KR20120125308A - 촬상 렌즈 및 이것을 이용한 촬상 장치, 및, 상기 촬상 장치를 탑재한 휴대 기기 - Google Patents

촬상 렌즈 및 이것을 이용한 촬상 장치, 및, 상기 촬상 장치를 탑재한 휴대 기기 Download PDF

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KR20120125308A
KR20120125308A KR20127021955A KR20127021955A KR20120125308A KR 20120125308 A KR20120125308 A KR 20120125308A KR 20127021955 A KR20127021955 A KR 20127021955A KR 20127021955 A KR20127021955 A KR 20127021955A KR 20120125308 A KR20120125308 A KR 20120125308A
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다쿠미 이바
다카시 기타무라
마사토시 야마시타
히로히코 이나
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Abstract

이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 갖고, 그 초점심도를 실용적 범위로 유지해 해상도의 저하를 억제할 수 있는 촬상 렌즈를 제공한다. 물체측으로부터 상면측을 향해 순서대로 배치된, 개구 조리개(5)와, 양의 파워를 갖는 두 볼록 렌즈로 이루어지는 제1 렌즈(1)와, 음의 파워를 갖고, 물체측의 렌즈면이 볼록면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제2 렌즈(2)와, 양의 파워를 갖고, 물체측의 렌즈면이 오목면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제3 렌즈(3)와, 음의 파워를 갖는 두 오목 렌즈로 이루어지는 제4 렌즈(4)에 의해 구성된 촬상 렌즈(7)이다. 제1 렌즈(1)의 물체측의 렌즈면에, 다초점 렌즈면이 설치되어 있다. 촬상 렌즈(7)는, 다초점 렌즈면과 개구 조리개(5)의 면의 광축 상의 거리의 절대값을 D, 이미지 센서에 결상되는 상면에 있어서의 최대 상 높이의 절대값을 Ymax로 했을 때, 하기 조건식 (1)을 충족한다. 　
0≤D/Ymax≤0.1 …(1)

Description

촬상 렌즈 및 이것을 이용한 촬상 장치, 및, 상기 촬상 장치를 탑재한 휴대 기기{IMAGE PICKUP LENS, IMAGE PICKUP DEVICE USING SAME, AND PORTABLE APPARATUS EQUIPPED WITH THE IMAGE PICKUP DEVICE}
본 발명은, 촬상 장치를 탑재한 예를 들면 PC 카메라, 방범 카메라, 컴팩트 카메라, 휴대 전화기 등의 소형 휴대 기기에 적절한 촬상 렌즈, 및, 상기 촬상 렌즈를 이용한 촬상 장치, 및, 상기 촬상 장치를 탑재한 휴대 기기에 관한 것이다.
근년, 예를 들면 휴대 전화기 등의 소형 휴대 기기에도 촬상 장치(카메라 모듈)를 탑재한 것이 보급되고, 이러한 소형 휴대 기기를 이용하여 손쉽게 사진 촬영을 행하는 것이 일반적으로 되어 오고 있다. 그리고 이러한 소형 휴대 기기에 탑재되는 소형 촬상 장치용 촬상 렌즈로는, 대형화를 피하기 위해서, 포커스를 위한 렌즈 구동을 필요로 하지 않는 것이 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1에 기재된 촬상 렌즈는, 적어도 1개의 렌즈면이, 광축과 같은 축의 내측 영역과 외측 영역에서 상이한 곡률을 갖고, 외측 영역의 곡률에 의한 전계의 초점거리를 f1, 내측 영역의 곡률에 의한 전계의 초점거리를 f2로 했을 때, 하기 조건식 (6)을 만족한다.
0.3≤f2/f1≤0.9 …(6)
그리고 특허 문헌 1에 기재된 촬상 렌즈의 구성에 의하면, 물점거리의 차이가 큰 물점을 동시에 같은 상면(像面) 상에서 촬상하는 것이 가능해진다(포커스를 위한 렌즈 구동을 행하지 않고, 물점거리의 차이가 큰 물점을 동시에 촬상하는 것이 가능해진다).
일본국 특허 공개 2003－270526호 공보
그러나 상기 특허 문헌 1에 기재된 촬상 렌즈를 이용한 촬상 장치는, 컴팩트하기는 하나, 초점심도가 깊은 이중 초점 렌즈계의 것이며, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부와 외측부에서 초점심도가 상이해, 해상도가 저하한다는 문제가 있다.
본 발명은, 종래 기술에 있어서의 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 갖고, 그 초점심도를 실용적 범위로 유지해 해상도의 저하를 억제할 수 있는 촬상 렌즈 및 그것을 이용한 촬상 장치, 및, 상기 촬상 장치를 탑재한 휴대 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 촬상 렌즈의 구성은, 이미지 센서에 의해 감지된 이미지를 복원 처리하는 촬상 장치에 이용되는 촬상 렌즈로서, 적어도 1장의 렌즈를 구비하고, 상기 렌즈의 적어도 1개의 렌즈면에, 영역마다 복수의, 초점이 상이한 면이 형성된 다초점 렌즈면을 가짐과 더불어, 상기 다초점 렌즈면의 인접하는 위치에 개구 조리개가 배치되고, 상기 다초점 렌즈면과 상기 개구 조리개의 면의 광축상의 거리의 절대값을 D, 상기 이미지 센서에 결상되는 상면에 있어서의 최대 상 높이의 절대값을 Ymax로 했을 때, 하기 조건식 (1)을 만족하는 것을 특징으로 한다.
0≤D/Ymax≤0.1 …(1)
본 발명에 있어서는, 복수의 렌즈면을 갖는 광학계의 적어도 1개의 렌즈면이, 상이한 함수로 정의되는 복수의 영역을 포함하는 면임으로써, 상기 상이한 영역으로 입사하는 광선마다 상기 광학계에 의한 초점 특성이 상이해, 그 결과, 상기 광학계에 의해 얻어지는 이미지가, 이들 입사 영역마다 상이한 초점 특성의 중첩에 의해 얻어지는 것을, 「다초점이다」라고 간주한다.
예를 들면, 동일한 렌즈면에 상이한 곡률로 정의되는 영역을 복수 개 갖는 광학계의 경우, 그 렌즈면에서의 광선이 입사하는 영역에 따라 근축초점 위치가 상이하다. 이것은, 영역마다 초점 특성이 상이한 것을 의미하고 있어, 당해 광학계는 다초점이라고 할 수 있다.
또, 동일한 렌즈면에 상이한 비구면 계수 및/또는 원추 상수로 정의되는 영역을 복수 갖는 광학계의 경우, 이들의 곡률이 같더라도, 비구면 계수 및/또는 원추 상수가 상이하면, 그 렌즈면에서의 광선이 입사하는 영역에 따라 발생하는 수차 특성이 상이하다. 이것도, 영역마다 초점 특성이 상이한 것을 의미하고 있어, 당해 광학계는 다초점이라고 할 수 있다.
상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 의하면, 이미지 센서에 의해 감지된 이미지를 복원하기 쉬운 고해상력의 수차 특성을 가지면서, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 갖는 촬상 렌즈를 제공할 수 있다. 즉, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 의하면, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 갖고, 그 초점심도를 실용적 범위로 유지해 해상도의 저하를 억제할 수 있는 촬상 렌즈를 제공할 수 있다.
또, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 있어서는, 상기 1개의 다초점 렌즈면 내의 임의의 2개의 영역의 초점거리를 f1, f2로 했을 때, 하기 조건식 (2)를 만족하는 것이 바람직하다.
0.95≤f1/f2≤1.05 …(2)
이 바람직한 예에 의하면, 1개의 다초점 렌즈면 내의 임의의 2개의 영역의 초점거리의 차를 ±5% 이내로 함으로써, 이미지 센서에 결상되는 상면에 있어서, 원점에서부터 근점까지 연속한 피사체 거리에 대해 균일한 해상 성능이 얻어지기 쉬워진다. 한편, 상기 조건식 (2)를 만족하지 않는 경우에는, 원점과 근점의 중간 거리에 있어서 충분한 해상력이 얻어지기 어려워진다.
또한, 상기 1개의 다초점 렌즈면 내의 임의의 2개의 영역의 적어도 한쪽의 영역이 비구면이며, 2개의 영역의 비구면 계수 및/또는 원추 상수가 서로 상이하면, 상기 임의의 2개의 영역의 초점거리가 같아도(f1/f2=1.00), 이미지 센서에 결상되는 상면에 있어서, 원점에서부터 근점까지 연속한 피사체 거리에 대해 균일한 해상 성능이 얻어지기 쉬워진다.
또, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 있어서는, 상기 영역의 경계가 상기 광축을 중심축으로 하는 동심원 형상인 것이 바람직하다. 이 바람직한 예에 의하면, 다초점 렌즈면이 광축에 대해 회전 대칭인 렌즈면이 되므로, 렌즈나 그 금형을 제조하기 쉬워진다.
또, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 있어서는, 상기 렌즈의 적어도 1개의 렌즈면에 회절 광학 소자면을 갖는 것이 바람직하다.
축상 색수차가 커지면, 고정된 상면에서의 파장마다의 상 특성이 물체 거리에 따라 변화한다. 그러나 화상 복원 시스템에서는 물체 거리 정보가 얻어지지 않아, 양호한 복원 화상이 다양한 물체 거리로 얻어지지 않게 되므로, 가능한 한 축상 색수차를 작게 해 둘 필요가 있다. 또, 배율 색수차가 커지면, 광축에 수직인 상면에서의 해상력이 저하한다. 일반적으로, 배율 색수차는 상 높이에 따라 변화하는데(중심은 0이다), 상 높이에 따라 상 특성이 변화하면, 양호한 복원 화상이 얻어지지 않게 되므로, 상 높이에 관계없이 가능한 한 배율 색수차를 작게 해 둘 필요가 있다. 그리고 상기 렌즈의 적어도 1개의 렌즈면에 회절 광학 소자면을 갖는 바람직한 예에 의하면, 당해 회절 광학 소자면에 의해 색수차를 양호하게 보정할 수 있으므로, 보다 화상 복원 시스템에 적절한 깊은 초점심도를 갖는 촬상 렌즈를 제공할 수 있다. 또, 다초점 렌즈면을 갖지 않는 표준 렌즈에 있어서는, 회절 광학 소자면을 설치함으로써, 회절 불요 차수광에 의해 플레어가 발생하는 것이 염려된다. 여기서, 회절 불요 차수광이란, 설계 회절 차수 이외의 차수의 광이며, 그것이 설계 회절 차수광의 주변에 상을 만들어, 플레어 성분이 된다. 그러나 본 발명의 촬상 렌즈는, 다초점 렌즈면을 갖음으로써, 큰 수차를 가진 결상 성능을 갖고 있으며, 그 상의 확산과 회절 불요 차수광에 의한 플레어상이 겹치기 때문에 플레어가 눈에 띄기 어렵다. 이러한 관점으로도, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 있어서는, 상기 렌즈의 적어도 1개의 렌즈면에 회절 광학 소자면을 갖는 것이 바람직하다.
또, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 있어서는, 상기 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 상기 상면에서의 MTF(Modulation Transfer Function：변조 전달 함수) 스루 포커스 특성이, 상기 상면에 있어서 양의 방향으로 MTF의 피크가 있고, 음의 방향으로 디포커스함에 따라 낮아지는 곡선을 그리는 것이 바람직하다.
여기서, MTF 스루 포커스 특성이란, 촬상 렌즈의 상계에 있어서, 피사계로부터 상계를 향하는 방향을 양의 방향으로 한 광축 방향을 횡축으로, 그 광축과 수직을 이루는 면을 상면으로 했을 때의 MTF를 종축으로 정의한 MTF 특성이며, 어떤 물체에 대한 초점심도를 평가하는데 이용된다.
이 바람직한 예에 의하면, 필요에 따라서, 원점측의 해상력을 근점측의 해상력보다도 우위로 할 수 있다.
또, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 있어서는, 상기 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 상기 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성이, 상기 상면에 있어서 음의 방향으로 MTF의 피크가 있고, 양의 방향으로 디포커스함에 따라 낮아지는 곡선을 그리는 것이 바람직하다. 이 바람직한 예에 의하면, 필요에 따라서, 근점측의 해상력을 원점측의 해상력보다도 우위로 할 수 있다.
또, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 있어서는, 상기 1개의 다초점 렌즈면 내의 임의의 2개의 영역에 있어서, 각각의 영역을 통과하는 광선에 특정 위상차가 생기도록, 어느 한쪽의 영역을 다른 쪽의 영역에 대해 상대적으로 상기 광축 방향으로 시프트시키는 것이 바람직하다. 이 바람직한 예에 의하면, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 갖도록, 더욱 제어하기 쉬워진다.
또, 상기 본 발명의 촬상 렌즈의 구성에 있어서는, 상기 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 임의의 상점(像点)의 점상(点像) 강도 분포 함수(PSF(Point Spread Function))에 있어서, 상기 점상 강도 분포 함수의 최대치를 1로 했을 때, 상기 점상 강도가 0.01 이상인 폭 L이 하기 조건식 (3)을 만족하는 것이 바람직하다.
4≤L/P≤20 …(3)
단, 상기 조건식 (3) 중, P는 상기 이미지 센서의 화소 피치를 나타내고 있다.
촬상 렌즈가, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 가지면, 점상이 흐려짐으로써, 고휘도 피사체에서 플레어가 발생할 우려가 있다. 그러나 상기 조건식 (3)을 만족하는 바람직한 예에 의하면, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 갖도록 제어하면서, 고휘도 피사체에서의 플레어의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명에 따른 촬상 장치의 구성은, 촬상 렌즈와, 상기 촬상 렌즈에 의해 결상되는 이미지를 감지하는 이미지 센서와, 상기 이미지 센서에 의해 감지된 이미지를 복원 처리하는 복원 장치를 구비한 촬상 장치로서, 상기 촬상 렌즈로서 상기 본 발명의 촬상 렌즈를 이용한 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 촬상 장치의 구성에 의하면, 촬상 렌즈로서 상기 본 발명의 촬상 렌즈를 이용하고 있음으로써, 컴팩트하고 해상도 성능이 높은 촬상 장치를 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 따른 휴대 기기의 구성은, 상기 본 발명의 촬상 장치가 탑재된 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 휴대 기기의 구성에 의하면, 상기 본 발명의 촬상 장치가 탑재되어 있음으로써, 컴팩트하고 고성능의 휴대 전화기 등의 휴대 기기를 제공할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 갖고, 그 초점심도를 실용적 범위로 유지해 해상도의 저하를 억제할 수 있는 촬상 렌즈, 및, 상기 촬상 렌즈를 이용한, 컴팩트하고 해상도 성능이 높은 촬상 장치, 및, 상기 촬상 장치를 탑재한, 컴팩트하고 고성능의 휴대 기기를 제공할 수 있다
도 1은 본 발명의 제1의 실시형태에 있어서의 촬상 렌즈의 구성을 나타낸 배치도
도 2a는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 촬상 렌즈의 구면 수차의 도면
도 2b는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 촬상 렌즈의 비점 수차의 도면
도 2c는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 촬상 렌즈의 왜곡 수차의 도면
도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 실시예의 촬상 렌즈와 초점거리, 최대 상 높이, F넘버(F값)가 같고 모든 수차를 양호하게 보정한 일반적인 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 실시예 1에 있어서 개구 조리개를 광축을 따라 물체측으로 이동시켰을 때에 발생하는 스루 포커스 MTF를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 제2의 실시형태에 있어서의 촬상 렌즈의 구성을 나타낸 배치도
도 7a는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 촬상 렌즈의 구면 수차의 도면
도 7b는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 촬상 렌즈의 비점 수차의 도면
도 7c는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 촬상 렌즈의 왜곡 수차의 도면
도 8은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성을 나타내는 도면
도 9는 본 발명의 제3의 실시형태에 있어서의 촬상 렌즈의 구성을 나타내는 배치도
도 10a는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 촬상 렌즈의 구면 수차의 도면
도 10b는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 촬상 렌즈의 비점 수차의 도면
도 10c는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 촬상 렌즈의 왜곡 수차의 도면
도 11은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성을 나타낸 도면
도 12는 본 발명의 제4의 실시형태에 있어서의 촬상 렌즈의 다초점 렌즈면을 모식적으로 나타낸 단면도
도 13은 본 발명의 제5의 실시형태에 있어서의 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 임의의 상점의 점상 강도 분포를 나타낸 그래프
도 14는 본 발명의 제6의 실시형태에 있어서의 촬상 장치의 구성을 나타낸 모식도
도 15는 본 발명의 제7의 실시형태에 있어서의 휴대 기기로서의 휴대 전화기의 구성을 나타낸 도면((a)는 평면도, (b)는 배면도)
이하, 실시형태를 이용하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
[제1의 실시형태]
도 1은, 본 발명의 제1의 실시형태에 있어서의 촬상 렌즈의 구성을 나타낸 배치도이다.
본 실시형태의 촬상 렌즈(7)는, 적어도 1장의 렌즈를 구비하고, 이미지 센서에 의해 감지된 이미지를 복원 처리하는 촬상 장치에 이용된다. 또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(7)는, 상기 렌즈의 적어도 1개의 렌즈면에, 영역마다 복수의, 초점이 상이한 면이 형성된 다초점 렌즈면을 가짐과 더불어, 상기 다초점 렌즈면의 인접하는 위치에 개구 조리개가 배치되어 있다. 그리고 본 실시형태의 촬상 렌즈(7)는, 상기 다초점 렌즈면과 상기 개구 조리개의 면의 광축 상의 거리의 절대값을 D, 상기 이미지 센서에 결상되는 상면에 있어서의 최대 상 높이의 절대값을 Ymax로 했을 때, 하기 조건식 (1)을 만족한다.
0≤D/Ymax≤0.1 …(1)
촬상 렌즈(7)를 상기와 같이 구성하면, 이미지 센서에 의해 감지된 이미지를 복원하기 쉬운 고해상력의 수차 특성을 가지면서, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 갖는 촬상 렌즈를 제공할 수 있다. 즉, 촬상 렌즈(7)를 상기와 같이 구성하면, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 갖고, 그 초점심도를 실용적 범위로 유지해 해상도의 저하를 억제할 수 있는 촬상 렌즈를 제공할 수 있다.
예를 들면, 본 실시형태의 촬상 렌즈(7)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 물체측(도 1에서는 좌측)으로부터 상면측(도 1에서는 우측)을 향해 순서대로 배치된, 개구 조리개(5)와, 양의 파워를 갖는 두 볼록 렌즈로 이루어지는 제1 렌즈(1)와, 음의 파워를 갖고, 물체측의 렌즈면이 볼록면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제2 렌즈(2)와, 양의 파워를 갖고, 물체측의 렌즈면이 오목면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제3 렌즈(3)와, 음의 파워를 갖는 두 오목 렌즈로 이루어지는 제4 렌즈(4)에 의해 구성되어 있다. 그리고 본 실시형태의 촬상 렌즈(7)는, 제1 렌즈(1)의 물체측의 렌즈면에 다초점 렌즈면을 갖고 있다(개구 조리개(5)는, 다초점 렌즈면의 인접하는 위치에 배치되어 있다).
여기서, 파워는, 초점거리의 역수로 정의되는 양이다. 또, 개구 조리개(5)는, 원형의 개구를 갖고 있다.
제4 렌즈(4)와 이미지 센서의 촬상면(S) 사이에는, 투명한 평행 평판(6)이 배치되어 있다. 여기서, 평행 평판(6)은, 광학 로우 패스 필터와 적외선(IR) 커트 필터와 이미지 센서의 페이스 플레이트(커버 유리)에 등가인 평판이다.
제1 렌즈(1)의 물체측의 렌즈면에서 평행 평판(6)의 상면측의 면에 이르는 각 면(이하 「광학면」이라고도 함)을, 물체측으로부터 순서대로, 「제1면」, 「제2면」, 「제3면」, 「제4면」, …, 「제8면」, 「제9면」, 「제10면」이라고 부르기로 한다(후술하는 제2 및 제3의 실시형태에 대해서도 동일하다).
본 실시형태의 촬상 렌즈(7)의 구성에 있어서는, 상기 1개의 다초점 렌즈면 내의 임의의 2개의 영역의 초점거리를 f1, f2로 했을 때, 하기 조건식 (2)를 만족하는 것이 바람직하다.
0.95≤f1/f2≤1.05 …(2)
이와 같이, 1개의 다초점 렌즈면 내의 임의의 2개의 영역의 초점거리의 차를 ±5% 이내로 함으로써, 이미지 센서에 결상되는 상면에 있어서, 원점에서부터 근점까지 연속한 피사체 거리에 대해 균일한 해상 성능이 얻어지기 쉬워진다. 한편, 상기 조건식 (2)를 만족하지 않는 경우에는, 원점과 근점의 중간 거리에 있어서 충분한 해상력이 얻어지지 힘들어진다.
또한, 상기 1개의 다초점 렌즈면 내의 임의의 2개의 영역의 적어도 한쪽의 영역이 비구면이며, 2개의 영역의 비구면 계수 및/또는 원추 상수가 서로 상이하면, 상기 임의의 2개의 영역의 초점거리가 동일해도(f1/f2=1.00), 이미지 센서에 결상되는 상면에 있어서, 원점에서부터 근점까지 연속한 피사체 거리에 대해 균일한 해상 성능이 얻어지기 쉬워진다.
렌즈면의 비구면 형상은, 하기 (수학식 1)로 주어진다(후술하는 제2 및 제3의 실시형태에 대해서도 동일하다).
Figure pct00001
단, 상기 (수학식 1) 중, Y는 광축으로부터의 높이, X는 광축으로부터의 높이 Y의 비구면 형상의 비구면 정점의 접평면으로부터의 거리, R0는 비구면 정점의 곡률 반경, κ은 원추 상수, A4, A6, A8, A10, …은 각각 4차, 6차, 8차, 10차, …의 비구면 계수를 나타내고 있다.
또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(7)의 구성에 있어서는, 상기 영역의 경계가 상기 광축을 중심축으로 하는 동심원 형상인 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 다초점 렌즈면이 광축에 대해 회전 대칭인 렌즈면이 되므로, 렌즈나 그 금형을 제조하기 쉬워진다.
또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(7)의 구성에 있어서는, 상기 렌즈의 적어도 1개의 렌즈면에 회절 광학 소자면을 갖는 것이 바람직하다. 도 1에 나타낸 본 실시형태의 촬상 렌즈(7)는, 제1 렌즈(1)의 상면측의 렌즈면에 회절 광학 소자면을 갖고 있다.
회절 광학 소자면의 형상은, 예를 들면, 하기 (수학식 2)로 주어진다(후술하는 제2 및 제3의 실시형태에 대해서도 동일하다).
Figure pct00002
단, 상기 (수학식 2) 중, φ(ρ)는 위상 함수, Y는 광축으로부터의 높이, Cn은 n차의 위상 계수, λ0는 설계 파장을 나타내고 있다. 또한, X는, 회절 차수를 M으로 하고, φ(ρ)를 형상 변환함으로써 결정된다.
축상 색수차가 커지면, 고정된 상면에서의 파장마다의 상 특성이 물체 거리에 따라 변화한다. 그러나 화상 복원 시스템에서는 물체 거리 정보가 얻어지지 않아, 양호한 복원 화상을 다양한 물체 거리로 얻을 수 없게 되므로, 가능한 한 축상 색수차를 작게 해 둘 필요가 있다. 또, 배율 색수차가 커지면, 광축에 수직인 상면에서의 해상력이 저하한다. 일반적으로, 배율 색수차는 상 높이에 따라 변화하는데(중심은 0이다), 상 높이에 따라 상 특성이 변화하면, 양호한 복원 화상을 얻을 수 없게 되므로, 상 높이에 관계없이 가능한 한 배율 색수차를 작게 해 둘 필요가 있다. 그리고 상기 렌즈의 적어도 1개의 렌즈면에 회절 광학 소자면을 갖고 있으면, 당해 회절 광학 소자면에 의해 색수차를 양호하게 보정할 수 있으므로, 보다 화상 복원 시스템에 적절한 깊은 초점심도를 갖는 촬상 렌즈를 제공할 수 있다.
또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(7)의 구성에 있어서는, 당해 촬상 렌즈(7)에 의해 얻어지는 상기 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성이, 상기 상면에 있어서 양의 방향으로 MTF의 피크가 있고, 음의 방향으로 디포커스함에 따라 낮아지는 곡선을 그리는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 필요에 따라서, 원점측의 해상력을 근점측의 해상력보다도 우위로 할 수 있다.
또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(7)의 구성에 있어서는, 당해 촬상 렌즈(7)에 의해 얻어지는 상기 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성이, 상기 상면에 있어서 음의 방향으로 MTF의 피크가 있고, 양의 방향으로 디포커스함에 따라 낮아지는 곡선을 그리는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 필요에 따라서, 근점측의 해상력을 원점측의 해상력보다도 우위로 할 수 있다. 또, 이 경우에는, 상기 1개의 다초점 렌즈면 내의 어떤 초점을 갖는 영역의 초점거리가, 그보다 외측(외주 방향)의 영역의 초점거리보다도 작은 것이 바람직하다. 그리고 이에 의하면, 더욱 용이하게, 근점측의 해상력을 원점측의 해상력보다도 우위로 할 수 있게 된다.
(실시예 1)
이하, 구체적 실시예를 들어, 본 실시형태에 있어서의 촬상 렌즈를 더욱 상세하게 설명한다.
하기 (표 1)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 구체적 수치예를 나타냈다.
[표 1]
Figure pct00003
　
상기 (표 1)에서, r(mm)은 광학면의 곡률 반경, d(mm)는 제1~제4 렌즈(1~4) 및 평행 평판(6)의 축상에서의 두께 또는 면간격, n은 제1~제4 렌즈(1~4) 및 평행 평판(6)의 d선(587.5600nm)에 대한 굴절률, ν는 제1~제4 렌즈(1~4) 및 평행 평판(6)의 d선에 대한 압베수를 나타내고 있다(하기의 실시예 2, 3에 대해서도 동일하다). 또한, 도 1에 나타낸 촬상 렌즈(7)는, 상기 (표 1)의 데이터에 의거해 구성된 것이다.
또, 하기 (표 2A), (표 2B), (표 2C)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 비구면 계수(원추 상수를 포함함)를 나타냈다. 하기 (표 2A), (표 2B), (표 2C) 중, 「E+00」, 「E-02」 등은, 각각 「10+00 」, 「10-02 」 등을 나타내는 것으로 한다(하기 (표 3) 및 하기 실시예 2, 3에 대해서도 동일하다).
[표 2A]
Figure pct00004
[표 2B]
Figure pct00005
[표 2C]
Figure pct00006
또한, 상기 (표 2A), (표 2B), (표 2C)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 촬상 렌즈(7)에 있어서는, 제1~제4 렌즈(1~4)의 모든 렌즈면이 비구면 형상으로 되어 있는데, 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다.　
또, 상기 (표 1), (표 2A), (표 2B), (표 2C)에 있어서, *표시를 한 면(제1면:제1 렌즈(1)의 물체측의 렌즈면)은 다초점 렌즈면이다. 다초점 렌즈면은, 광축으로부터의 높이 0.38mm의 동심원을 경계로 하여 2개의 영역으로 나누어져 있으며, 이들 2개의 영역은 초점거리(곡률 반경)가 같고 원추 상수가 상이하다. 또, 이들 2개의 영역은, 플레어의 발생을 방지하기 위해서, 그 경계 위치에서 새그량을 일치시켜, 단차가 생길 수 없도록 형성되어 있다. 즉, 상기 영역들의 경계면에 상기 단차가 있는 경우, 플레어가 발생하기 때문에, 상기 단차를 없애 플레어의 발생을 방지하고 있다. 단, 설계 파장의 수분의 일부터 수배 정도의 양의 단차이면 허용 되고, 이에 의해 새로운 효과가 기대된다(후술하는 제4의 실시형태를 참조).
또, 상기 (표 1), (표 2A), (표 2B), (표 2C)에 있어서, **표시를 한 면(제2면:제1 렌즈(1)의 상면측의 렌즈면)은 회절 광학 소자면이며, 당해 회절 광학 소자면의 구체적 수치예는 하기 (표 3)에 나타낸 바와 같다.
[표 3]
Figure pct00007
또한, 본 실시예의 촬상 렌즈(7)에 있어서는, 제1 렌즈(1)의 물체측의 렌즈면에 다초점 렌즈면이 설치되어 있는데, 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 제1 렌즈(1)의 상면측의 렌즈면 또는 제2~제4 렌즈(2~4)의 물체측의 렌즈면 혹은 상면측의 렌즈면에 다초점 렌즈면을 설치해도, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 2개 이상의 렌즈면에 다초점 렌즈면을 설치해도 된다.
또, 본 실시예의 촬상 렌즈(7)에 있어서는, 제1 렌즈(1)의 상면측의 렌즈면에 회절 광학 소자면이 설치되어 있는데, 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 제1 렌즈(1)의 물체측의 렌즈면 또는 제2~제4 렌즈(2~4)의 물체측의 렌즈면 혹은 상면측의 렌즈면에 회절 광학 소자면을 설치해도, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 회절 광학 소자면은, 다초점 렌즈면과 같은 렌즈면에 설치해도 되고, 2개 이상의 렌즈면에 설치해도 된다. 또한, 색수차 보정의 관점으로부터, 회절 광학 소자면은, 개구 조리개에 비교적 가까운 렌즈면에 설치하는 것이 바람직하다.
또, 하기 (표 4)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈(7)의, F넘버(F값) Fno, 다초점 렌즈면의 면 정상을 이루는 영역에 의한 촬상 렌즈(7) 전체의 초점거리 f(mm), 공기 환산이 아닌 광학 전체 길이 TL(mm), 최대 상 높이 Y＇, 개구 조리개(5)의 개구 직경(mm), 및, 조건식 (1), (2)의 값을 나타낸다.
[표 4]
Figure pct00008
상기 (표 4)에 나타낸 바와 같이, 최대 상 높이 Y＇는 2.3mm이며, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈(7)는, 이미지 센서로서의 1/4인치형 고체 촬상 소자에 대응한 촬상 렌즈로 되어 있다.
도 2a~도 2c에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 수차도를 나타냈다. 도 2a는 구면 수차의 도면이며, 실선은 g선(435.8300nm), 긴 파선은 C선(656.2700nm), 짧은 파선은 F선(486.1300nm), 이점쇄선은 d선(587.5600nm), 일점쇄선은 e선(546.0700nm)에 대한 값을 나타내고 있다. 도 2b는 비점 수차의 도면이며, 실선은 새지털 상면 만곡, 파선은 메리디오널 상면 만곡을 나타내고 있다. 도 2c는 왜곡 수차의 도면이다. 또한, 축상 색수차의 도면은, 도 2a의 구면 수차의 도면과 같다.
도 2a~도 2c에 나타낸 수차도로부터 알 수 있듯이, 깊은 초점심도를 얻기 위한 다초점 렌즈면에 의해 구면 수차가 커지고 있는 한편, 회절 광학 소자면을 설치하고 있기 때문에 색수차가 양호하게 보정되어 있음을 알 수 있다. 그 결과, 보다 화상 복원 시스템에 적절한 깊은 초점심도를 갖는 촬상 렌즈를 제공할 수 있다. 또, 상면 만곡?비점 수차는 양호하게 보정되어 있으며, 상 높이에 상관없이 균일한 해상 특성이 얻어짐을 알 수 있다. 또, 왜곡 수차도 양호하게 보정되어 있다.
도 3에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성을 나타냈다. 도 3에서는, 물체 거리 60cm에 있어서의 120개/mm의 파동 광학 MTF를 종축에, 상면의 광축 방향의 위치를 횡축에 취하고 있으며, 최대 상 높이를 2.3mm로 하고, 중심, 5할 상 높이, 7할 상 높이, 9할 상 높이에서의 MTF를 나타내고 있다. 또한, 도 3 중, “T”는 메리디오널 방향의 MTF를 나타내고 있고, “R”은 새지털 방향의 MTF를 나타내고 있다(도 4, 도 8, 도 11에 대해서도 동일하다).
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성은, 상면에 있어서 양의 방향으로 MTF의 피크가 있고, 음의 방향으로 디포커스함에 따라 낮아지는 곡선을 그리고 있다. 이에 의해, 필요에 따라서, 원점측의 해상력을 근점측의 해상력보다도 우위로 할 수 있다.
또한, 도 3에 나타낸 MTF는 백색 MTF이며, 파장 웨이트는, C선(656.2700nm), d선(587.5600nm), e선(546.0700nm), F선(486.1300nm), g선(435.8300nm)의 순으로 5, 25, 34, 22, 14로 하고 있다. 그러나 상기 효과는, 이 파장 웨이트에 관계없이 얻어지는 것이다.
도 4에, 초점거리 f(mm), 최대 상 높이 Y＇, F넘버(F값) Fno가 같고 모든 수차를 양호하게 보정한 일반적인 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성을 나타냈다.
도 3과 도 4를 비교하면, 본 실시예의 촬상 렌즈가 일반적인 촬상 렌즈보다도 깊은 초점심도를 갖고 있음을 알 수 있다. 또, 본 실시예의 촬상 렌즈는, 상 높이가 높아져도 깊은 초점심도가 확보되어 있음을 알 수 있다.
여기에서는, 물체 거리 60cm의 스루 포커스 MTF를 나타내고 있는데, 무한 물체나 근점 물체에 의한 스루 포커스 MTF는, 물체 거리 60cm의 스루 포커스 MTF와 대략 동일한 곡선을 그리면서 광축 방향으로 시프트한 것처럼 된다. 보다 구체적으로는, 무한 물체에 의한 스루 포커스 MTF는, 물체 거리 60cm의 스루 포커스 MTF와 대략 동일한 곡선을 그리면서 촬상 렌즈의 방향으로 시프트하고, 근점 물체에 의한 스루 포커스 MTF는, 물체 거리 60cm의 스루 포커스 MTF와 대략 동일한 곡선을 그리면서 촬상 렌즈의 방향과는 역의 방향으로 시프트한다. 이것을 생각한 경우, 본 실시예에서는, 상면을 예를 들면 도 3의 횡축 원점에 고정하면, 그 상면의 MTF는, 무한 물체에서는 높고, 물체 거리가 가까워짐에 따라 완만하게 낮아진다. 그리고 이것은, 일반적으로 촬영하는 대상이 먼 물체인 경우, 촬영 대상의 정보량이 많은(촬영 면적이 큰) 원점측에 보다 높은 해상력을 필요로 한다는 요구에 대해 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 반대로 근점측에 보다 높은 해상력을 필요로 하는 경우에는, 그것을 고려한 광학 설계를 행하면 된다.
다음에, 다초점 렌즈면과 촬상 렌즈의 개구 조리개 사이의 광축상의 거리에 대해서 생각한다. 도 5는, 본 실시예에 있어서 개구 조리개를 광축을 따라 물체 측으로 이동시켰을 때에 발생하는 스루 포커스 MTF를 나타낸 것이다. 「개구 조리개를 광축을 따라 물체측으로 이동시킨다」라는 것은, 제1 렌즈(1)의 물체측의 렌즈면에 설치된 다초점 렌즈면과 개구 조리개(5) 사이의 광축 상의 거리를 크게 하는 것이며, 도 5에는, 다초점 렌즈면과 개구 조리개(5)의 면의 광축 상의 거리의 절대값을 D, 촬상 렌즈(7)에 의해 이미지 센서에 결상되는 상면에 있어서의 최대 상 높이의 절대값을 Ymax로 했을 때의, D/Ymax로서 산출되는 값을 0, 0.05, 0.1, 0.15로서, 각각의 7할 상 높이의 스루 포커스 MTF를 나타내고 있다. 본 실시예는 「전방 조리개」이기 때문에, 이 개구 조리개의 이동은 중심의 MTF에는 변화를 가져오지 않는다. 도 5로부터 알 수 있듯이, D/Ymax가 0.1보다도 커지면, 중심의 MTF와 7할 상 높이의 MTF는 괴리해짐을 알 수 있다. 이것은, 다초점 렌즈면과 개구 조리개(5)의 면의 광축 상의 거리가 커짐에 따라, 다초점 렌즈면 상에서의 높은 상 높이로 결상하는 광속의 중심(주 광선)이 광축으로부터 떨어져, 다초점 렌즈면에 의한 「초점심도 확장의 효과」를 충분히 얻을 수 없게 되기 때문이다. 상면의 중앙부(중심)에서부터 높은 상 높이의 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 얻기 위해서는, 상기 조건식 (1)을 만족할 필요가 있다.
[제2의 실시형태]
도 6은, 본 발명의 제2의 실시형태에 있어서의 촬상 렌즈의 구성을 나타낸 배치도이다.
본 실시형태의 촬상 렌즈(14)는, 적어도 1장의 렌즈를 구비하고, 이미지 센서에 의해 감지된 이미지를 복원 처리하는 촬상 장치에 이용된다. 또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(14)는, 상기 렌즈의 적어도 1개의 렌즈면에, 영역마다 복수의, 초점이 상이한 면이 형성된 다초점 렌즈면을 가짐과 더불어, 상기 다초점 렌즈면의 인접하는 위치에 개구 조리개가 배치되어 있다. 그리고 본 실시형태의 촬상 렌즈(14)도, 상기 조건식 (1)을 만족하고 있다.
예를 들면, 본 실시형태의 촬상 렌즈(14)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 물체측(도 6에서는 좌측)으로부터 상면측(도 6에서는 우측)을 향해 순서대로 배치된, 개구 조리개(12)와, 양의 파워를 갖는 두 볼록 렌즈로 이루어지는 제1 렌즈(8)와, 음의 파워를 갖는 두 오목 렌즈로 이루어지는 제2 렌즈(9)와, 양의 파워를 갖고, 물체측의 렌즈면이 오목면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제3 렌즈(10)와, 음의 파워를 갖고, 물체측의 렌즈면이 볼록면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제4 렌즈(11)에 의해 구성되어 있다. 그리고 본 실시형태의 촬상 렌즈(14)는, 제1 렌즈(8)의 물체측의 렌즈면에 다초점 렌즈면을 갖고 있다(개구 조리개(12)는, 다초점 렌즈면의 인접하는 위치에 배치되어 있다).
여기서, 개구 조리개(12)는, 원형의 개구를 갖고 있다.
제4 렌즈(11)와 이미지 센서의 촬상면(S) 사이에는, 상기 제 1의 실시형태의 평행 평판(6)과 동일한 투명한 평행 평판(13)이 배치되어 있다.
본 실시형태의 촬상 렌즈(14)의 구성에 있어서도, 상기 조건식 (2)를 만족하는 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(14)의 구성에 있어서도, 상기 영역의 경계가 상기 광축을 중심축으로 하는 동심원 형상인 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(14)의 구성에 있어서도, 상기 렌즈의 적어도 1개의 렌즈면에 회절 광학 소자면을 갖는 것이 바람직하다. 도 6에 나타낸 본 실시형태의 촬상 렌즈(14)는, 제1 렌즈(8)의 상면측의 렌즈면에 회절 광학 소자면을 갖고 있다.
또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(14)의 구성에 있어서도, 당해 촬상 렌즈(14)에 의해 얻어지는 상기 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성이, 상기 상면에 있어서 양의 방향으로 MTF의 피크가 있고, 음의 방향으로 디포커스함에 따라 낮아지는 곡선을 그리는 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(14)의 구성에 있어서도, 당해 촬상 렌즈(14)에 의해 얻어지는 상기 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성이, 상기 상면에 있어서 음의 방향으로 MTF의 피크가 있고, 양의 방향으로 디포커스함에 따라 낮아지는 곡선을 그리는 것이 바람직하다.
(실시예 2)
이하, 구체적 실시예를 들어, 본 실시형태에 있어서의 촬상 렌즈를 더욱 상세하게 설명한다.
하기 (표 5)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 구체적 수치예를 나타냈다. 또한, 도 6에 나타낸 촬상 렌즈(14)는, 하기 (표 5)의 데이터에 의거해 구성된 것이다.
[표 5]
Figure pct00009
또, 하기 (표 6A), (표 6B), (표 6C)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 비구면 계수(원추 상수를 포함함)를 나타냈다.
[표 6A]
Figure pct00010
[표 6B]
Figure pct00011
[표 6C]
Figure pct00012
또한, 상기 (표 6A), (표 6B), (표 6C)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 촬상 렌즈(14)에 있어서는, 제1~제4 렌즈(8~11)의 모든 렌즈면이 비구면 형상으로 되어 있는데, 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다.
또, 상기 (표 5), (표 6A), (표 6B), (표 6C)에 있어서, *표시를 한 면(제1면:제1 렌즈(8)의 물체측의 렌즈면)은 다초점 렌즈면이다. 다초점 렌즈면은, 광축으로부터의 높이 0.37mm 및 0.50mm의 동심원을 경계로 하여 3개의 영역으로 나눠져 있으며, 이들 3개의 영역은 초점거리(곡률 반경) 및 원추 상수 및 비구면 계수가 상이하다. 또, 이들 3개의 영역은, 플레어의 발생을 방지하기 위해서, 그 경계 위치에서 새그량을 일치시켜, 단차가 생기지 않도록 형성되어 있다. 단, 이 경우도, 설계 파장의 수분의 일부터 수배 정도의 양의 단차이면 허용되고, 이에 의해 새로운 효과가 기대된다(후술하는 제4의 실시형태를 참조).
또, 상기 (표 5), (표 6A), (표 6B), (표 6C)에 있어서, **표시를 한 면(제2면:제1 렌즈(1)의 상면측의 렌즈면)은 회절 광학 소자면이며, 당해 회절 광학 소자면의 구체적 수치예는 하기 (표 7)에 나타낸 바와 같다.
[표 7]
Figure pct00013
또한, 본 실시예의 촬상 렌즈(14)에 있어서는, 제1 렌즈(8)의 물체측의 렌즈면에 다초점 렌즈면이 설치되어 있는데, 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 제1 렌즈(8)의 상면측의 렌즈면 또는 제2~제4 렌즈(9~11)의 물체측의 렌즈면 혹은 상면측의 렌즈면에 다초점 렌즈면을 설치해도, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 2개 이상의 렌즈면에 다초점 렌즈면을 설치해도 된다.
또, 본 실시예의 촬상 렌즈(14)에 있어서는, 제1 렌즈(8)의 상면측의 렌즈면에 회절 광학 소자면이 설치되어 있는데, 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 제1 렌즈(8)의 물체측의 렌즈면 또는 제2~제4 렌즈(9~11)의 물체측의 렌즈면 혹은 상면측의 렌즈면에 회절 광학 소자면을 설치해도, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 회절 광학 소자면은, 다초점 렌즈면과 같은 렌즈면에 설치해도 되고, 2개 이상의 렌즈면에 설치해도 된다. 또한, 색수차 보정의 관점에서, 회절 광학 소자면은, 개구 조리개에 비교적 가까운 렌즈면에 설치하는 것이 바람직하다.
또, 하기 (표 8)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈(14)의, F넘버(F값) Fno, 다초점 렌즈면의 면 정상을 이루는 영역에 의한 촬상 렌즈(14) 전체의 초점거리 f(mm), 공기 환산이 아닌 광학 전체 길이 TL(mm), 최대 상 높이 Y＇, 개구 조리개(12)의 개구 직경(mm), 및, 조건식 (1), (2)의 값을 나타냈다.
[표 8]
Figure pct00014
도 7a~도 7c에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 수차도를 나타냈다. 도 7a는 구면 수차의 도면이며, 실선은 g선, 긴 파선은 C선, 짧은 파선은 F선, 이점쇄선은 d선, 일점쇄선은 e선에 대한 값을 나타내고 있다. 도 7b는 비점 수차의 도이며, 실선은 새지털 상면 만곡, 파선은 메리디오널 상면 만곡을 나타내고 있다. 도 7c는 왜곡 수차의 도면이다. 또한, 축상 색수차의 도면은, 도 7a의 구면 수차의 도면과 같다.
도 7a~도 7c에 나타낸 수차도로부터 알 수 있듯이, 깊은 초점심도를 얻기 위한 다초점 렌즈면에 의해 구면 수차가 커져 있는 한편, 회절 광학 소자면을 설치하고 있기 때문에 색수차가 양호하게 보정되어 있음을 알 수 있다. 그 결과, 보다 화상 복원 시스템에 적절한 깊은 초점심도를 갖는 촬상 렌즈를 제공할 수 있다. 또, 상면 만곡?비점 수차는 양호하게 보정되어 있으며, 상 높이에 관계없이 균일한 해상 특성이 얻어질 수 있음을 알 수 있다. 또, 왜곡 수차도 양호하게 보정되어 있다.
도 8에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성을 나타냈다. 도 8에서는, 물체 거리 60cm에 있어서의 120개/mm의 파동 광학 MTF를 종축에, 상면의 광축 방향의 위치를 횡축에 취하고 있으며, 최대 상 높이를 2.3mm로 하고, 중심, 5할 상 높이, 7할 상 높이, 9할 상 높이에서의 MTF를 나타내고 있다.
또한, 도 8에 나타낸 MTF는 백색 MTF이며, 파장 웨이트는, C선(656.2700nm), d선(587.5600nm), e선(546.0700nm), F선(486.1300nm), g선(435.8300nm)의 순으로 5, 25, 34, 22, 14로 하고 있다. 그러나 상기 효과는, 이 파장 웨이트에 관계없이 얻어지는 것이다.
도 8과 도 4를 비교하면, 본 실시예의 촬상 렌즈가 일반적인 촬상 렌즈보다도 깊은 초점심도를 갖고 있음을 알 수 있다. 또, 본 실시예의 촬상 렌즈는, 상 높이가 높아져도 깊은 초점심도가 확보되어 있음을 알 수 있다.
[제3의 실시형태]
도 9는, 본 발명의 제3의 실시형태에 있어서의 촬상 렌즈의 구성을 나타낸 배치도이다.
본 실시형태의 촬상 렌즈(21)는, 적어도 1장의 렌즈를 구비하고, 이미지 센서에 의해 감지된 이미지를 복원 처리하는 촬상 장치에 이용된다. 또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(21)는, 상기 렌즈의 적어도 1개의 렌즈면에, 영역마다 복수의, 초점이 상이한 면이 형성된 다초점 렌즈면을 가짐과 더불어, 상기 다초점 렌즈면의 인접하는 위치에 개구 조리개가 배치되어 있다. 그리고 본 실시형태의 촬상 렌즈(21)도, 상기 조건식 (1)을 만족한다.
예를 들면, 본 실시형태의 촬상 렌즈(21)는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 물체측(도 9에서는 좌측)으로부터 상면측(도 9에서는 우측)을 향해 순서대로 배치된, 개구 조리개(19)와, 양의 파워를 갖는 두 볼록 렌즈로 이루어지는 제1 렌즈(15)와, 음의 파워를 갖는 두 오목 렌즈로 이루어지는 제2 렌즈(16)와, 양의 파워를 갖고, 물체측의 렌즈면이 오목면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제3 렌즈(17)와, 음의 파워를 갖고, 물체측의 렌즈면이 볼록면인 메니스커스 렌즈로 이루어지는 제4 렌즈(18)에 의해 구성되어 있다. 그리고 본 실시형태의 촬상 렌즈(21)는, 제1 렌즈(15)의 물체측의 렌즈면에 다초점 렌즈면을 갖고 있다(개구 조리개(19)는, 다초점 렌즈면의 인접하는 위치에 배치되어 있다).
여기서, 개구 조리개(19)는, 원형의 개구를 갖고 있다.
제4 렌즈(18)와 촬상 소자의 촬상면(S) 사이에는, 상기 제1의 실시형태의 평행 평판(6)과 동일한 투명한 평행 평판(20)이 배치되어 있다.
본 실시형태의 촬상 렌즈(21)의 구성에 있어서도, 상기 조건식 (2)를 만족하는 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(21)의 구성에 있어서도, 상기 영역의 경계가 상기 광축을 중심축으로 하는 동심원 형상인 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(21)의 구성에 있어서도, 상기 렌즈의 적어도 1개의 렌즈면에 회절 광학 소자면을 갖는 것이 바람직하다. 도 9에 나타낸 본 실시형태의 촬상 렌즈(21)는, 제1 렌즈(15)의 상면측의 렌즈면에 회절 광학 소자면을 갖고 있다.　
또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(21)의 구성에 있어서도, 당해 촬상 렌즈(21)에 의해 얻어지는 상기 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성이, 상기 상면에 있어서 양의 방향으로 MTF의 피크가 있고, 음의 방향으로 디포커스함에 따라 낮아지는 곡선을 그리는 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태의 촬상 렌즈(21)의 구성에 있어서도, 당해 촬상 렌즈(21)에 의해 얻어지는 상기 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성이, 상기 상면에 있어서 음의 방향으로 MTF의 피크가 있고, 양의 방향으로 디포커스함에 따라 낮아지는 곡선을 그리는 것이 바람직하다.
(실시예 3)
이하, 구체적 실시예를 들어, 본 실시형태에 있어서의 촬상 렌즈를 더욱 상세하게 설명한다.
하기 (표 9)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 구체적 수치예를 나타냈다. 또한, 도 9에 나타낸 촬상 렌즈(21)는, 하기 (표 9)의 데이터에 의거하여 구성된 것이다.
[표 9]
Figure pct00015
또, 하기 (표 10A), (표 10B), (표 10C)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 비구면 계수(원추 상수를 포함함)를 나타냈다.
[표 10A]
Figure pct00016
[표 10B]
Figure pct00017
[표 10C]
Figure pct00018
또한, 상기 (표 10A), (표 10B), (표 10C)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 촬상 렌즈(21)에 있어서는, 제1~제4 렌즈(15~18)의 모든 렌즈면이 비구면 형상으로 되어 있는데, 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다.
또, 상기 (표 9), (표 10A), (표 10B), (표 10C)에 있어서, *표시를 한 면(제1면:제1 렌즈(15)의 물체측의 렌즈면)은 다초점 렌즈면이다. 다초점 렌즈면은, 광축으로부터의 높이 0.4mm의 동심원을 경계로 하여 2개의 영역으로 나눠져 있으며, 이들 2개의 영역은 원추 상수 및 비구면 계수가 같고 초점거리(곡률 반경)가 상이하다. 또, 이들 2개의 영역은, 플레어의 발생을 방지하기 위해서, 그 경계 위치에서 새그량을 일치시켜, 단차가 생기지 않도록 형성되어 있다. 단, 이 경우에도, 설계 파장의 수분의 일부터 수배 정도의 양의 단차이면 허용되고, 이에 의해 새로운 효과가 기대된다(후술하는 제4의 실시형태를 참조).
또, 상기 (표 9), (표 10A), (표 10B), (표 10C)에 있어서, **표시를 한 면(제2면:제1 렌즈(15)의 상면측의 렌즈면)은 회절 광학 소자면이며, 당해 회절 광학 소자면의 구체적 수치예는 하기 (표 11)에 나타낸 바와 같다.
[표 11]
Figure pct00019
또한, 본 실시예의 촬상 렌즈(21)에 있어서는, 제1 렌즈(15)의 물체측의 렌즈면에 다초점 렌즈면이 설치되어 있는데, 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 제1 렌즈(15)의 상면측의 렌즈면 또는 제2~제4 렌즈(16~18)의 물체측의 렌즈면 혹은 상면측의 렌즈면에 다초점 렌즈면을 설치해도, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 2개 이상의 렌즈면에 다초점 렌즈면을 설치해도 된다.
또, 본 실시예의 촬상 렌즈(21)에 있어서는, 제1 렌즈(15)의 상면측의 렌즈면에 회절 광학 소자면이 설치되어 있는데, 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 제1 렌즈(15)의 물체측의 렌즈면 또는 제2~제4 렌즈(16~18)의 물체측의 렌즈면 혹은 상면측의 렌즈면에 회절 광학 소자면을 설치해도, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 회절 광학 소자면은, 다초점 렌즈면과 같은 렌즈면에 설치해도 되고, 2개 이상의 렌즈면에 설치해도 된다. 또한, 색수차 보정의 관점에서, 회절 광학 소자면은, 개구 조리개에 비교적 가까운 렌즈면에 설치하는 것이 바람직하다.
또, 하기 (표 12)에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈(21)의, F넘버(F값) Fno, 다초점 렌즈면의 면 정상을 이루는 영역에 의한 촬상 렌즈(14) 전체의 초점거리 f(mm), 공기 환산이 아닌 광학 전체 길이 TL(mm), 최대 상 높이 Y＇, 개구 조리개(12)의 개구 직경(mm), 및, 조건식 (1), (2)의 값을 나타낸다.
[표 12]
Figure pct00020
도 10a~도 10c에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈의 수차도를 나타냈다. 도 10a는 구면 수차의 도면이며, 실선은 g선, 긴 파선은 C선, 짧은 파선은 F선, 이점쇄선은 d선, 일점쇄선은 e선에 대한 값을 나타내고 있다. 도 10b는 비점 수차의 도면이며, 실선은 새지털 상면 만곡, 파선은 메리디오널 상면 만곡을 나타내고 있다. 도 10c는 왜곡 수차의 도면이다. 또한, 축상 색수차의 도면은, 도 10a의 구면 수차의 도면과 같다.
도 10a~도 10c에 나타낸 수차도로부터 알 수 있듯이, 깊은 초점심도를 얻기 위한 다초점 렌즈면에 의해 구면 수차가 커져 있는 한편, 회절 광학 소자면을 설치하고 있기 때문에 색수차가 양호하게 보정되어 있음을 알 수 있다. 그 결과, 보다 화상 복원 시스템에 적절한 깊은 초점심도를 갖는 촬상 렌즈를 제공할 수 있다. 또, 상면 만곡?비점 수차는 양호하게 보정되어 있으며, 상 높이에 관계없이 균일한 해상 특성이 얻어짐을 알 수 있다. 또, 왜곡 수차도 양호하게 보정되어 있다.
도 11에, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성을 나타냈다. 도 11에서는, 물체 거리 60cm에 있어서의 120개/mm의 파동 광학 MTF를 종축에, 상면의 광축 방향의 위치를 횡축에 취하고 있으며, 최대 상 높이를 2.3mm로 하고, 중심, 5할 상 높이, 7할 상 높이, 9할 상 높이에서의 MTF를 나타내고 있다.　
도 11에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성은, 상면에 있어서 음의 방향으로 MTF의 피크가 있고, 양의 방향으로 디포커스함에 따라 낮아지는 곡선을 그리고 있다. 이에 의해, 필요에 따라서, 근점측의 해상력을 원점측의 해상력보다도 우위로 할 수 있다.
또한, 도 11에 나타낸 MTF는 백색 MTF이며, 파장 웨이트는, C선(656.2700nm), d선(587.5600nm), e선(546.0700nm), F선(486.1300nm), g선(435.8300nm)의 순으로 5, 25, 34, 22, 14로 하고 있다. 그러나 상기 효과는, 이 파장 웨이트에 관계없이 얻어지는 것이다.
도 11과 도 4를 비교하면, 본 실시예의 촬상 렌즈가 일반적인 촬상 렌즈보다도 깊은 초점심도를 갖고 있음을 알 수 있다. 또, 본 실시예의 촬상 렌즈는, 상 높이가 높아져도 깊은 초점심도가 확보되어 있음을 알 수 있다.
여기에서는, 물체 거리 60cm의 스루 포커스 MTF를 나타내고 있는데, 무한 물체나 근점 물체에 의한 스루 포커스 MTF는, 물체 거리 60cm의 스루 포커스 MTF와 대략 동일한 곡선을 그리면서 광축 방향으로 시프트한 것처럼 된다. 보다 구체적으로는, 무한 물체에 의한 스루 포커스 MTF는, 물체 거리 60cm의 스루 포커스 MTF와 대략 동일한 곡선을 그리면서 촬상 렌즈의 방향으로 시프트하고, 근점 물체에 의한 스루 포커스 MTF는, 물체 거리 60cm의 스루 포커스 MTF와 대략 동일한 곡선을 그리면서 촬상 렌즈의 방향과는 역의 방향으로 시프트한다. 이것을 생각한 경우, 본 실시예에 있어서는, 상면을 예를 들면 도 11의 횡축 원점에 고정하면, 그 상면의 MTF는, 근점 물체에서는 높고, 물체 거리가 멀어짐에 따라 완만하게 낮아진다. 그리고 이것은, 목적에 따라 근점측에 보다 높은 해상력을 필요로 하는 요구에 대해 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 반대로 원점측에 보다 높은 해상력을 필요로 하는 경우에는, 그것을 고려한 광학 설계를 행하면 된다.
[제4의 실시형태]
도 12(a), (b)는, 본 발명의 제4의 실시형태에 있어서의 촬상 렌즈의 다초점 렌즈면을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
본 실시형태의 촬상 렌즈는, 상기 제 1~제3의 실시형태의 촬상 렌즈(7, 14, 21)와 동일하게, 다초점 렌즈면 내의 각 영역의 곡률 반경, 원추 상수 및 비구면 계수 등에 의한 면 정의를 상이하게 함으로써, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 갖는 것으로 되어 있다. 또, 본 실시형태의 촬상 렌즈에 있어서는, 도 12(a), (b)에 나타낸 바와 같이, 다초점 렌즈면 내의 임의의 2개의 영역에 있어서, 각각의 영역을 통과하는 광선에 특정 위상차가 생기도록, 어느 한쪽의 영역을 다른 쪽의 영역에 대해 상대적으로 광축 방향으로 시프트시키고 있다. 이 경우의 시프트량은, 설계 파장의 수분의 일부터 수배 정도의 양이다.
도 12에 나타낸 촬상 렌즈의 다초점 렌즈면은, 광축(A)을 중심축으로 하는 2개의 동심원을 경계로 하여 곡률이 상이한 3개의 영역(B, C, D)으로 나눠져 있다. 그리고 도 12(a)에 나타낸 다초점 렌즈면에 있어서는, 중앙의 영역(B)이 그 외측의 영역(C, D)에 대해 상대적으로 광축 방향으로 시프트하고 있다. 또, 도 12(b)에 나타낸 다초점 렌즈면에 있어서는, 가장 외측의 영역(D)이 그 내측의 영역(B, C)에 대해 상대적으로 광축 방향으로 시프트하고 있다.　
이와 같이, 다초점 렌즈면 내의 임의의 2개의 영역에서, 각각의 영역을 통과하는 광선에 특정 위상차가 생기도록, 어느 한쪽의 영역을 다른 쪽의 영역에 대해 상대적으로 광축 방향으로 시프트시킴으로써, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 갖도록, 더욱 제어하기 쉬워진다(초점심도의 확대를 더욱 제어하기 쉬워진다).
보다 구체적으로는, 그 시프트량을 d로 했을 때, 하기 조건식 (4)를 만족하는 것이 바람직하다.
0.04μm≤｜d｜≤3.25μm …(4)
｜d｜가 상기 조건식 (4)의 하한을 밑돌면, 발생하는 위상차가 너무 작아, 충분한 초점심도 확대 효과를 얻을 수 없을 가능성이 있다. 한편, ｜d｜가 상기 조건식 (4)의 상한을 웃돌면, 인접하는 영역의 경계에 크기 단차가 형성되어, 그 단차 부분에 입사하는 광선이 플레어가 되어, 화질에 영향을 미칠 우려가 있다.
또한, 바람직하게는, 하기 조건식 (5)를 만족하는 것이 바람직하다.
0.07μm≤｜d｜≤1.5μm …(5)
상기 조건식 (5)를 만족하는 것은, 가시광선을 이용한 촬상 렌즈이며, 주로 플라스틱 렌즈로 이루어지는 촬상 렌즈에 있어서, 특히 바람직하다.
[제5의 실시형태]
도 13은, 본 발명의 제5의 실시형태에 있어서의 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 임의의 상점의 점상 강도 분포를 나타내는 그래프이다.
상기 제1~제4의 실시형태와 같이, 촬상 렌즈가, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 가지면, 점상이 흐려짐으로써, 고휘도 피사체에서 플레어가 발생할 우려가 있다. 이것은, 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 임의의 상점의 점상 강도 분포 함수(PSF(Point Spread Function))에 있어서, 당해 점상 강도 분포 함수의 최대치를 1로 했을 때, 상기 점상 강도가 0.01 정도가 되는 완만한 부분을 넓게 갖고 있는 것에 기인하는 것이다. 도 13의 E부분이 플레어의 원인이 되는 완만한 것이며, 플레어가 눈에 띄는 점상 강도 분포 II(일점 쇄선)에 있어서는, 이 완만한 부분이 꽤 넓어져 있다. 또, 상술한 화상 복원 시스템이, 미리 설정된 촬상 렌즈의 점상 강도 분포 함수를 기초로 그것을 복원하는 시스템이었던 경우에도, 촬영 화상에 의해 처리 가능한 화소 영역은 한정되어 있다. 또, 이 완만한 부분에서의 점상 강도를 작게 하기 위해서, 점상을 선예(鮮銳)하게 하면, 충분한 초점심도 확대 효과가 얻어지지 않는다.
여기서, 본 실시형태에서는, 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 임의의 상점의 점상 강도 분포 함수에 있어서, 당해 점상 강도 분포 함수의 최대치를 1로 했을 때, 상기 점상 강도가 0.01 이상인 폭 L이 하기 조건식 (3)을 만족하도록 했다(도 13의 점상 강도 분포 I(실선) 참조).
4≤L/P≤20 …(3)
단, 상기 조건식 (3) 중, P는 이미지 센서의 화소 피치를 나타내고 있다.
점상 강도 분포의 저변이 이 범위에 있는 상 특성을 가짐으로써, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 갖도록 제어하면서, 고휘도 피사체에 있어서의 플레어의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
[제6의 실시형태]
다음에, 본 발명의 촬상 렌즈를 이용하여 구성되는 촬상 장치에 대해서, 도 14를 참조하면서 설명한다. 도 14는, 본 발명의 제6의 실시형태에 있어서의 촬상 장치의 구성을 나타낸 모식도이다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 촬상 장치(22)는, 촬상 렌즈(23)와, 촬상 렌즈(23)에 의해 결상되는 이미지를 감지하는 이미지 센서(24)와, 이미지 센서(24)에 의해 감지된 이미지를 복원 처리하는 복원 장치(25)를 이용해 구성되어 있다. 여기서, 촬상 렌즈(23)로는, 본 발명의 촬상 렌즈, 예를 들면, 상기 제1~제3의 실시형태에서 나타낸 촬상 렌즈(7, 14, 21)가 이용되고 있다. 또, 이미지 센서(24)로는, 예를 들면, 화소 피치가 1.75μm, 화소수가 5메가픽셀의 CCD 이미지 센서나 CMOS 이미지 센서로부터 화소 피치가 1.4μm, 화소수가 8메가픽셀의 CCD 이미지 센서나 CMOS 이미지 센서를 이용할 수 있다.
본 실시형태의 촬상 장치(22)의 구성에 의하면, 촬상 렌즈(23)로서 본 발명의 촬상 렌즈를 이용하고 있음으로써, 컴팩트하고 해상도 성능이 높은 촬상 장치를 제공할 수 있다.
[제7의 실시형태]
다음에, 본 발명의 촬상 장치가 탑재된 휴대 기기에 대해서, 도 15를 참조하면서 설명한다. 도 15는, 본 발명의 제7의 실시형태에 있어서의 휴대 기기로서의 휴대 전화기의 구성을 나타낸 도면((a)는 평면도, (b)는 배면도)이다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 휴대 기기(26)는, 카메라가 부착된 휴대 전화기로서, 본체 케이스(27)와, 본체 케이스(27)에 설치된 디스플레이(27A) 및 조작부(27B)와, 본체 케이스(27)에 탑재된 촬상 장치(28)를 구비하고 있다.
촬상 장치(28)로는, 본 발명의 촬상 장치, 예를 들면, 상기 제6의 실시형태에서 나타낸 촬상 장치(22)가 이용되고 있다. 또한, 도 15(b) 중, 29는 촬상 장치(28)를 구성하는 촬상 렌즈의 제1 렌즈이다.
본 실시형태의 휴대 기기(26)의 구성에 의하면, 촬상 장치(28)로서 본 발명의 촬상 장치가 탑재되어 있음으로써, 컴팩트하고 고성능의 휴대 전화기 등의 휴대 기기를 제공할 수 있다.
본 발명의 촬상 렌즈는, 이미지 센서에 결상되는 상면의 중앙부에서 외측부에 걸쳐서 깊은 초점심도를 갖고, 그 초점심도를 실용적 범위로 유지해 해상도의 저하를 억제할 수 있으므로, 컴팩트하고 고해상도 성능화가 요망되는 촬상 장치를 내장한 휴대 전화기 등의 소형 휴대 기기의 분야에서 특히 유용하다.
1, 8, 15, 29: 제1 렌즈 2, 9, 16: 제2 렌즈
3, 10, 17: 제3 렌즈 4, 11, 18: 제4 렌즈
5, 12, 19: 개구 조리개 6, 13, 20: 평행 평판
7, 14, 21, 23: 촬상 렌즈 22, 28: 촬상 장치
24: 이미지 센서 25: 복원 장치
26: 휴대 기기 27: 본체 케이스
S: 촬상면

Claims (10)

  1. 이미지 센서에 의해 감지된 이미지를 복원 처리하는 촬상 장치에 이용되는 촬상 렌즈로서,
    적어도 1장의 렌즈를 구비하고,
    상기 렌즈의 적어도 1개의 렌즈면에, 영역마다 복수의, 초점이 상이한 면이 형성된 다초점 렌즈면을 가짐과 더불어,
    상기 다초점 렌즈면의 인접하는 위치에 개구 조리개가 배치되고,
    상기 다초점 렌즈면과 상기 개구 조리개의 면의 광축 상의 거리의 절대값을 D, 상기 이미지 센서에 결상되는 상면(像面)에 있어서의 최대 상 높이의 절대값을 Ymax로 했을 때, 하기 조건식 (1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
    0≤D/Ymax≤0.1 …(1)
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 1개의 다초점 렌즈면 내의 임의의 2개의 영역의 초점거리를 f1, f2로 했을 때, 하기 조건식 (2)를 만족하는, 촬상 렌즈.
    0.95≤f1/f2≤1.05 …(2)
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 영역의 경계가 상기 광축을 중심축으로 하는 동심원 형상인, 촬상 렌즈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈의 적어도 1개의 렌즈면에 회절 광학 소자면을 갖는, 촬상 렌즈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 상기 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성이, 상기 상면에 있어서 양의 방향으로 MTF의 피크가 있고, 음의 방향으로 디포커스함에 따라 낮아지는 곡선을 그리는, 촬상 렌즈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 상기 상면에서의 MTF 스루 포커스 특성이, 상기 상면에 있어서 음의 방향으로 MTF의 피크가 있고, 양의 방향으로 디포커스함에 따라 낮아지는 곡선을 그리는, 촬상 렌즈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 1개의 다초점 렌즈면 내의 임의의 2개의 영역에 있어서, 각각의 영역을 통과하는 광선에 특정 위상차가 생기도록, 어느 한쪽의 영역을 다른 쪽의 영역에 대해 상대적으로 상기 광축 방향으로 시프트시킨, 촬상 렌즈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 촬상 렌즈에 의해 얻어지는 임의의 상점(像点)의 점상(点像) 강도 분포 함수에 있어서, 상기 점상 강도 분포 함수의 최대치를 1로 했을 때, 상기 점상 강도가 0.01 이상인 폭 L이 하기 조건식 (3)을 만족하는, 촬상 렌즈.
    4≤L/P≤20 …(3)
    단, 상기 조건식 (3) 중, P는 상기 이미지 센서의 화소 피치를 나타내고 있다.
  9. 촬상 렌즈와, 상기 촬상 렌즈에 의해 결상되는 이미지를 감지하는 이미지 센서와, 상기 이미지 센서에 의해 감지된 이미지를 복원 처리하는 복원 장치를 구비한 촬상 장치로서,
    상기 촬상 렌즈로서 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 촬상 렌즈를 이용한 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  10. 청구항 9에 기재된 촬상 장치가 탑재된 것을 특징으로 하는 휴대 기기.
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