JP5138734B2 - 撮像レンズ、および撮像モジュール - Google Patents
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Description
(撮像レンズ1の構成)
図2は、本発明の実施の形態に係る撮像レンズ1の構成を示す断面図である。
ここからは、第1レンズL1の、特に面S1の形状についての説明を行う。
第1レンズL1は、レンズ面S1が、互いに屈折力の異なる複数の領域AおよびBから成ることにより、結像可能な物体距離の範囲が広くされている。
以下、撮像レンズ1の光学特性および設計データについての説明を行う。
435.84nm=0.49
486.1327nm=1.57
546.07nm=3.12
587.5618nm=3.18
656.2725nm=1.51
・物体距離を過焦点距離(約1700mm)としたときの最良像面位置の付近に、撮像レンズ1のフォーカスを調整する。
図4は、撮像レンズ1の、デフォーカスMTF、すなわち、縦軸に示したMTF(単位:無)と、横軸に示したフォーカスシフト位置(単位:mm)と、の関係を示すグラフである。
0.175mm=像高h0.1(像の中心から、最大像高の1割に該当する高さ)
0.35mm=像高h0.2(像の中心から、最大像高の2割に該当する高さ)
0.7mm=像高h0.4(像の中心から、最大像高の4割に該当する高さ)
1.05mm=像高h0.6(像の中心から、最大像高の6割に該当する高さ)
1.4mm=像高h0.8(像の中心から、最大像高の8割に該当する高さ)
1.75mm=像高h1.0(最大像高)
図4は、空間周波数が「ナイキスト周波数/4」である場合の、像高h0、像高h0.2、像高h0.4、像高h0.6、像高h0.8、および、像高h1.0の各々に関する、タンジェンシャル像面(T)およびサジタル像面(S)における各特性を例示している。
Nyq.=1/(センサの画素ピッチ)/2
により算出される。
図6(a)は、撮像レンズ1の、縦軸に示した像高(単位:割合、すなわち、像高h0〜像高h1.0)と、横軸に示した非点収差(単位:mm)と、の関係を示すグラフである。
図7は、撮像レンズ1の設計データを示した表である。図7に示す各項目の定義は、以下のとおりである。
(撮像レンズ71の光学特性および設計データ)
ここからは、撮像レンズ1の比較対象としての、撮像レンズ71の光学特性および設計データについて、説明を行う。
図9は、撮像レンズ71の、デフォーカスMTF、すなわち、縦軸に示したMTF(単位:無)と、横軸に示したフォーカスシフト位置(単位:mm)と、の関係を示すグラフである。
図11(a)は、撮像レンズ71の、縦軸に示した像高(単位:割合、すなわち、像高h0〜像高h1.0)と、横軸に示した非点収差(単位:mm)と、の関係を示すグラフである。
図12は、撮像レンズ71の設計データを示した表である。図12に示す各項目の定義は、図7の設計データと同様である。
(撮像レンズの設計仕様)
図13は、像面S9にセンサ(固体撮像素子)を配置して撮像モジュールを構成した場合における、撮像レンズ1の設計仕様と、撮像レンズ71の設計仕様と、を比較する表である。図13に示す各項目の定義は、以下のとおりである。
図14は、撮像レンズ1および71の、縦軸に示したMTF(単位:無)と、横軸に示した物体距離(単位:mm)と、の関係を示すグラフであって、像高h0における同関係を示している。
本発明の撮像モジュールは、撮像レンズ1を備えており、撮像レンズ1の焦点位置を調整するためのフォーカス調整機構を備えていない構成である。これにより、撮像レンズ1の第1レンズL1と同様の効果を奏する撮像モジュールを実現することが可能となる。
以上の、本発明の撮像モジュールの構成と組み合わせるべく、本発明の撮像モジュールは、被写界深度が拡げられたと共に、像面湾曲が小さくされた撮像レンズと、所定位置よりも近い物体からの白色光に対する、撮像レンズの最良像面の位置から、該所定位置よりも遠い物体からの白色光に対する、撮像レンズの最良像面の位置まで、の間に設けられたセンサと、を備える構成であってもよい。なお、この場合、被写界深度を拡げる程度ならびに像面湾曲を小さくする程度は、センサの位置において、できるだけ高い解像力(MTF等)が得られる程度とすればよい。
以上の、本発明の撮像モジュールの構成と組み合わせるべく、本発明の撮像モジュールは、回転対称な結像光学系と、上記結像光学系により生成された画像信号に対し画像処理を行う画像処理部とを備える撮像モジュールであって、上記結像光学系には、撮像レンズと、上記撮像レンズによって結像された光を画像信号に変換するセンサとが設けられ、上記撮像レンズは、サジタル像面の最良像面の位置と、タンジェンシャル像面の最良像面の位置とが、予め定められた基準解像度を得ることが可能な被写体(物体)撮影可能範囲に応じたズレ量で、光軸方向にずれるように構成され、上記画像処理部は、上記センサにより変換された画像信号に対し、サジタル方向の解像度およびタンジェンシャル方向の解像度のうち一方が上記基準解像度以上のときに他方を上記基準解像度以上とする画像処理を行ってもよい。
を満たすように定められていることが好ましい。
2 開口絞り
3 物体
L1 第1レンズ(レンズ素子)
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
AおよびB 領域(互いに屈折力の異なる複数の領域)
S1 第1レンズにおける物体側に向けた面(少なくとも1つのレンズ面)
S6 第3レンズにおける像面側に向けた面
S9 像面
c6 中央部分
p6 周辺部分
Claims (9)
- レンズの枚数が3枚である撮像レンズであって、
物体側から像面側へと向かって順に、開口絞り、正の屈折力を有している上記レンズの1枚である第1レンズ、および上記レンズの1枚である第2レンズを備えており、
上記第1レンズは、少なくとも1つのレンズ面が、互いに屈折力の異なる複数の球面領域から成り、上記レンズ面は、上記複数の球面領域毎に異なる曲率半径を有しているレンズ素子であり、
上記第1レンズは、物体側に向けた面が、上記レンズ素子における上記レンズ面であり、
上記第2レンズよりも像面側に、正の屈折力を有している上記レンズの1枚である第3レンズを備えており、
上記第2レンズは、負の屈折力を有しており、
上記第3レンズは、像面側に向けた面の中央部分が凹形状であると共に該中央部分の周辺部分が凸形状であることを特徴とする撮像レンズ。 - Fナンバーは、3.0未満であることを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。
- 請求項1または2に記載の撮像レンズを備えており、
上記撮像レンズの焦点位置を調整するための機構を備えていないことを特徴とする撮像モジュール。 - 所定の像面の位置において、所定の解像力が得られるように、上記レンズ素子の上記複数の球面領域のそれぞれにおける屈折力が定められていることを特徴とする請求項3に記載の撮像モジュール。
- 像面に配置された固体撮像素子を備えていることを特徴とする請求項3または4に記載の撮像モジュール。
- 上記固体撮像素子の画素数は、1.3メガピクセル以上であることを特徴とする請求項5に記載の撮像モジュール。
- 上記撮像レンズを構成する最も像面側のレンズを同一面上に複数備えたレンズアレイと、上記固体撮像素子を同一面上に複数備えたセンサアレイとを、各レンズと各固体撮像素子とが1対1に対応して対向配置されるように接合した後、
対向配置された、上記レンズと上記固体撮像素子との組を単位として分割して製造されたものであることを特徴とする請求項5または6に記載の撮像モジュール。 - 上記撮像レンズは、複数のレンズから構成されるものであって、
上記撮像レンズを構成する、隣り合うレンズの一方を同一面上に複数備えた第1レンズアレイと、該隣り合うレンズの他方を同一面上に複数備えた第2レンズアレイとを、上記第1レンズアレイに備えられた各レンズと、上記第2レンズアレイに備えられた各レンズとが1対1に対応して対向配置されるように貼り合せた後、
対向配置された2つの上記レンズの組を単位として分割して製造されたものであることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載の撮像モジュール。 - 上記撮像レンズを構成するレンズの少なくとも1つは、熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂から成ることを特徴とする請求項3〜8のいずれか1項に記載の撮像モジュール。
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