディフォーカスするにつれて低くなる曲線を描く、請求項1に記載の撮像レンズ。
- 前記撮像レンズによって得られる前記像面でのMTFスルーフォーカス特性が、前記像面において負方向にMTFのピークがあり、正方向にディフォーカスするにつれて低くなる曲線を描く、請求項1に記載の撮像レンズ。
- 前記1つの多焦点レンズ面内の任意の2つの領域において、それぞれの領域を通過する光線に特定の位相差が生じるように、いずれか一方の領域を他方の領域に対して相対的に前記光軸方向にシフトさせた、請求項1に記載の撮像レンズ。
- 前記撮像レンズによって得られる任意の像点の点像強度分布関数において、当該点像強度分布関数の最大値を1としたとき、前記点像強度が0.01以上である幅Lが下記条件式(3)を満足する、請求項1に記載の撮像レンズ。
4≦L/P≦20 ・・・(3)
但し、上記条件式(3)中、Pは前記イメージセンサの画素ピッチを示している。 - 撮像レンズと、前記撮像レンズによって結像されるイメージを感知するイメージセンサと、前記イメージセンサによって感知されたイメージを復元処理する復元装置とを備えた撮像装置であって、
前記撮像レンズとして請求項1〜8のいずれかに記載の撮像レンズを用いたことを特徴とする撮像装置。 - 請求項9に記載の撮像装置が搭載されたことを特徴とする携帯機器。
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