撮像レンズおよび撮像システム
【課題】撮像レンズにおいて、この撮像レンズを用いた撮像で得られる原画像データにコントラスト回復処理を施して作成される画像の画質の劣化を抑制しつつ被写界深度を拡大する。
【解決手段】撮像レンズの球面収差が、光軸Ｚ１から離れるにしたがって像面基準位置Ｚｏを間に挟んで物点側からその反対側に変化するように、かつ、条件式（１）；０．０２＜ａ／ｆ＜０．１０、および（２）；０．０２＜ｂ／ｆを満足するようにこの撮像レンズを構成する。その撮像レンズを適用する撮像装置により、撮像で得られた原画像データにコントラスト回復処理を施して画像のボケを補正する。ただし、ａは撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける、像面基準位置Ｚｏから物点側への球面収差の大きさ、ｂは像面基準位置Ｚｏから物点側への最大球面収差とその反対側への最大球面収差との和、ｆは撮像レンズの焦点距離である。
【解決手段】撮像レンズの球面収差が、光軸Ｚ１から離れるにしたがって像面基準位置Ｚｏを間に挟んで物点側からその反対側に変化するように、かつ、条件式（１）；０．０２＜ａ／ｆ＜０．１０、および（２）；０．０２＜ｂ／ｆを満足するようにこの撮像レンズを構成する。その撮像レンズを適用する撮像装置により、撮像で得られた原画像データにコントラスト回復処理を施して画像のボケを補正する。ただし、ａは撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける、像面基準位置Ｚｏから物点側への球面収差の大きさ、ｂは像面基準位置Ｚｏから物点側への最大球面収差とその反対側への最大球面収差との和、ｆは撮像レンズの焦点距離である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像レンズおよび撮像システムに関し、詳しくは、撮像して得られた原画像データにコントラスト回復処理を施して画像のボケを補正する撮像装置に用いる撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いた撮像システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被写界深度拡大光学系である撮像レンズを通して、全距離に亘る撮影対象にボケの与えられた光学像を撮像し、それにより得られた原画像にコントラスト回復処理を施して、その原画像のボケをなくす手法、すなわち、その原画像のコントラストを高め、結果として被写界深度の大きいレンズで撮影したボケのない画像を得る手法が知られている。このようなレンズは、ＥＤＯＦ（Extended/Extension of Depth of Field/Focus）レンズと呼ばれている。
【０００３】
このコントラスト回復処理は、被写界深度拡大光学系を通して得られた原画像に対し、この被写界深度拡大光学系のボケ特性の逆特性を持つ復元フィルタを作用させて、近距離から遠距離に亘る広い撮影範囲に配された各被写体のコントラストを高めるように（例えば、明確な輪郭を持つように）補正するものである。
【０００４】
また、被写界深度拡大光学系は、理想的には、撮影距離によらず一定のボケが与えられた被写体の光学像を撮像面上に形成するものである。
【０００５】
より詳しくは、この被写界深度拡大光学系は、様々な撮影位置に配された被写体を表す各点像を、撮影距離によらず一定のボケが与えられた点像（一定の光強度分布を持つ劣化した点像）として撮像面上に形成するものである。一方、コントラスト回復処理は、上記一定の光強度分布を持つ劣化した各点像からなる光学像を撮像して得た画像を、その劣化した点像の復元目標値となる光強度分布を持つ目標点像（例えば、理想的な光強度分布を持つ点像）からなる画像に復元するものである。
【０００６】
この手法によれば、撮像レンズの開口を絞ることなく、すなわち受光光量を減少させることなく、いずれの撮影距離の被写体についても全体的にコントラストの高い画像（被写界深度を拡大してなる画像）を得ることができる（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００７】
なお、コントラスト回復処理としては、例えばフーリエ変換による画像復元処理、エッジ強調処理、ガンマ補正処理、コントラス強調処理等を適用できることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１２３１６８号公報
【特許文献２】特開２００９−１２４５６７号公報
【特許文献３】特開２００９−１２４５６９号公報
【特許文献４】特許３２７５０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、撮影対象となる各点（各被写体）を表す光学像を、撮影距離によらず一定の光強度分布を持つ点像として撮像面上に形成するような理想的な被写界深度拡大光学系の実現は現実的には難しい。
【００１０】
しかるに、光学系の球面収差を増大させるほどこの光学系の見かけ上の被写界深度を深くできることが知られているので、単に球面収差を増大させて見かけ上の被写界深度を深くした光学系を被写界深度拡大光学系として用いることも考えられる。
【００１１】
ところが、光学系の球面収差を増大させると、増大させるほど撮像面上に形成される点像の直径が大きくなり、この直径が大きな点像にコントラスト回復処理を施して得られる目標点像は、その点像の直径が大きくなった分だけノイズを多く含むものとなる。そのため、コントラスト回復処理を施して得られた多数の目標点像で構成されるボケ回復画像に含まれるノイズの量も多くなってしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像レンズを用いた撮像で得られる原画像データにコントラスト回復処理を施して作成される画像の画質の劣化を抑制しつつ被写界深度を拡大することができる撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いた撮像システムに関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の撮像レンズは、撮像して得られた原画像データにコントラスト回復処理を施して画像のボケを補正する撮像装置に用いる撮像レンズであって、この撮像レンズの球面収差が、光軸から離れるにしたがって、像面基準位置を間に挟んで物点側からその反対側に変化するものであり、以下の条件式（１）；０．０２＜ａ／ｆ＜０．１０、および（２）；０．０２＜ｂ／ｆ、を満足するように構成されたことを特徴とするものである。ここでａは、撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける、像面基準位置から物点側への球面収差の大きさ（最大球面収差）、ｂは、像面基準位置から物点側への最大球面収差とその反対側への最大球面収差との和、ｆは撮像レンズの焦点距離である。すなわち、撮像レンズの瞳の中央部において像面基準位置の前方（物点側）にレンズの焦点距離の１割近くまでの球面収差を有し、さらに光軸から離れた位置においては、像面基準位置の後方にも球面収差を有するもので、通常のレンズでは考えられないほど大きな球面収差を有することを特徴とするものである。そしてこれにより、このレンズにより撮像した原画像データにコントラスト回復処理を施してボケを補正した画像の画質の劣化を抑制しつつ被写界深度を拡大することができるという効果を奏することができる。
【００１４】
コントラスト回復処理は、例えば、フーリエ変換による画像復元処理で、画像のコントラストを強調することによりその画像の鮮鋭度を高める処理である。より具体的には、例えば、５０本/ｍｍまでしか解像していなかった画像を、７０本/ｍｍまで解像する画像に回復するような処理である。このコントラスト処理には、エッジ強調処理、ガンマ補正処理、またはコントラス強調処理等をも適用することができる。なお、この種の焦点深度拡大光学系を用いた復元処理に関しては、特許文献１乃至３の他に、特許第３２７５０１０号に詳細が記載されている。
【００１５】
撮像レンズの瞳の中央部は、像面基準位置よりも物点側にのみ球面収差を持つこの瞳中の領域であって、光軸上の領域をも含む領域である。
【００１６】
前記撮像レンズは、この撮像レンズの瞳半径を１としたときに、条件式（３）；０．１＜ｃ＜１．０、を満足するものとすることが望ましい。ここで、ｃは球面収差の像面基準位置からのずれ量が０．０３×Ｆａ／ｆ以下となる領域（以後、球面収差最小領域ともいう）の光軸直交方向における長さ、Ｆａは撮像レンズの実効Ｆナンバーである。すなわち光軸と直交する方向つまり光軸からの高さ方向の所定の範囲に亘って、球面収差が小さい領域を有することが望ましい。
【００１７】
さらに、前記撮像レンズは、瞳全体の面積に対する球面収差最小領域の面積の割合が、０．２０より大きく、０．７５より小さいものとすることが望ましい。
【００１８】
また、前記撮像レンズは、条件式（４）；０．０２＜ａ／ｆ＜０．１０、（５）；０．０２＜ｂ／ｆ＜０．２、（６）；０．１＜ｃ＜１．０＜０．６、の全てを満足するものとすることがさらに望ましい。
【００１９】
前記撮像レンズは、条件式（７）；０．３０＜Ｙｕ＜０．９０、を満足するものとすることが望ましい。ここで、Ｙｕは球面収差最小領域の光軸直交方向における位置すなわち光軸からの高さであり、この条件式（７）はその球面収差最小領域の範囲を表す。
【００２０】
前記撮像レンズは、条件式（８）；３＜ｐｓｆφ／Ｆａ＜１５、を満足するものとすることが望ましい。ただし、ｐｓｆφは基準点像直径である。
【００２１】
像面基準位置は、この撮像レンズを通して形成される光学像を撮像する撮像素子の１／２ナイキスト空間周波数におけるデフォーカスＭＴＦのピーク位置である。
【００２２】
なお、１／２ナイキスト空間周波数は、この撮像レンズを通して形成される光学像を撮像する撮像素子の画素ピッチの２倍（２画素ピッチ分）を空間周波数の１／２サイクルに対応させたときのその空間周波数である。
【００２３】
例えば、後述する実施例においては、１．４μｍピッチのＢａｙｅｒ配列センサ(撮像素子)を想定しているため、このセンサの１／２ナイキスト空間周波数Ｎｓω（1/2）は、Ｎｓω（1/2）＝１÷２÷１．４μｍ÷２≒１７９（本／ｍｍ）の演算により求めることができる。
【００２４】
また、撮像して得られた原画像データにコントラスト回復処理を施して画像のボケを補正する撮像装置に用いる撮像レンズは、予め、この撮像レンズに組み合わされる撮像素子の画素ピッチが定められているのが一般的ではあるが、組み合わされる撮像素子の画素ピッチが予め定められていないときには撮像レンズ単体で像面基準位置を規定することもできる。
【００２５】
すなわち、撮像レンズ単体で定められる像面基準位置は、撮像レンズの１／４ナイキスト空間周波数におけるデフォーカスＭＴＦのピーク位置とすることができる。
【００２６】
例えば、撮像レンズの仕様を、Ｆナンバー；２．８、設計基準波長；５８７．６ｎｍとすると、撮像レンズの１／４ナイキスト空間周波数Ｎｌω（1/４）は、Ｎｌω（1/４）＝１÷２．８÷５８７．６ｎｍ÷４≒１５２（本／ｍｍ）の演算により求めることができる。
【００２７】
このように、センサナイキスト空間周波数は、センサナイキスト空間周波数＝１÷２÷画素ピッチ、の式によって求められるものであり、レンズナイキスト空間周波数は、レンズナイキスト空間周波数＝１÷Ｆナンバー÷波長、の式によって求められるものである。
【００２８】
なお、この像面基準位置は、撮像レンズの光軸上において最も解像力を得たい撮影距離の点（物点）から発せられる光線をこの撮像レンズに通したときに、光線と光軸直交平面との交わる領域（点像）の大きさが最も小さくなる、あるいは略最小となるこの光軸直交平面の光軸方向における位置でもある。
【００２９】
基準点像直径（ｐｓｆφ）は、撮像レンズの光軸上において最も解像力を得たい撮影距離の点（物点）から発せられた光をこの撮像レンズに通したときに像面基準位置に形成される点像の直径である。
【００３０】
なお、光軸直交方向は、光軸と直交する方向、すなわちレンズの半径方向を意味する。また、光軸直交平面は、光軸と直交する平面を意味する。
【００３１】
この撮像レンズは、物体側から順に１枚以上のレンズからなる正のパワーを持つ第１レンズ群と、１枚以上のレンズからなる第２レンズ群とを備え、第２レンズ群の最も像側のレンズが、光軸上において負のパワーを持ち、光軸側から周辺側に向かうにしたがって負のパワーの弱くなる領域を有するものとすることができる。
【００３２】
さらに、この撮像レンズは、物体側から順に正のパワーを持つ第１レンズ、負のパワーを持つ第２レンズ、正のパワーを持つ第３レンズ、負のパワーを持つ第４レンズを配してなるものとすることができる。
【００３３】
第４レンズは、この第４レンズの像面側のレンズ面が非球面形状をなし、かつ、変曲点を有するものとすることができる。
【００３４】
また、この第４レンズは、その像面側のレンズ面が非球面形状をなし、かつ、光軸中心以外の領域に極点を有するものとすることができる。
【００３５】
本発明の撮像システムは、上記撮像レンズと、この撮像レンズを通して形成された光学像を撮像する撮像素子と、この撮像素子による光学像の撮像で得られた原画像データにコントラスト回復処理を施す画像処理手段とを備えた撮像システムであって、この画像処理手段が、コントラスト回復処理としてフーリエ変換を用いた画像復元処理を実施するものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いて撮像して得られた原画像データにコントラスト回復処理を施して画像のボケを補正する撮像装置によれば、画像の画質の劣化を抑制しつつ被写界深度を拡大することができる。
【００３７】
すなわち、このような球面収差を持つ撮像レンズによれば、撮影距離が遠い遠点（遠距離の被写体）から発せられ、撮像レンズの瞳の中央部を通った光線を像面基準位置の物点側に集光させ、撮像レンズの瞳の外周部を通った光線を像面基準位置の反物点側（物点側とは反対の側）に集光させ、撮像レンズの瞳の中央部と外周部との間の中間部を通った光線を上記物点側の集光位置と反物点側の集光位置との間に集光させることができ、これにより、撮像面を光軸方向に移動させたときにこの撮像面上に形成される光学像のボケが実用上許容できると見なされる移動距離、すなわち焦点深度を拡大させることができる。この拡大された焦点深度を拡大焦点深度という。
【００３８】
なお、上記拡大焦点深度の実用上許容できると見なされる範囲は、コントラスト回復処理を施すことによって実用上支障無く利用可能な画像に回復できるようなボケが生じている範囲である。すなわち、撮像レンズを通して形成された光学像の撮像で得られたボケた原画像を所定以上のコントラスト（例えばＭＴＦ特性が０．２である結像光学系を通して形成される光学像と同等のコントラスト）を持つ画像に回復する（鮮鋭度を高める）ことができるようなボケが生じている範囲である。
【００３９】
したがって、撮像面を、近点の拡大焦点深度と遠点の拡大焦点深度の両方に含まれる位置に配置することにより、近点および遠点の光学像（実用上許容できると見なされるボケた光学像）を撮像面上に同時に形成することができ、この撮像面に形成される共にボケている近点の光学像も遠点の光学像も、それらのボケはコントラスト回復処理によって回復される。
【００４０】
すなわち、この撮像レンズによれば、撮像レンズを通して撮像面に形成される点像が近点から遠点に亘る広範囲の撮影対象範囲のいずれに位置する物点を表すものであっても、この撮像面に形成される点像の大きさを実用上許容できる範囲内に抑えることができ、撮像面に形成されるそれらの点像の撮像で得られた原画像データにコントラスト回復処理を施すことにより、そのボケた原画像を、ノイズの混入を抑制しつつコントラストを高めてなる画像（多数の目標点像で構成された画像）に補正することができる。これにより、撮像レンズを用いた撮像で得られる原画像データにコントラスト回復処理を施して作成される画像の画質の劣化を抑制しつつこの撮像レンズの被写界深度を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態の撮像レンズをおよび撮像システムの概略構成を示す図
【図２】本発明の撮像レンズの球面収差を示す球面収差曲線を示す図
【図３】本発明の撮像レンズを通して形成された点像の光強度分布を示す図
【図４Ａａ】参照例１の撮像レンズの球面収差を表す球面収差曲線
【図４Ａｂ】参照例１の撮像レンズを通る光線の光路を示す図
【図４Ｂａ】参照例２の撮像レンズの球面収差を表す球面収差曲線
【図４Ｂｂ】参照例２の撮像レンズを通る光線の光路を示す図
【図４Ｃａ】参照例３の撮像レンズの球面収差を表す球面収差曲線
【図４Ｃｂ】参照例３の撮像レンズを通る光線の光路を示す図
【図４Ｄａ】参照例４の撮像レンズの球面収差を表す球面収差曲線
【図４Ｄｂ】参照例４の撮像レンズを通る光線の光路を示す図
【図４Ｅａ】参照例５の撮像レンズの球面収差を表す球面収差曲線
【図４Ｅｂ】参照例５の撮像レンズを通る光線の光路を示す図
【図４Ｆ】近点および遠点から発せられた各光線を撮像レンズに通したときの各光線の集光位置を示す図
【図５Ａ】事例１の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図５Ｂ】事例１の撮像レンズの球面収差を示す図
【図５Ｃ】事例１の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図５Ｄ】事例１の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図５Ｅ】事例１の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図５Ｆ】事例１の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図５Ｇ】事例１の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図５Ｈ】事例１の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図５Ｉ】事例１の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図５Ｊ】事例１の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図５Ｋ】事例１の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図５Ｌ】事例１の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図５Ｍ】事例１の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図５Ｎ】事例１の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図６Ａ】事例２の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図６Ｂ】事例２の撮像レンズの球面収差を示す図
【図６Ｃ】事例２の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図６Ｄ】事例２の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図６Ｅ】事例２の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図６Ｆ】事例２の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図６Ｇ】事例２の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図６Ｈ】事例２の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図６Ｉ】事例２の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図６Ｊ】事例２の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図６Ｋ】事例２の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図６Ｌ】事例２の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図６Ｍ】事例２の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図６Ｎ】事例２の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図７Ａ】事例３の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図７Ｂ】事例３の撮像レンズの球面収差を示す図
【図７Ｃ】事例３の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図７Ｄ】事例３の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図７Ｅ】事例３の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図７Ｆ】事例３の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図７Ｇ】事例３の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図７Ｈ】事例３の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図７Ｉ】事例３の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図７Ｊ】事例３の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図７Ｋ】事例３の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図７Ｌ】事例３の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図７Ｍ】事例３の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図７Ｎ】事例３の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図８Ａ】事例４の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図８Ｂ】事例４の撮像レンズの球面収差を示す図
【図８Ｃ】事例４の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図８Ｄ】事例４の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図８Ｅ】事例４の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図８Ｆ】事例４の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図８Ｇ】事例４の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図８Ｈ】事例４の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図８Ｉ】事例４の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図８Ｊ】事例４の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図８Ｋ】事例４の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図８Ｌ】事例４の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図８Ｍ】事例４の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図８Ｎ】事例４の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図９Ａ】事例５の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図９Ｂ】事例５の撮像レンズの球面収差を示す図
【図９Ｃ】事例５の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図９Ｄ】事例５の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図９Ｅ】事例５の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図９Ｆ】事例５の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図９Ｇ】事例５の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図９Ｈ】事例５の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図９Ｉ】事例５の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図９Ｊ】事例５の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図９Ｋ】事例５の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図９Ｌ】事例５の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図９Ｍ】事例５の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図９Ｎ】事例５の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１０Ａ】事例６の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１０Ｂ】事例６の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１０Ｃ】事例６の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１０Ｄ】事例６の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１０Ｅ】事例６の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１０Ｆ】事例６の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１０Ｇ】事例６の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１０Ｈ】事例６の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１０Ｉ】事例６の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１０Ｊ】事例６の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１０Ｋ】事例６の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１０Ｌ】事例６の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１０Ｍ】事例６の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１０Ｎ】事例６の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１１Ａ】事例７の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１１Ｂ】事例７の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１１Ｃ】事例７の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１１Ｄ】事例７の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１１Ｅ】事例７の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１１Ｆ】事例７の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１１Ｇ】事例７の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１１Ｈ】事例７の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１１Ｉ】事例７の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１１Ｊ】事例７の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１１Ｋ】事例７の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１１Ｌ】事例７の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１１Ｍ】事例７の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１１Ｎ】事例７の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１２Ａ】事例８の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１２Ｂ】事例８の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１２Ｃ】事例８の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１２Ｄ】事例８の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１２Ｅ】事例８の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１２Ｆ】事例８の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１２Ｇ】事例８の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１２Ｈ】事例８の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１２Ｉ】事例８の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１２Ｊ】事例８の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１２Ｋ】事例８の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１２Ｌ】事例８の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１２Ｍ】事例８の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１２Ｎ】事例８の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１３Ａ】事例９の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１３Ｂ】事例９の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１３Ｃ】事例９の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１３Ｄ】事例９の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１３Ｅ】事例９の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１３Ｆ】事例９の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１３Ｇ】事例９の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１３Ｈ】事例９の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１３Ｉ】事例９の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１３Ｊ】事例９の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１３Ｋ】事例９の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１３Ｌ】事例９の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１３Ｍ】事例９の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１３Ｎ】事例９の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１４Ａ】事例１０の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１４Ｂ】事例１０の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１４Ｃ】事例１０の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１４Ｄ】事例１０の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１４Ｅ】事例１０の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１４Ｆ】事例１０の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１４Ｇ】事例１０の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１４Ｈ】事例１０の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１４Ｉ】事例１０の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１４Ｊ】事例１０の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１４Ｋ】事例１０の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１４Ｌ】事例１０の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１４Ｍ】事例１０の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１４Ｎ】事例１０の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１５Ａ】事例１１の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１５Ｂ】事例１１の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１５Ｃ】事例１１の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１５Ｄ】事例１１の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１５Ｅ】事例１１の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１５Ｆ】事例１１の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１５Ｇ】事例１１の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１５Ｈ】事例１１の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１５Ｉ】事例１１の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１５Ｊ】事例１１の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１５Ｋ】事例１１の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１５Ｌ】事例１１の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１５Ｍ】事例１１の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１５Ｎ】事例１１の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１６Ａ】事例１２の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１６Ｂ】事例１２の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１６Ｃ】事例１２の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１６Ｄ】事例１２の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１６Ｅ】事例１２の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１６Ｆ】事例１２の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１６Ｇ】事例１２の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１６Ｈ】事例１２の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１６Ｉ】事例１２の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１６Ｊ】事例１２の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１６Ｋ】事例１２の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１６Ｌ】事例１２の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１６Ｍ】事例１２の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１６Ｎ】事例１２の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１７Ａ】事例１３の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１７Ｂ】事例１３の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１７Ｃ】事例１３の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１７Ｄ】事例１３の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１７Ｅ】事例１３の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１７Ｆ】事例１３の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１７Ｇ】事例１３の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１７Ｈ】事例１３の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１７Ｉ】事例１３の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１７Ｊ】事例１３の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１７Ｋ】事例１３の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１７Ｌ】事例１３の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１７Ｍ】事例１３の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１７Ｎ】事例１３の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１８Ａ】事例１４の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１８Ｂ】事例１４の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１８Ｃ】事例１４の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１８Ｄ】事例１４の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１８Ｅ】事例１４の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１８Ｆ】事例１４の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１８Ｇ】事例１４の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１８Ｈ】事例１４の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１８Ｉ】事例１４の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１８Ｊ】事例１４の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１８Ｋ】事例１４の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１８Ｌ】事例１４の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１８Ｍ】事例１４の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１８Ｎ】事例１４の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１９Ａ】事例１５の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１９Ｂ】事例１５の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１９Ｃ】事例１５の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１９Ｄ】事例１５の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１９Ｅ】事例１５の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１９Ｆ】事例１５の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１９Ｇ】事例１５の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１９Ｈ】事例１５の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１９Ｉ】事例１５の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１９Ｊ】事例１５の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１９Ｋ】事例１５の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１９Ｌ】事例１５の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１９Ｍ】事例１５の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１９Ｎ】事例１５の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図２０Ａ】事例１６の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図２０Ｂ】事例１６の撮像レンズの球面収差を示す図
【図２０Ｃ】事例１６の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図２０Ｄ】事例１６の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図２０Ｅ】事例１６の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図２０Ｆ】事例１６の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図２０Ｇ】事例１６の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２０Ｈ】事例１６の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２０Ｉ】事例１６の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図２０Ｊ】事例１６の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２０Ｋ】事例１６の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２０Ｌ】事例１６の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図２０Ｍ】事例１６の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図２０Ｎ】事例１６の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図２１Ａ】事例１７の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図２１Ｂ】事例１７の撮像レンズの球面収差を示す図
【図２１Ｃ】事例１７の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図２１Ｄ】事例１７の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図２１Ｅ】事例１７の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図２１Ｆ】事例１７の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図２１Ｇ】事例１７の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２１Ｈ】事例１７の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２１Ｉ】事例１７の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図２１Ｊ】事例１７の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２１Ｋ】事例１７の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２１Ｌ】事例１７の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図２１Ｍ】事例１７の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図２１Ｎ】事例１７の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図２２Ａ】事例１８の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図２２Ｂ】事例１８の撮像レンズの球面収差を示す図
【図２２Ｃ】事例１８の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図２２Ｄ】事例１８の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図２２Ｅ】事例１８の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図２２Ｆ】事例１８の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図２２Ｇ】事例１８の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２２Ｈ】事例１８の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２２Ｉ】事例１８の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図２２Ｊ】事例１８の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２２Ｋ】事例１８の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２２Ｌ】事例１８の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図２２Ｍ】事例１８の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図２２Ｎ】事例１８の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図２３Ａ】事例１９の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図２３Ｂ】事例１９の撮像レンズの球面収差を示す図
【図２３Ｃ】事例１９の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図２３Ｄ】事例１９の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図２３Ｅ】事例１９の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図２３Ｆ】事例１９の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図２３Ｇ】事例１９の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２３Ｈ】事例１９の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２３Ｉ】事例１９の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図２３Ｊ】事例１９の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２３Ｋ】事例１９の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２３Ｌ】事例１９の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図２３Ｍ】事例１９の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図２３Ｎ】事例１９の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図２４】事例１〜事例１９の撮像レンズに関し、正規化した基準点像直径（ｐｓｆφ／Ｆａ）と正規化拡大焦点深度とを示す図
【図２５Ａ】本発明の撮像レンズの球面収差の代表例を示す図
【図２５Ｂ】撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が４段や５段に変形している状態を示す図
【図２５Ｃ】撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が波打って変形している状態を示す図
【図２５Ｄ】は撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が光軸上において局部的に極端に変形している状態を示す図
【図２５Ｅ】撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が光軸から少し離れた位置におて局部的に極端に変形している状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態による撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いた撮像システムを示す図である。図２は、横軸Ｚに光軸Ｚ１方向の位置、縦軸Ｙに光軸直交方向の位置を示すＺ-Ｙ座標上に球面収差曲線を示す図である。図３は、横軸に光強度Ｅ、縦軸に光軸直交方向（Ｙ方向）の位置を示すＥ−Ｙ座標上に撮像レンズを通して形成される点像の光強度分布を示す図である。
【００４３】
図１に示す本発明の実施の形態による撮像レンズ１００は、いずれの撮影距離に位置する被写体１についてもボケの付与された光学像Ｑを形成するものであり、このボケの付与された光学像Ｑを撮像して得られた原画像Ｇｏにコントラスト回復処理を施して、この原画像Ｇｏのボケを回復させてなるボケ回復画像Ｇｋを得るための光学像形成用の撮像レンズである。
【００４４】
なお、コントラスト回復処理は、撮像レンズ１００を通して撮像されたボケの与えられた光学像Ｑを表す原画像Ｇｏのコントラストを回復させることにより、ボケの補正された鮮鋭度の高いボケ回復画像Ｇｋを得るものである。
【００４５】
より具体的には、例えば、５０本/ｍｍに対応する表示部分までしか視認できなかった画像を、７０本/ｍｍに対応する表示部分まで視認できる画像に補正する処理である。このコントラスト処理には、例えば、フーリエ変換による画像復元処理、エッジ強調処理、ガンマ補正処理、またはコントラス強調処理等を適用することができる。
【００４６】
この撮像レンズ１００は、撮像ユニット２００に備えられており、この撮像ユニット２００の備える撮像素子２１０の撮像面２１１上に、ボケの与えられた上記光学像Ｑを形成するものである。
【００４７】
なお、撮像ユニット２００は、上記ボケが与えられた光学像Ｑを形成する撮像レンズ１００と、その光学像Ｑを撮像する撮像素子２１０とからなるものである。
【００４８】
さらに、本発明の撮像システム３００は、上記ボケを与えた光学像Ｑを形成する撮像レンズ１００とその光学像Ｑを撮像する撮像素子２１０とからなる撮像ユニット２００と、撮像素子２１０による撮像で得られた光学像Ｑを表す原画像Ｇｏにコントラスト回復処理を施す画像処理部３１０と、画像処理部３１０でコントラスト回復処理を施して得られたボケ回復画像Ｇｋを出力する画像出力部３２０とを備えている。画像出力部３２０から出力されたボケ回復画像Ｇｋは表示部４１０に表示される。
【００４９】
この画像処理部３１０は、コントラスト回復処理として、フーリエ変換を用いた画像復元処理、エッジ強調処理、ガンマ補正処理、またはコントラス強調処理のうちの１つ、または２つ以上を組み合わせた処理を実施するものである。
【００５０】
撮像レンズ１００は、撮像レンズ１００の球面収差が、光軸から離れるにしたがって、像面基準位置を間に挟んで物点側（図２中の−Ｚ方向）からその反対側（図２中の＋Ｚ方向）に変化するように構成されたものであり、この撮像レンズ１００の球面収差を表す球面収差曲線が条件式（１）；０．０２＜ａ／ｆ＜０．１０、および条件式（２）；０．０２＜ｂ／ｆ、を満足するように構成したものである。なお、後述する事例２〜１６、および事例１８がこの条件を満足している。
【００５１】
ここで、ａは撮像レンズの瞳の中央部を通る光に関し、像面基準位置Ｚｏを基準としたときの光軸方向物点側への球面収差曲線の最大ずれ量（図２参照）、ｂは光軸方向における球面収差曲線の最大幅であり（図２参照）、ｆは撮像レンズ１００の焦点距離である。
【００５２】
この撮像レンズの瞳の中央部は、この瞳中の、像面基準位置よりも物点側にのみ球面収差を持つ部分であって、光軸上の領域をも含む部分である。すなわち、この撮像レンズの瞳の中央部は、像面基準位置よりも物点側にのみ球面収差を持つこの瞳中の領域であって、光軸上の領域をも含む連続した領域である。
【００５３】
条件式（１）の下限以下となるように撮像レンズ１００を構成した場合には、前方（像面基準位置から物点側）への深度拡大効果が弱まり深度が低下してしまうことがある（図図４Ａａ、４Ａｂに示すようになる）。
【００５４】
一方、条件式（１）の上限以上となるように撮像レンズ１００を構成した場合にａ／ｆの増大に伴い撮像レンズの瞳の中央部を通った光がより物点側に集光するため若干深度は拡大されるが、デメリット（ｐｓｆφが増大）の方が大きくなってしまうことがある。
【００５５】
なお、ｂ／ｆは０．３より小さくなるように定めることができる。
【００５６】
像面基準位置Ｚｏは、撮像レンズ１００を通して形成される光学像Ｑのコントラストが最も高くなる位置、あるいはコントラストが略最大となる位置である。
【００５７】
より具体的には、撮像レンズ１００の光軸上の近点から遠点に致る全ての点（物点）から発せられた光線を撮像レンズ１００に通したときに形成される点像の直径が最も小さくなる位置、あるいは点像の直径が略最小となる位置が像面基準位置Ｚｏである。なお、この像面基準位置Ｚｏに形成される上記点像を基準点像という、この基準点像の直径が基準点像直径（ｐｓｆφ）である。
【００５８】
すなわち、撮像レンズ１００を通して光学像が形成される光軸直交平面を光軸方向に移動させたとき（デフォーカスしたとき）にＭＴＦの値が最も大きくなる光軸方向の位置である。ここでは、この像面基準位置Ｚｏは、撮像面２１１の配される位置と一致するものとするが、必ずしも像面基準位置Ｚｏを撮像面２１１の配される位置と一致させる必要はない。
【００５９】
図２に示す球面収差曲線Ｓａは、撮像レンズ１００の光軸Ｚ１と撮像素子２１０の撮像面２１１（像面基準位置Ｚｏ）との交点を原点（０，０）とし、横軸Ｚに光軸Ｚ１方向の位置、縦軸Ｙに光線が入射瞳に入る光軸直交方向の高さを示すＺ-Ｙ座標上に、入射瞳に入る光線（画角＝０）の高さとこの入射瞳を通った光線が光軸と交わる位置との関係を示す図である。
【００６０】
この球面収差曲線Ｓａは、光軸Ｚ１に平行な光線（画角＝０の光線）が撮像レンズ１００の瞳を通るときの入射高（Ｙ軸方向の位置）とその光線の集光位置（Ｚ軸方向の位置）との関係を、上記入射高に応じて連続的に示す曲線である。
【００６１】
以下に、本願発明に必須の構成ではないが、本願発明における望ましい構成等について説明する。
【００６２】
撮像レンズ１００は、この撮像レンズ１００の瞳半径を１としたときに、撮像レンズ１００の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａが条件式（３）；０．１＜ｃ＜１．０、を満足するように構成されたものとすることが望ましい。
【００６３】
ここで、ｃは像面基準位置Ｚｏを間に挟んで、この像面基準位置Ｚｏに対して光軸方向両側にそれぞれ距離ｔｚ（ｔｚ＝（Ｆａ／ｆ）×０．０３））だけ離れた２平面Ｌ１、Ｌ２（図２参照）の間の領域Ａｒに含まれる球面収差曲線Ｓａの光軸直交方向の長さである。Ｆａは撮像レンズの実効Ｆナンバーの値である。
【００６４】
なお、後述する事例２〜事例１８（ただし、事例１７は本発明には含まれない）がこの条件を満足している。
【００６５】
条件式（３）の下限以下となるように撮像レンズ１００を構成した場合には、ｃの低下に伴い深度は拡大されるがデメリット（ｐｓｆφが増大）の方が大きくなってしまうことがある。
【００６６】
一方、条件式（３）の上限以上（ｃ＝１．０）となるように撮像レンズ１００を構成した場合には球面収差が略ゼロであるため通常レンズ（深度拡大効果なし）となってしまう（事例１参照）。
【００６７】
なお、球面収差曲線Ｓａ中の領域Ａｒに含まれる領域が球面収差最小領域であり、この球面収差最小領域は、球面収差曲線Ｓａ中の球面収差が一定となる領域、すなわち、球面収差曲線Ｓａ中の領域Ａｒに含まれる領域の光軸直交方向の長さである。
【００６８】
すなわち、この球面収差最小領域は、撮像レンズの瞳に入った光線の集光位置（光軸と交わる位置）が略一致するこの瞳中の領域に対応するものである。
【００６９】
距離ｔｚは、被写体の光学像を諸収差を抑えて撮像面上に結像させる通常の結像光学系において実質的に球面収差の影響がないと考えられる焦点深度±０．０３ｍｍの範囲である。
【００７０】
なお、この距離ｔｚは、焦点深度拡大光学系である撮像レンズ１００の設計の基となる結像光学系からなる撮像レンズの持つ球面収差がレンズ性能上実質的に問題ないと考えられるこの球面収差の変動範囲と見なすこともできる。
【００７１】
ここで、撮像レンズ１００は、例えば、撮像レンズ１００の球面収差が、光軸から離れるにしたがって、像面基準位置を間に挟んで物点側からその反対側（反物点側）に変化するように、かつ、その変化の際に距離ｔｚ（球面収差の光軸方向への変動による光学像の劣化を実質的に無視することができる距離である光学像非劣化距離）以上反物点側から物点側に戻ることなく変化するように構成されたものとすることができる。
【００７２】
さらに、この撮像レンズ１００は、撮像レンズ１００の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａが、条件式（４）；０．０２＜ａ／ｆ＜０．１０、条件式（５）；０．０２＜ｂ／ｆ＜０．２、条件式（６）；０．１＜ｃ＜０．６、の全てを満足するように構成されたものとすることが望ましい。なお、後述する事例２〜事例１６がこの条件を満足している。
【００７３】
さらに加えて、この撮像レンズ１００は、撮像レンズ１００の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａが、条件式（７）；０．３０＜Ｙｕ＜０．９０、を満足するように構成されたものであることが望ましい。なお、後述する事例３〜事例１６および事例１８がこの条件を満足している。
【００７４】
ここで、Ｙｕは、像面基準位置Ｚｏを間に挟んで光軸Ｚ方向両側にそれぞれ距離ｔｚだけ離れた２平面Ｌ１、Ｌ２（図２参照）の間の領域Ｒ１に含まれる球面収差曲線Ｓａ中の領域の光軸直交方向（図２中Ｙ方向）の位置（瞳に入る光線の入射高）である。
【００７５】
すなわち、Ｙｕは、球面収差曲線Ｓａ中の球面収差最小領域内の光軸直交方向の位置である。
【００７６】
なお、図２に示すように、Ｙｕの値の最大値Ｙｕ（ｍａｘ）とＹｕの最小値Ｙｕ（ｍｉｎ）との差が上記値ｃとなる。また、条件式（７）は、「条件式；０．３０＜Ｙｕ（ｍｉｎ）、Ｙｕ（ｍａｘ）＜０．９０」と記載することもできる。
【００７７】
条件式（７）の下限以下となるように撮像レンズ１００を構成した場合には、Ｙｕの減少に伴い前方（像面基準位置から物点側）への深度拡大効果が弱まり深度が低下（Ｙｕ≒０で図４Ａａ、４Ａｂのようになる）
一方、条件式（７）の上限以上となるように撮像レンズ１００を構成した場合にはＹｕの増加に伴い後方（像面基準位置から反物点側）への深度拡大効果が弱まるため深度が低下してしまうことがある。
【００７８】
なお、Ｙｕの影響は瞳を通過する光の量（面積）に依存するため、条件式（７）の上限以上となると極端に深度拡大効果が低下してしまうことがある。
【００７９】
また、この撮像レンズ１００は、瞳全体の面積に対する球面収差最小領域の面積の割合が、０．２０より大きく、０．７５より小さいものとすることが望ましい。すなわち、撮像レンズ１００の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａが条件式（Ｊ）；０．２０＜ｄ／ｅ＜０．７５を満足するものとすることが望ましい。なお、後述する事例２〜事例１６および事例１９（ただし、事例１９は本発明には含まれない）がこの条件を満足している。
【００８０】
ここで、ｄ＝π×（Ｙｕ（ｍａｘ））２ − π×（Ｙｕ（ｍｉｎ））２、ｅ＝π×（Ｙｗ）２、Ｙｗは、撮像レンズの瞳に入る光線の入射高の最大値（瞳半径）である（図２参照）。
【００８１】
なお、ｅは瞳半径の面積であり、ｄは条件式（７）で規定される範囲に対応する瞳中の領域の面積である。
【００８２】
条件式（Ｊ）の下限以下となるように撮像レンズ１００を構成した場合には、ｄ／ｅの低下に伴い深度は拡大されるがデメリット（ｐｓｆφが増大）の方が大きくなってしまうことがある。
【００８３】
一方、条件式（Ｊ）の上限以上となるように撮像レンズ１００を構成した場合にはｄ／ｅの増加に伴い深度が低下してしまう。
【００８４】
また、この撮像レンズ１００は、撮像レンズ１００の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａが条件式（８）；３＜ｐｓｆφ／Ｆａ＜１５を満足するものとすることが望ましい。なお、後述する事例２〜事例１７および事例１９（ただし、事例１７および１９は本発明には含まれない）がこの条件を満足している。
【００８５】
条件式（８）の下限以下となるように撮像レンズ１００を構成した場合には、ｐｓｆφの減少に伴い、深度拡大効果が弱まり深度が低下してしまう。
【００８６】
一方、条件式（８）の上限以上となるように撮像レンズ１００を構成した場合には、ｐｓｆφの増加に伴い深度は拡大されるがデメリット（画質劣化）の方が大きくなってしまうことがある。
【００８７】
より具体的には、図３に示すように、像面基準位置Ｚｏと交わる光軸直交平面上に形成される点像（基準点像）Ｔｏの光強度分布Ｋｏについて、この光強度分布Ｋｏのピーク強度Ｋｏｐに対して光強度が０．００４倍となる光強度分布Ｋｏ中の最外周位置を結ぶ輪郭によって定められる円の平均直径を基準点像直径（ｐｓｆφ）とすることができる。
【００８８】
この０．００４倍は、ビットマップ形式で出力される画像データが８ビットの階調（２５６階調）を持つことから定めたものである。すなわち、点像のピーク強度Ｋｏｐを２５６階調の最大値に対応する光強度としたときに、この２５６階調の最小値（ピーク強度Ｋｏｐの１／２５６の光強度）に対応する光強度分布Ｋｏ中の位置をこの点像の最外周位置として規定するものである。
【００８９】
検出可能な１ビット分の光強度を持つ点像中の領域を、の１／２５６倍のその１ビット分
また、この撮像レンズ１００は、物体側から順に１枚以上のレンズからなる正のパワーを持つ第１レンズ群と、１枚以上のレンズからなる第２レンズ群とを備え、第２レンズ群の最も像側のレンズが、光軸上において負のパワーを持ち、光軸側から周辺側に向かうにしたがって負のパワーの弱くなる領域を有すのものとすることができる。
【００９０】
さらに、この撮像レンズ１００は、物体側から順に、正のパワーを持つ第１レンズ、負のパワーを持つ第２レンズ、正のパワーを持つ第３レンズ、負のパワーを持つ第４レンズを配してなるものとすることができる。なお、後述する事例１〜事例１９（ただし、事例１７，１９は本発明には含まれない）がこの条件を満足している。
【００９１】
上記第４レンズは、この第４レンズの像面側のレンズ面が非球面形状をなし、かつ、変曲点を有するものとしてもよい。なお、後述する事例１〜事例１９（ただし、事例１７，１９は本発明には含まれない）がこの条件を満足している。
【００９２】
また、第４レンズの像面側のレンズ面が非球面形状をなし、かつ、光軸中心以外の領域に極点を有するものとしてもよい。なお、後述する事例１〜事例１９（ただし、事例１７，１９は本発明には含まれない）がこの条件を満足している。
【００９３】
撮像システム３００の画像処理部３１０によって実行されるコントラスト回復処理は、画像復元処理、エッジ強調処理、ガンマ補正、コントラスト強調処理のうち、２つ以上を組み合わせて実施するものとすることもできる。
【００９４】
なお、画像復元処理、エッジ強調処理、ガンマ補正、コントラスト強調処理は、従来より知られている手法を採用することができる。
【００９５】
次に、本発明の撮像レンズの作用、特にこの撮像レンズの持つ球面収差の作用について説明する。
【００９６】
なお、後述する参照例４および５の撮像レンズは、本発明の撮像レンズであるが、参照例１〜３の撮像レンズは、本発明の撮像レンズには含まれない。
【００９７】
なお、以下の参照例１〜５の撮像レンズに関する説明は、いずれも、各撮像レンズの光軸Ｚ１上から発せられた光線について説明するものである。
【００９８】
＜説明１＞
図４Ａａ、４Ａｂは、参照例１の撮像レンズＬｈ１に関する図である。図４Ａａは、横軸Ｚに光軸Ｚ１方向の位置、縦軸Ｙに光軸直交方向の位置を示すＺ-Ｙ座標上に、撮像レンズＬｈ１の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａｈ１を示す図である。図４Ａｂは、この撮像レンズＬｈ１を通った光線の光路と、この撮像レンズＬｈ１の光軸上から発せられた光線を撮像レンズＬｈ１に通すことにより像面基準位置Ｚｏｈ１に形成される点像の直径である基準点像直径（ｐｓｆφｈ１）と、この撮像レンズＬｈ１の拡大焦点深度ｂｈ１等を示す図である。
【００９９】
なお、拡大焦点深度は、この拡大焦点深度の範囲内に撮像面を位置させ、この撮像面上に撮像レンズを通して形成された光学像を撮像し、この撮像によって得られた原画像にコントラスト回復処理を施すことにより、実用上許容できる画像品質を持つボケ回復画像が得られるように定められた深度である。
【０１００】
この拡大焦点深度は、被写体の光学像を諸収差を抑えて撮像面上に結像させる通常の結像光学系における焦点深度に対応するものである。
【０１０１】
図４Ａａ示す球面収差を持たせた参照例１の撮像レンズＬｈ１では、撮像レンズＬｈ１の瞳の中央部を通った光線Ｋｕｈ１が、球面収差曲線Ｓａｈ１中の中央部Ｊｕｈ１（光軸側）に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ１よりも物点側に集光される。また、撮像レンズＬｈ１の瞳の周辺部を通った光線Ｋｉｈ１は、球面収差曲線Ｓａｈ１中の周辺部Ｊｉｈ１に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ１の物点側とは反対側（以後、反物点側ともいう）に集光される（図４Ａｂ参照）。
【０１０２】
なお、撮像レンズを通った光線が集光する最も物点側の位置から、撮像レンズを通った光線が集光する最も反物点側の位置までの範囲が、拡大焦点深度の範囲と概略一致する。
【０１０３】
なお、後述する参考焦点深度は、拡大焦点深度としては認められない範囲を示すものであり、参考までに示される深度である。
【０１０４】
このように、撮像レンズＬｈ１を通る光線の位置（入射高）によって各光線の光軸方向における集光位置が異なることにより、この撮像レンズＬｈ１の拡大焦点深度の範囲を拡大させる効果が生じる。
【０１０５】
また、基準点像直径（ｐｓｆφｈ１）は、基準点像を形成する光線の像面基準位置Ｚｏｈ１における太さである。また、図４Ａａに示す撮像レンズＬｈ１の球面収差曲線Ｓａｈ１の最大幅Ｓｂｈ１の値と、図４Ａｂに示す撮像レンズＬｈ１の拡大焦点深度ｂｈ１の値とが概略一致する。
【０１０６】
なお、像面基準位置は、撮像レンズの光軸上の近点と遠点との間に位置する物点から発せられ撮像レンズを通った各光線が最も密に集まる位置であり、例えば、撮像レンズを通して光軸直交平面上に形成された光学像のＭＴＦの値を測定しつつ、その光軸直交平面を光軸方向（深度方向）に移動させたときに、ＭＴＦの値が最大となる位置（コントラストが最大となるＭＴＦピーク位置）として定めることができる。
【０１０７】
なお、この像面基準位置は、球面収差曲線の形状（曲線の傾斜角度や、傾斜開始位置等）によって変化する。
【０１０８】
なお、以下に説明する図４Ｂａ〜図４Ｅａは、図４Ａａの場合と同様の座標上に球面収差曲線を示すものである。また、以下に説明する図４Ｂｂ〜図４Ｅｂは、図４Ａｂの場合と同様に、撮像レンズを通った光線の光路と、この撮像レンズの光軸上から発せられた光線を撮像レンズに通すことにより像面基準位置に形成される点像の直径である基準点像直径（ｐｓｆφ）と、この撮像レンズの拡大焦点深度や、参考焦点深度等を示すものである。
【０１０９】
＜説明２＞
図４Ｂａ、４Ｂｂは、参照例２の撮像レンズＬｈ２に関する図である。図４Ｂａは撮像レンズＬｈ２の球面収差を表す球面収差曲線を示すものである。図４Ｂａは、この撮像レンズＬｈ２を通った光線の光路、この光線によって形成される点像の基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）、およびこの撮像レンズＬｈ２の参考焦点深度ｂｈ２等を示す図である。
【０１１０】
この撮像レンズＬｈ２は、説明済みの参照例１の撮像レンズＬｈ１の場合に比して球面収差曲線の最大幅がさらに大きくなるように球面収差を与えたものである。
【０１１１】
図４Ｂａに示される球面収差を持たせた撮像レンズＬｈ２においては、説明済みの撮像レンズＬｈ１と同様に、撮像レンズＬｈ２の瞳の中央部を通った光線Ｋｕｈ２が、球面収差曲線Ｓａｈ２中の中央部Ｊｕｈ２（光軸側）に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ２よりも物点側に集光される。また、撮像レンズＬｈ２の瞳の周辺部を通った光線Ｋｉｈ２は、球面収差曲線Ｓａｈ２中の周辺部Ｊｉｈ２に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ２の反物点側に集光される（図４Ｂｂ参照）。
【０１１２】
したがって、このような球面収差を与えた撮像レンズＬｈ２の参考焦点深度ｂｈ２は、説明済みの撮像レンズＬｈ１の拡大焦点深度ｂｈ１よりも拡大される。
【０１１３】
しかしながら、拡大焦点深度の範囲の拡大に伴い基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）が拡大すると、この撮像レンズＬｈ２を通して形成された原画像にコントラスト回復処理を施すときのデメリットが増大してしまうため、球面収差曲線Ｓａｈ２の最大幅ｓｂｈ２の拡大には限度がある。
【０１１４】
すなわち、球面収差曲線Ｓａｈ２の最大幅ｓｂｈ２を大きくすることにより基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）が大きくなり、そのような径の大きな多数の点像で構成される光学像を撮像して得られた原画像にコントラスト回復処理を施すと、その処理によって原画像に含まれるノイズが増大されこのボケ回復画像の画質が劣化する。また、基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）の拡大はアーチファクト（偽解像）の発生にも繋がり、画質を劣化させることもある。
【０１１５】
すなわち、基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）が大きくなると、コントラストを回復させるための処理に使用する（基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）の範囲内に位置する）原画像中の画素数が増加して演算量が多くなったり、コントラストを回復させるための処理対象とする面積（基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）の範囲）の増大に伴いその範囲に含まれる信号成分よりもノイズ成分の割合の方が多くなったりするため、原画像にコントラスト回復処理を施して得られるボケ回復画像に含まれるノイズが増大されるなど画質が劣化する。
【０１１６】
このことは、上記のように、単に撮像レンズの球面収差を大きくしただけでは、被写界深度の拡大と良好な画質とを両立させてボケ回復画像を得ることが難しいことを示している。
【０１１７】
＜説明３＞
図４Ｃａ、４Ｃｂは、参照例３の撮像レンズＬｈ３に関する図である。図４Ｃａは撮像レンズＬｈ３の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａｈ３を示す図である。図４Ｃｂは、この撮像レンズＬｈ３を通った光線の光路と、この光線によって形成される点像の基準点像直径（ｐｓｆφｈ３）と、この撮像レンズＬｈ３の参考焦点深度ｂｈ３等を示す図である。
【０１１８】
この撮像レンズＬｈ３は、説明済みの撮像レンズＬｈ１や撮像レンズＬｈ２の持つ球面収差とは逆の特性からなる球面収差を持つものである。
【０１１９】
すなわち、図４Ｃａに示すように、参照例３の撮像レンズＬｈ３は、この撮像レンズＬｈ３の瞳の中央部を通った光線Ｋｕｈ３が、球面収差曲線Ｓａｈ３中の中央部Ｊｕｈ３（光軸側）に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ３よりも反物点側に集光される。また、撮像レンズＬｈ３の瞳の周辺部を通った光線Ｋｉｈ３は、球面収差曲線Ｓａｈ３中の周辺部Ｊｉｈ３に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ３の物点側に集光される（図４Ｃｂ参照）。
【０１２０】
このような球面収差の付与された撮像レンズＬｈ３は、球面収差曲線Ｓａｈ３の最大幅ｓｂｈ３が説明済みの撮像レンズＬｈ２の球面収差曲線Ｓａｈ２の最大幅ｓｂｈ２よりも小さい。そのため、撮像レンズＬｈ３の参考焦点深度ｂｈ３の範囲は縮小される。しかしながら、このように撮像レンズＬｈ３の参考焦点深度ｂｈ３の範囲が縮小されても、撮像レンズＬｈ３の基準点像直径（ｐｓｆφｈ３）は、上記撮像レンズＬｈ２の基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）よりも大きくなる。
【０１２１】
したがって、撮像レンズＬｈ３では被写界深度が拡大されず、さらに、基準点像直径（ｐｓｆφｈ３）が大きくなるため、撮像レンズＬｈ３を通して取得した原画像にコントラスト回復処理を施して得られたボケ回復画像に含まれるノイズが増大しこのボケ回復画像の画質も劣化する。
【０１２２】
＜説明４＞
図４Ｄａ、４Ｄｂは、本発明の撮像レンズである参照例４の撮像レンズＬｈ４に関する図である。図４Ｄａは撮像レンズＬｈ４の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａｈ４を示す図である。図４Ｄｂは、この撮像レンズＬｈ４を通った光線の光路と、この光線によって形成される点像の基準点像直径（ｐｓｆφｈ４）と、この撮像レンズＬｈ４の拡大焦点深度ｂｈ４等を示す図である。
【０１２３】
この撮像レンズＬｈ４は、球面収差曲線Ｓａｈ４の最大幅Ｓｂｈ４を、説明済みの参照例１の撮像レンズＬｈ１の最大幅Ｓｂｈ１よりも大きくするとともに、この球面収差曲線Ｓａｈ４中に、この撮像レンズＬｈ４の瞳を通る光線の入射高が変化してもその光線の集光位置が光軸方向に変化しないようにする部分である球面収差最小領域（後述の中間部Ｊｖｈ４）を持たせたものである。
【０１２４】
図４Ｄａに示すように、参照例４の撮像レンズＬｈ４は、この撮像レンズＬｈ４の瞳の最外周領域である外周部を通った光線Ｋｇｈ４が、球面収差曲線Ｓａｈ４中の外周部ＪＧｈ４に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ４よりも反物点側に集光される（図４Ｄｂ参照）。また、撮像レンズＬｈ４の瞳の中央部を通った光線Ｋｗｈ４は、球面収差曲線Ｓａｈ４中の中央部Ｊｗｈ４（最も光軸側）に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ３よりも物点側に集光される（図４Ｄｂ参照）。さらに、撮像レンズＬｈ４の瞳の外周部と中央部との間の中間部を通った光線Ｋｖｈ４は、球面収差曲線Ｓａｈ４中の中間部Ｊｖｈ４に示す収差の影響を受けて、上記外周部を通った光線Ｋｇｈ４の集光位置と中央部を通った光線Ｋｗｈ４の集光位置との間に集光される（図４Ｄｂ参照）。
【０１２５】
この撮像レンズＬｈ４は、球面収差曲線Ｓａｈ４の最大幅ｓｂｈ４が、説明済みの撮像レンズＬｈ１の球面収差曲線Ｓａｈ１の最大幅ｓｂｈ１よりも大きい。そのため、撮像レンズＬｈ４の拡大焦点深度ｂｈ４の範囲は撮像レンズＬｈ１の場合より拡大される。
【０１２６】
ここで、撮像レンズＬｈ４の球面収差曲線Ｓａｈ４の最大幅Ｓｂｈ４と、撮像レンズＬｈ４の拡大焦点深度ｂｈ４とは略一致する。
【０１２７】
さらに、このように撮像レンズＬｈ４の拡大焦点深度ｂｈ４の範囲が拡大されても、撮像レンズＬｈ４を通して像面基準位置Ｚｏｈ４に形成される基準点像直径（ｐｓｆφｈ４）の拡大は抑制される。したがって、この撮像レンズＬｈ４の基準点像直径（ｐｓｆφｈ４）は、上記撮像レンズＬｈ２の基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）よりも小さくなる。
【０１２８】
これにより、撮像レンズＬｈ４では、基準点像直径（ｐｓｆφｈ４）の拡大を抑制しつつ被写界深度を拡大することができる。
【０１２９】
すなわち、撮像レンズＬｈ４を通して形成される多数の点像（基準点像直径（ｐｓｆφｈ４）を有する点像）からなる光学像を撮像して得られる原画像にコントラスト回復処理を施して得られるボケ回復画像は、近距離から遠距離に亘るいずれの被写体についても所定以上のコントラストを持つ、深度が深く画質の良い画像とすることができる。
【０１３０】
＜説明５＞
図４Ｅａ、４Ｅｂは、本発明の撮像レンズである参照例５の撮像レンズＬｈ５に関する図である。図４Ｅａは撮像レンズＬｈ５の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａｈ５を示す図である。図４Ｅｂは、この撮像レンズＬｈ５を通った光線の光路と、この光線によって形成される点像の基準点像直径（ｐｓｆφｈ５）と、この撮像レンズＬｈ５の拡大焦点深度ｂｈ５等を示す図である。
【０１３１】
この撮像レンズＬｈ５は、球面収差曲線Ｓａｈ５の最大幅ｂｈ５を、説明済みの参照例１の撮像レンズＬｈ１の最大幅ｂｈ１に比して大きくしたものである。さらに、この撮像レンズＬｈ５は、入射高の増大（図４ＥａのＹ軸の値の増加）に伴いその入射高を通る光線の集光位置を光軸方向の反物点側に移動させるような球面収差を持つものである。
【０１３２】
図４Ｅａに示すように、参照例５の撮像レンズＬｈ５は、この撮像レンズＬｈ５の瞳の最外周領域である外周部を通った光線Ｋｇｈ５が、球面収差曲線Ｓａｈ５中の外周部Ｊｇｈ５に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ５よりも反物点側に集光される（図４Ｅｂ参照）。また、撮像レンズＬｈ５の瞳の中央部を通った光線Ｋｗｈ５は、球面収差曲線Ｓａｈ５中の中央部Ｊｗｈ５（最も光軸側）に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ５よりも物点側に集光される（図４Ｅｂ参照）。さらに、撮像レンズＬｈ５の瞳の外周部と中央部との間の中間部を通った光線Ｋｖｈ５は、球面収差曲線Ｓａｈ５中の中間部Ｊｖｈ５に示す収差の影響を受けて、上記外周部を通った光線Ｋｇｈ５の集光位置と中央部を通った光線Ｋｗｈ５の集光位置との間に集光される（図４Ｅｂ参照）。
【０１３３】
したがって、このような球面収差の付与された撮像レンズＬｈ５は、上記参照例４の撮像レンズＬｈ４と同様に、球面収差曲線Ｓａｈ５の最大幅ｓｂｈ５が、説明済みの撮像レンズＬｈ１の球面収差曲線Ｓａｈ１の最大幅ｓｂｈ１よりも大きくなる。そのため、撮像レンズＬｈ５の拡大焦点深度ｂｈ５の範囲は拡大される。
【０１３４】
ここでも、撮像レンズＬｈ５の球面収差曲線Ｓａ５の最大幅Ｓｂｈ５と、撮像レンズＬｈ５の拡大焦点深度ｂｈ５とは略一致する。
【０１３５】
さらに、撮像レンズＬｈ５の拡大焦点深度ｂｈ５の範囲が拡大されても、撮像レンズＬｈ５の基準点像直径（ｐｓｆφｈ５）の拡大は抑制される。この、撮像レンズＬｈ５の基準点像直径（ｐｓｆφｈ５）は、説明済みの撮像レンズＬｈ２の基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）よりも小さくなる。したがって、撮像レンズＬｈ５においても、基準点像直径（ｐｓｆφｈ５）の拡大を抑制しつつ被写界深度を拡大する効果を得ることができる。
【０１３６】
すなわち、撮像レンズＬｈ５を通して形成される多数の点像（基準点像直径（ｐｓｆφｈ５）を有する点像）からなる光学像を撮像して得られる原画像にコントラスト回復処理を施して得られるボケ回復画像は、近距離から遠距離に亘るいずれの被写体についても所定以上のコントラストを持つ、深度が深く画質の良い画像とすることができる。
【０１３７】
なお、この撮像レンズＬｈ５の球面収差曲線Ｓａｈ５の最大幅ｓｂｈ５と、説明済みの撮像レンズＬｈ４の球面収差曲線Ｓａｈ４の最大幅ｓｂｈ４とは略等しいので、撮像レンズＬｈ５の拡大焦点深度ｂｈ５と撮像レンズＬｈ４の拡大焦点深度ｂｈ４とは略等しい。
【０１３８】
一方、撮像レンズＬｈ５の基準点像直径（ｐｓｆφｈ５）（事例１６、図２０Ｌ，Ｍ参照）よりも、説明済みの撮像レンズＬｈ４の基準点像直径（ｐｓｆφｈ４）（例えば、事例１５、図１９Ｌ，Ｍ参照）の方が小さいので、説明済みの撮像レンズＬｈ４を用いて得られたボケ回復画像は、撮像レンズＬｈ５を用いて得られたボケ回復画像よりもノイズやアーチファクトが少ないより品質の高い画像とすることができる。
【０１３９】
この効果は、説明済みの撮像レンズＬｈ４の球面収差曲線Ｓａｈ５中に、この撮像レンズＬｈ４の瞳に入る光線の入射高が変化してもその光線の集光位置が光軸方向（図中Ｚ方向）に変化しないようにする部分（球面収差最小領域）を持たせたことによるものである。
【０１４０】
＜説明６＞
次に、図４Ｆを参照して、本発明の撮像レンズによる被写界深度拡大の効果について説明する。
【０１４１】
図４Ｆは、近点から発せられた光を撮像レンズに通して集光させた様子と、遠点から発せられた光を撮像レンズに通して集光させた様子とを比較して示す図である。図４Ｆ中の上部の図が近点に関する図、図４Ｆ中の下部の図が遠点に関する図である。
【０１４２】
図４Ｆ中の上部に示すように、光軸Ｚ１上の近点Ｈｐ１から発せられ、撮像レンズＬの瞳の外周部を通った光線Ｋｇｐ１は、光軸上の位置Ｚｇｐ１に正確にボケることなく結像される。また、光軸上の近点Ｈｐ１から発せられ、撮像レンズＬの瞳の中央部を通った光線Ｋｗｐ１は、光軸上の上記位置Ｚｇｐ１よりも物点側の位置Ｚｗｐ１に正確にボケることなく結像される。さらに、光軸上の近点Ｈｐ１から発せられ、撮像レンズＬの瞳の中間部を通った光線Ｋｖｐ１は、光軸上の上記位置Ｚｇｐ１と位置Ｚｗｐ１との間の位置Ｚｖｐ１に正確にボケることなく結像される。
【０１４３】
すなわち、光軸上の近点Ｈｐ１を表す正確な光学像が、光軸上の位置Ｚｇｐ１から位置Ｚｗｐ１に亘る全ての位置に形成される。
【０１４４】
しかしながら、光軸上の位置Ｚｇｐ１から位置Ｚｗｐ１に亘る各位置には、近点Ｈｐ１とは異なる位置から発せられて光軸を通った、上記近点Ｈｐ１を表す光学像の形成には寄与しないノイズとなる光線等も到達する。したがって、光軸上の位置Ｚｇｐ１から位置Ｚｗｐ１に亘る各位置には、近点Ｈｐ１を表してはいるがボケた光学像が形成される。
【０１４５】
ここで、近点Ｈｐ１についての拡大焦点深度は、概略光軸上の位置Ｚｇｐ１から位置Ｚｗｐ１の範囲となる。
【０１４６】
一方、図４Ｆ中の下部に示すように、光軸上の遠点Ｈｐ２から発せられ、撮像レンズＬの瞳の外周部を通った光線Ｋｇｐ２は、光軸上の位置Ｚｇｐ２に正確にボケることなく結像される。また、光軸上の遠点Ｈｐ２から発せられ、撮像レンズＬの瞳の中央部を通った光線Ｋｗｐ２は、光軸上の上記位置Ｚｇｐ２よりも物点側の位置Ｚｗｐ２に正確にボケることなく結像される。さらに、光軸上の遠点Ｈｐ２から発せられ、撮像レンズＬの瞳の中間部を通った光線Ｋｖｐ２は、光軸上の上記位置Ｚｇｐ２と位置Ｚｗｐ２との間の位置Ｚｖｐ２に正確にボケることなく結像される。
【０１４７】
すなわち、光軸上の遠点Ｈｐ２を表す正確な光学像が、光軸上の位置Ｚｇｐ２から位置Ｚｗｐ２に亘る全ての位置に形成される。
【０１４８】
しかしながら、光軸上の位置Ｚｇｐ２から位置Ｚｗｐ２に亘る各位置には、遠点Ｈｐ２とは異なる位置から発せられて光軸を通った、上記遠点Ｈｐ２を表す光学像の形成には寄与しないノイズとなる光線等も到達する。したがって、光軸上の位置Ｚｇｐ２から位置Ｚｗｐ２に亘る各位置には、遠点Ｈｐ２を表してはいるがボケた光学像が形成される。
【０１４９】
ここで、遠点Ｈｐ２についての拡大焦点深度は、概略光軸上の位置Ｚｇｐ２から位置Ｚｗｐ２の範囲となる。
【０１５０】
ここで、近点Ｈｐ１についての拡大焦点深度である位置Ｚｇｐ１から位置Ｚｗｐ１に亘る領域と、遠点Ｈｐ２についての拡大焦点深度である位置Ｚｇｐ２から位置Ｚｗｐ２に亘る領域とがオーバラップする領域Ｚover中には、近点Ｈｐ１から遠点Ｈｐ２に亘る光軸上のいずれの点についてもボケた状態ではあるが実用上許容できる状態の光学像を形成可能となる。
【０１５１】
なお、実用上許容できる状態のボケた光学像とは、このボケた光学像に対してコントラスト回復処理を施すことにより実用上支障の無い画像に回復することができる光学像である。
【０１５２】
したがって、領域Ｚoverは、近点Ｈｐ１から遠点Ｈｐ２亘る光軸上の全ての点についての拡大焦点深度となるので、この領域Ｚover中に撮像素子の撮像面を配置することにより、近点Ｈｐ１から遠点Ｈｐ２に亘るいずれの位置に配された被写体についても、撮像レンズＬの拡大焦点深度内で撮像することができる。
【０１５３】
このような本発明の撮像レンズの作用により、この撮像レンズの被写界深度の拡大とこの撮像レンズを介して得られるボケ回復画像の画質低下の抑制とを両立させることができる。
【０１５４】
なお、本発明の撮像レンズを例えば携帯電話のカメラに適用する場合には、撮像面に形成される近点Ｈｐ１に位置する被写体の光学像の解像度よりも、この撮像面に形成される遠点Ｈｐ２に位置する被写体の光学像の解像度の方を高くするように、上記領域Ｚover中に配置する撮像面の位置を定めることが望ましい。
【０１５５】
すなわち、携帯電話に設けられたカメラで至近距離を撮影する用途は、主に文字の撮影であり、このような文字の撮影で得られる画像に要求されるのは画質ではなく、文字が識別できるかどうかである。したがって、近点Ｈｐ１から発せられ撮像面に入射する光線の光束は、遠点Ｈｐ２から発せられ撮像面に入射する光線の光束よりある程度太くなってもかまわない。
【０１５６】
このような、至近距離の被写体の撮影に対してフレアが許容される（低周波の解像度が要求されない）用途には、上記のような球面収差を持つ本願発明の撮像レンズの使用が特に適している。なお、高周波の解像度はある程度なければ文字が読めない。
【０１５７】
＜具体的な実施例＞
次に、図５（図５Ａ〜５Ｎ）〜図２３（図２３Ａ〜２３Ｎ）、図２４、および表１（表１Ａ〜１Ｂ）〜表１９（表１９Ａ〜１９Ｂ）、表２０Ａ、表２０Ｂを参照し、事例１〜事例１９の各撮像レンズについて説明する。
【０１５８】
なお、上記表１Ａ〜表２０Ｂについてはこれらの表を最後にまとめて表示する。
【０１５９】
事例１の撮像レンズは、収差を極力小さくするように設計した結像光学系からなる撮像レンズであり、光学像にボケを与えることなく撮像面上にその光学像を結像させるものである。
【０１６０】
事例２〜事例１９の撮像レンズは、被写界深度を拡大するためにボケの付与された光学像を形成するための撮像レンズである。これらの撮像レンズは、ボケの付与された光学像を撮像して得られる原画像にコントラスト回復処理を施して広範囲の撮影距離に亘ってその原画像のコントラストを高めてなるボケ回復画像を得るために用いられるものである。
【０１６１】
なお、事例２〜１８の撮像レンズは本発明の撮像レンズの条件を満たすものであるが、事例１および事例１９の撮像レンズは本発明の撮像レンズの条件を満たすものではない。
【０１６２】
なお、事例１の撮像レンズは、事例２〜１９の撮像レンズの基になるものである。
【０１６３】
図５Ａ〜図５Ｎ、および表１Ａ、１Ｂは、事例１の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１６４】
図６Ａ〜図６Ｎ、および表２Ａ、２Ｂは、事例２の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１６５】
図７Ａ〜図７Ｎ、および表３Ａ、３Ｂは、事例３の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１６６】
図８Ａ〜図８Ｎ、および表４Ａ、４Ｂは、事例４の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１６７】
図９Ａ〜図９Ｎ、および表５Ａ、５Ｂは、事例５の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１６８】
図１０Ａ〜図１０Ｎ、および表６Ａ、６Ｂは、事例６の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１６９】
図１１Ａ〜図１１Ｎ、および表７Ａ、７Ｂは、事例７の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７０】
図１２Ａ〜図１２Ｎ、および表８Ａ、８Ｂは、事例８の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７１】
図１３Ａ〜図１３Ｎ、および表９Ａ、９Ｂは、事例９の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７２】
図１４Ａ〜図１４Ｎ、および表１０Ａ、１０Ｂは、事例１０の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７３】
図１５Ａ〜図１５Ｎ、および表１１Ａ、１１Ｂは、事例１１の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７４】
図１６Ａ〜図１６Ｎ、および表１２Ａ、１２Ｂは、事例１２の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７５】
図１７Ａ〜図１７Ｎ、および表１３Ａ、１３Ｂは、事例１３の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７６】
図１８Ａ〜図１８Ｎ、および表１４Ａ、１４Ｂは、事例１４の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７７】
図１９Ａ〜図１９Ｎ、および表１５Ａ、１５Ｂは、事例１５の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７８】
図２０Ａ〜図２０Ｎ、および表１６Ａ、１６Ｂは、事例１６の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７９】
図２１Ａ〜図２１Ｎ、および表１７Ａ、１７Ｂは、事例１７の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１８０】
図２２Ａ〜図２２Ｎ、および表１８Ａ、１８Ｂは、事例１８の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１８１】
図２３Ａ〜図２３Ｎ、および表１９Ａ、１９Ｂは、事例１９の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１８２】
図２４は、事例１〜事例１９の撮像レンズそれぞれの基準点像直径（ｐｓｆφ）と深度（拡大焦点深度、参考焦点深度）とをまとめて示す図である。
【０１８３】
表１Ａ、１Ｂは事例１のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１８４】
表２Ａ、２Ｂは事例２のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１８５】
表３Ａ、３Ｂは事例３のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１８６】
表４Ａ、４Ｂは事例４のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１８７】
表５Ａ、５Ｂは事例５のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１８８】
表６Ａ、６Ｂは事例６のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１８９】
表７Ａ、７Ｂは事例７のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９０】
表８Ａ、８Ｂは事例８のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９１】
表９Ａ、９Ｂは事例９のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９２】
表１０Ａ、１０Ｂは事例１０のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９３】
表１１Ａ、１１Ｂは事例１１のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９４】
表１２Ａ、１２Ｂは事例１２のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９５】
表１３Ａ、１３Ｂは事例１３のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９６】
表１４Ａ、１４Ｂは事例１４のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９７】
表１５Ａ、１５Ｂは事例１５のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９８】
表１６Ａ、１６Ｂは事例１６のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９９】
表１７Ａ、１７Ｂは事例１７のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０２００】
表１８Ａ、１８Ｂは事例１８のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０２０１】
表１９Ａ、１９Ｂは事例１９のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０２０２】
表２０Ａは、事例１〜事例１９の撮像レンズそれぞれの球面収差、および各撮像レンズを通して形成される点像に関するデータについてまとめて示す図である。
【０２０３】
表２０Ｂは、事例１〜事例１９の撮像レンズそれぞれの深度や深度ＭＴＦに関するデータについてまとめて示す図である。
【０２０４】
＜表１Ａ〜表１９Ａの説明＞
表１Ａ〜表１９Ａに示す事例１〜事例２３の撮像レンズのレンズデータにおいて、レンズ等の光学部材の面番号を物体側から像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、・・・）の面番号として示す。なお、これらのレンズデータには、開口絞りの面番号（ｉ＝１）、平行平面板であるカバーガラスの物体側の面と像側の面の面番号（ｉ＝１０、１１）、および撮像面の面番号（ｉ＝１２）等も含めて記載している。
【０２０５】
表１Ａ、２Ａ、・・・１１Ａの各表中のＲｉはｉ番目の面の近軸曲率半径を示し、Ｄｉはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、レンズデータの符号Ｒｉは、図１中のレンズ面を示す符号Ｒｉと対応している。
【０２０６】
また、表１Ａ、２Ａ、・・・１１Ａ中に示す記号Ｎｄｊは物体側から像側に向かうに従い順次増加するｊ番目の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊはｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示す。
【０２０７】
なお、事例１〜事例２３の撮像レンズの設計基準波長は５４６．１ｎｍである。
【０２０８】
さらに、表１Ａ〜表１９Ａの最下部に、事例１〜１９の撮像レンズそれぞれの焦点距離およびＦ値を示す。
【０２０９】
なお、近軸曲率半径、面間隔、焦点距離の単位はｍｍであり、近軸曲率半径は物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。
【０２１０】
＜表１Ｂ〜表１９Ｂの説明＞
表１Ｂ〜表１９Ｂに、事例１〜１９の各撮像レンズを構成する非球面Ｒｉを表す非球面式の各係数Ｋ、Ａ３、Ａ４、Ａ５、・・・の値を示す。
【０２１１】
なお、各非球面は下記非球面式により定義されるものである。
【数１】
【０２１２】
＜図５Ａ〜図２３Ａの説明＞
図５Ａ〜図２３Ａは、事例１〜事例２３の撮像レンズそれぞれの概略構成を示す断面図である。なお、各図中には、３種類の入射高で撮像面へ入射する光線の軌跡等が示されている。
【０２１３】
また、図中の符号Ｒ１、Ｒ２、・・・は以下の構成要素を指している。すなわち、Ｒ１は開口絞り、Ｒ２とＲ３は第１レンズＬ１の物体側のレンズ面と像側のレンズ面、Ｒ４とＲ５は第２レンズＬ２の物体側のレンズ面と像側のレンズ面、Ｒ６とＲ７は第３レンズＬ３の物体側のレンズ面と像側のレンズ面、Ｒ８とＲ９は第４レンズＬ４の物体側のレンズ面と像側のレンズ面、Ｒ１０とＲ１１は第５レンズＬ５であるカバーガラスの物体側の表面と像側の表面、Ｒ１２は撮像面を示している。
【０２１４】
＜図５Ｂ〜図２３Ｂの説明＞
図５Ｂ〜図２３Ｂは、事例１〜１９の各撮像レンズの球面収差を示す図である。
【０２１５】
＜図５Ｃ〜図２３Ｃの説明＞
図５Ｃ〜図２３Ｃは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長（５４６．１ｎｍ）における収差を示すものであり、左側に非点収差、右側に歪曲収差を示す図である。
【０２１６】
＜図５Ｄ〜図２３Ｄの説明＞
図５Ｄ〜図２３Ｄは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長におけるコマ収差を示す図である。
【０２１７】
＜図５Ｅ〜図２３Ｅの説明＞
図５Ｅ〜図２３Ｅは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長におけるスポットダイアグラムを示すものであり、各撮像レンズを通して撮像面上の各位置に形成された（３種類の入射高で撮像面に入射して形成された）各スポットのデフォーカス時の変化を示すものである。ここでは、デフォーカス量として、撮像面を光軸Ｚ１方向に−１００μｍ、−５０μｍ、±０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ平行移動させたときにこの撮像面に形成されるスポットの形状を示している。
【０２１８】
＜図５Ｆ〜図２３Ｆの説明＞
図５Ｆ〜図２３Ｆは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長における空間周波数ＭＴＦ特性を示すものであり、各撮像レンズを通り像面に形成された光学像の像高０における空間周波数ＭＴＦ特性を示す図である。
【０２１９】
＜図５Ｇ〜図２３Ｇの説明＞
図５Ｇ〜図２３Ｇは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長における深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示すものであり、各撮像レンズを通り光軸上（像高０）に形成される光学像について、デフォーカスさせたときの、９０本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示す図である。
【０２２０】
＜図５Ｈ〜図２３Ｈの説明＞
図５Ｈ〜図２３Ｈは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長における深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示すものであり、各撮像レンズを通り光軸上（像高０）に形成される光学像について、デフォーカスさせたときの、１７９本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示す図である。
【０２２１】
＜図５Ｉ〜図２３Ｉの説明＞
図５Ｉ〜図２３Ｉは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長における空間周波数ＭＴＦ特性を示すものであり、（３種類の入射高で撮像面に入射して形成された）像についての空間周波数ＭＴＦ特性を示す図である。
【０２２２】
＜図５Ｊ〜図２３Ｊの説明＞
図５Ｊ〜図２３Ｊは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長における深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示すものであり、各撮像レンズを通して撮像面上の各位置に形成された（３種類の入射高で撮像面に入射して形成された）像について、デフォーカスさせたときの、９０本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示す図である。
【０２２３】
＜図５Ｋ〜図２３Ｋの説明＞
図５Ｋ〜図２３Ｋは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長における深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示すものであり、各撮像レンズを通して撮像面上の各位置に形成された（３種類の入射高で撮像面に入射して形成された）像について、デフォーカスさせたときの、１７９本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示す図である。
【０２２４】
＜図５Ｌ〜図２３Ｌの説明＞
図５Ｌ〜図２３Ｌは、事例１〜１９の各撮像レンズを通して形成される設計基準波長における点像の強度分布を示す図である。各図の上側に撮像面上に形成された点像の強度分布の全体を示し、各図の下側に上記点像の強度分布を拡大して基準点像直径（ｐｓｆφ）を示す図である。
【０２２５】
＜図５Ｍ〜図２３Ｍの説明＞
図５Ｍ〜図２３Ｍは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長における球面収差曲線を示す図である。瞳に入る入射高が変化しても球面収差が一定となる範囲である球面収差最小領域ｃを破線で示し、瞳に入る入射高の変化に応じて球面収差が変化する球面収差最小領域ｃではない範囲を実線で示す図である。
【０２２６】
＜図５Ｎ〜図２３Ｎの説明＞
図５Ｎ〜図２３Ｎは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長での、９０本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性と、１８０本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性とを比較して示す図である。実線で示す曲線が９０本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示し、破線で示す曲線が１８０本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示している。
【０２２７】
なお、各図中に記載の深度は、後述する基準レスポンスの値に対応して定められるものである。例えば、事例１に関する図５Ｎの９０本／ｍｍにおける深度は、ＭＴＦ値が０．２（基準レスポンスの値２０％）となるデフォーカス範囲（９０本／ｍｍの深度ＭＴＦ曲線から求められる）として求めることができる。
【０２２８】
また、例えば、事例２に関する図６Ｎの９０本／ｍｍにおける深度は、ＭＴＦ値が０．１７１（基準レスポンスの値１７．１％）となるデフォーカス範囲（９０本／ｍｍの深度ＭＴＦ曲線から求められる）として求めることができる。
【０２２９】
＜表２０Ａの説明＞
表２０Ａは、事例１〜事例１９の撮像レンズそれぞれの球面収差、および各撮像レンズを通して形成される点像に関するデータについてまとめて示す図である。
【０２３０】
表２０Ａ中に記載のｐｓｆφ対応画素数は、ｐｓｆφの値を１画素の大きさ（約１．４μｍ）で除算して求めた値であり、基準点像直径ｐｓｆφ内に並ぶ画素数を示している。
【０２３１】
表２０Ａ中に記載の球面収差最小領域の比面積は、説明済みのｄ／ｅの値に対応するものである。
【０２３２】
なお、表２０中の事例１７について、球面収差の欄、および球面収差最小領域の欄のデータは省略する。すなわち、事例１７については、瞳への入射高さの増大に対する球面収差の発生方向が他の事例と異なるためデータ化する意味が無くデータの記載は省略する。
【０２３３】
表２０Ａ中の他の項目については説明済なので、ここでの説明は省略する。
【０２３４】
＜表２０Ｂの説明＞
表２０Ｂは、事例１〜事例１９の撮像レンズそれぞれの深度や深度（デフォーカス）ＭＴＦに関するデータについてまとめて示す図である。
【０２３５】
表２０Ｂ中に記載のピークレスポンスは、深度ＭＴＦの値のピーク値に対応するするものである。
【０２３６】
また、表２０Ｂ中に記載の基準レスポンスは、収差を極力小さくするように設計した結像光学系からなる撮像レンズである事例１の撮像レンズにおけるレスポンスの値０．８１８と基準レスポンスの値２０％とに対応して定められるものである。すなわち、例えば、事例２の撮像レンズのレスポンスは０．７０２であり、基準レスポンスの値が１７．１％であるが、この事例２の基準レスポンスの値は、事例１の各値を用いて以下のように求めることができる。
【０２３７】
事例２の基準レスポンスの値（１７．１％）＝（事例２のレスポンスの値（０．７０２）／事例１のレスポンスの値（０．８１８））×事例１の基準レスポンスの値（２０％）となる。
【０２３８】
また、表２０Ｂ中に記載の拡大焦点深度は、各空間周波数における撮像レンズの基準レスポンスに対応する焦点深度である。なお、上記基準レスポンスは、撮像レンズを通して得られた原画像を、コントラスト回復処理によってＭＴＦの値を０．２以上に引き上げることができる場合のその原画像のＭＴＦの値である。
【０２３９】
表２０Ｂ中に記載の共通拡大焦点深度は、９０本/ｍｍに対応する空間周波数における拡大焦点深度と、１７９本/ｍｍに対応する空間周波数における拡大焦点深度とがオーバラップする領域である。
【０２４０】
また、表２０Ｂ中に記載の規格化拡大焦点深度は、拡大焦点深度を実効ＦナンバーＦａと焦点距離ｆとを用いて規格化したものである。また、規格化共通拡大焦点深度は、共通拡大焦点深度を実効ＦナンバーＦａと焦点距離ｆとを用いて規格化したものである。
【０２４１】
表２０Ｂ中の他の項目については説明済なので、ここでの説明は省略する。
【０２４２】
次に、表２１について説明する。
【０２４３】
表２１は、上記事例１〜事例１９の各撮像レンズの特性を波面収差で示したＺｅｒｎｊｋｅ Ｆｒｉｎｇｅ係数で表現した場合と、通常の多項式で表現した場合とを示すものである。
【０２４４】
続いて、図２５Ａから図２５Ｅについて説明する。
【０２４５】
図２５Ａから図２５Ｅは、いずれも本発明に含まれる球面収差の例を示す図である。
【０２４６】
図２５Ａは、本発明の撮像レンズの球面収差の代表例を示す図である。図２５Ｂは撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が４段や５段に変形している状態を示す図、図２５Ｃは撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が波打って変形している状態を示す図である。図２５Ｄは撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が光軸を含む領域において局部的に極端に変形している様子を示す図、図２５Ｅは撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が光軸から少し外れた領域において局部的に極端に変形している様子を示す図である。
【０２４７】
本発明の撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差は、図２５Ａの代表例に示すように光軸Ｚ１から離れるにしたがって単調減少する形状をなすような場合に限らず、図２５Ｂや図２５Ｃに示すように、光軸Ｚ１から離れるにしたがって増減を繰り返す形状をなす場合であってもよい。
【０２４８】
また、本発明の撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差は、図２５Ｄや図２５Ｅに示すように、全体的には図２５Ａの代表例に示す球面収差と同等であるが、局部的に極端に変形している場合であってもよい。
【０２４９】
すなわち、このような撮像レンズにおける局所的で極端な球面収差の変形がこの撮像レンズの性能に与える影響は極僅かなので、そのような撮像レンズの性能は、代表例に示す球面収差を持つ撮像レンズの性能と同等となる。
【０２５０】
特に、そのような局所的で極端な球面収差の変形が光軸から離れた外周部に生じる場合よりも、光軸のより近くに生じる場合の方が、面積で考えるとその影響は非常に小さくなる。
【０２５１】
なお、このような極端に変形した球面収差の形状は、非球面形状の表現形式や非球面係数を適宜選択した非球面式によって表すことができるものである。
【０２５２】
上記のように、本発明によれば、撮像レンズを用いた撮像で得られる原画像データにコントラスト回復処理を施して作成される画像の画質の劣化を抑制しつつ被写界深度を拡大することができる。
【０２５３】
なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。
【表１Ａ】
【表１Ｂ】
【表２Ａ】
【表２Ｂ】
【表３Ａ】
【表３Ｂ】
【表４Ａ】
【表４Ｂ】
【表５Ａ】
【表５Ｂ】
【表６Ａ】
【表６Ｂ】
【表７Ａ】
【表７Ｂ】
【表８Ａ】
【表８Ｂ】
【表９Ａ】
【表９Ｂ】
【表１０Ａ】
【表１０Ｂ】
【表１１Ａ】
【表１１Ｂ】
【表１２Ａ】
【表１２Ｂ】
【表１３Ａ】
【表１３Ｂ】
【表１４Ａ】
【表１４Ｂ】
【表１５Ａ】
【表１５Ｂ】
【表１６Ａ】
【表１６Ｂ】
【表１７Ａ】
【表１７Ｂ】
【表１８Ａ】
【表１８Ｂ】
【表１９Ａ】
【表１９Ｂ】
【表２０Ａ】
【表２０Ｂ】
【表２１】
【符号の説明】
【０２５４】
１００ 撮像レンズ
２１０ 撮像素子
２１１ 撮像面
３１０ 画像処理部
Ｓａ 球面収差曲線
Ｚｏ 像面基準位置
Ｚ１ 光軸
ａ 像面基準位置Ｚｏから物点側への球面収差の大きさ
ｂ 球面収差の幅
Ａｒ 球面収差最小領域の幅
ｃ 球面収差最小領域の長さ
Ｙｕ（max） 球面収差最小領域の上端の光軸からの高さ
Ｙｕ（min） 球面収差最小領域の下端の光軸からの高さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像レンズおよび撮像システムに関し、詳しくは、撮像して得られた原画像データにコントラスト回復処理を施して画像のボケを補正する撮像装置に用いる撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いた撮像システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被写界深度拡大光学系である撮像レンズを通して、全距離に亘る撮影対象にボケの与えられた光学像を撮像し、それにより得られた原画像にコントラスト回復処理を施して、その原画像のボケをなくす手法、すなわち、その原画像のコントラストを高め、結果として被写界深度の大きいレンズで撮影したボケのない画像を得る手法が知られている。このようなレンズは、ＥＤＯＦ（Extended/Extension of Depth of Field/Focus）レンズと呼ばれている。
【０００３】
このコントラスト回復処理は、被写界深度拡大光学系を通して得られた原画像に対し、この被写界深度拡大光学系のボケ特性の逆特性を持つ復元フィルタを作用させて、近距離から遠距離に亘る広い撮影範囲に配された各被写体のコントラストを高めるように（例えば、明確な輪郭を持つように）補正するものである。
【０００４】
また、被写界深度拡大光学系は、理想的には、撮影距離によらず一定のボケが与えられた被写体の光学像を撮像面上に形成するものである。
【０００５】
より詳しくは、この被写界深度拡大光学系は、様々な撮影位置に配された被写体を表す各点像を、撮影距離によらず一定のボケが与えられた点像（一定の光強度分布を持つ劣化した点像）として撮像面上に形成するものである。一方、コントラスト回復処理は、上記一定の光強度分布を持つ劣化した各点像からなる光学像を撮像して得た画像を、その劣化した点像の復元目標値となる光強度分布を持つ目標点像（例えば、理想的な光強度分布を持つ点像）からなる画像に復元するものである。
【０００６】
この手法によれば、撮像レンズの開口を絞ることなく、すなわち受光光量を減少させることなく、いずれの撮影距離の被写体についても全体的にコントラストの高い画像（被写界深度を拡大してなる画像）を得ることができる（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００７】
なお、コントラスト回復処理としては、例えばフーリエ変換による画像復元処理、エッジ強調処理、ガンマ補正処理、コントラス強調処理等を適用できることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１２３１６８号公報
【特許文献２】特開２００９−１２４５６７号公報
【特許文献３】特開２００９−１２４５６９号公報
【特許文献４】特許３２７５０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、撮影対象となる各点（各被写体）を表す光学像を、撮影距離によらず一定の光強度分布を持つ点像として撮像面上に形成するような理想的な被写界深度拡大光学系の実現は現実的には難しい。
【００１０】
しかるに、光学系の球面収差を増大させるほどこの光学系の見かけ上の被写界深度を深くできることが知られているので、単に球面収差を増大させて見かけ上の被写界深度を深くした光学系を被写界深度拡大光学系として用いることも考えられる。
【００１１】
ところが、光学系の球面収差を増大させると、増大させるほど撮像面上に形成される点像の直径が大きくなり、この直径が大きな点像にコントラスト回復処理を施して得られる目標点像は、その点像の直径が大きくなった分だけノイズを多く含むものとなる。そのため、コントラスト回復処理を施して得られた多数の目標点像で構成されるボケ回復画像に含まれるノイズの量も多くなってしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像レンズを用いた撮像で得られる原画像データにコントラスト回復処理を施して作成される画像の画質の劣化を抑制しつつ被写界深度を拡大することができる撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いた撮像システムに関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の撮像レンズは、撮像して得られた原画像データにコントラスト回復処理を施して画像のボケを補正する撮像装置に用いる撮像レンズであって、この撮像レンズの球面収差が、光軸から離れるにしたがって、像面基準位置を間に挟んで物点側からその反対側に変化するものであり、以下の条件式（１）；０．０２＜ａ／ｆ＜０．１０、および（２）；０．０２＜ｂ／ｆ、を満足するように構成されたことを特徴とするものである。ここでａは、撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける、像面基準位置から物点側への球面収差の大きさ（最大球面収差）、ｂは、像面基準位置から物点側への最大球面収差とその反対側への最大球面収差との和、ｆは撮像レンズの焦点距離である。すなわち、撮像レンズの瞳の中央部において像面基準位置の前方（物点側）にレンズの焦点距離の１割近くまでの球面収差を有し、さらに光軸から離れた位置においては、像面基準位置の後方にも球面収差を有するもので、通常のレンズでは考えられないほど大きな球面収差を有することを特徴とするものである。そしてこれにより、このレンズにより撮像した原画像データにコントラスト回復処理を施してボケを補正した画像の画質の劣化を抑制しつつ被写界深度を拡大することができるという効果を奏することができる。
【００１４】
コントラスト回復処理は、例えば、フーリエ変換による画像復元処理で、画像のコントラストを強調することによりその画像の鮮鋭度を高める処理である。より具体的には、例えば、５０本/ｍｍまでしか解像していなかった画像を、７０本/ｍｍまで解像する画像に回復するような処理である。このコントラスト処理には、エッジ強調処理、ガンマ補正処理、またはコントラス強調処理等をも適用することができる。なお、この種の焦点深度拡大光学系を用いた復元処理に関しては、特許文献１乃至３の他に、特許第３２７５０１０号に詳細が記載されている。
【００１５】
撮像レンズの瞳の中央部は、像面基準位置よりも物点側にのみ球面収差を持つこの瞳中の領域であって、光軸上の領域をも含む領域である。
【００１６】
前記撮像レンズは、この撮像レンズの瞳半径を１としたときに、条件式（３）；０．１＜ｃ＜１．０、を満足するものとすることが望ましい。ここで、ｃは球面収差の像面基準位置からのずれ量が０．０３×Ｆａ／ｆ以下となる領域（以後、球面収差最小領域ともいう）の光軸直交方向における長さ、Ｆａは撮像レンズの実効Ｆナンバーである。すなわち光軸と直交する方向つまり光軸からの高さ方向の所定の範囲に亘って、球面収差が小さい領域を有することが望ましい。
【００１７】
さらに、前記撮像レンズは、瞳全体の面積に対する球面収差最小領域の面積の割合が、０．２０より大きく、０．７５より小さいものとすることが望ましい。
【００１８】
また、前記撮像レンズは、条件式（４）；０．０２＜ａ／ｆ＜０．１０、（５）；０．０２＜ｂ／ｆ＜０．２、（６）；０．１＜ｃ＜１．０＜０．６、の全てを満足するものとすることがさらに望ましい。
【００１９】
前記撮像レンズは、条件式（７）；０．３０＜Ｙｕ＜０．９０、を満足するものとすることが望ましい。ここで、Ｙｕは球面収差最小領域の光軸直交方向における位置すなわち光軸からの高さであり、この条件式（７）はその球面収差最小領域の範囲を表す。
【００２０】
前記撮像レンズは、条件式（８）；３＜ｐｓｆφ／Ｆａ＜１５、を満足するものとすることが望ましい。ただし、ｐｓｆφは基準点像直径である。
【００２１】
像面基準位置は、この撮像レンズを通して形成される光学像を撮像する撮像素子の１／２ナイキスト空間周波数におけるデフォーカスＭＴＦのピーク位置である。
【００２２】
なお、１／２ナイキスト空間周波数は、この撮像レンズを通して形成される光学像を撮像する撮像素子の画素ピッチの２倍（２画素ピッチ分）を空間周波数の１／２サイクルに対応させたときのその空間周波数である。
【００２３】
例えば、後述する実施例においては、１．４μｍピッチのＢａｙｅｒ配列センサ(撮像素子)を想定しているため、このセンサの１／２ナイキスト空間周波数Ｎｓω（1/2）は、Ｎｓω（1/2）＝１÷２÷１．４μｍ÷２≒１７９（本／ｍｍ）の演算により求めることができる。
【００２４】
また、撮像して得られた原画像データにコントラスト回復処理を施して画像のボケを補正する撮像装置に用いる撮像レンズは、予め、この撮像レンズに組み合わされる撮像素子の画素ピッチが定められているのが一般的ではあるが、組み合わされる撮像素子の画素ピッチが予め定められていないときには撮像レンズ単体で像面基準位置を規定することもできる。
【００２５】
すなわち、撮像レンズ単体で定められる像面基準位置は、撮像レンズの１／４ナイキスト空間周波数におけるデフォーカスＭＴＦのピーク位置とすることができる。
【００２６】
例えば、撮像レンズの仕様を、Ｆナンバー；２．８、設計基準波長；５８７．６ｎｍとすると、撮像レンズの１／４ナイキスト空間周波数Ｎｌω（1/４）は、Ｎｌω（1/４）＝１÷２．８÷５８７．６ｎｍ÷４≒１５２（本／ｍｍ）の演算により求めることができる。
【００２７】
このように、センサナイキスト空間周波数は、センサナイキスト空間周波数＝１÷２÷画素ピッチ、の式によって求められるものであり、レンズナイキスト空間周波数は、レンズナイキスト空間周波数＝１÷Ｆナンバー÷波長、の式によって求められるものである。
【００２８】
なお、この像面基準位置は、撮像レンズの光軸上において最も解像力を得たい撮影距離の点（物点）から発せられる光線をこの撮像レンズに通したときに、光線と光軸直交平面との交わる領域（点像）の大きさが最も小さくなる、あるいは略最小となるこの光軸直交平面の光軸方向における位置でもある。
【００２９】
基準点像直径（ｐｓｆφ）は、撮像レンズの光軸上において最も解像力を得たい撮影距離の点（物点）から発せられた光をこの撮像レンズに通したときに像面基準位置に形成される点像の直径である。
【００３０】
なお、光軸直交方向は、光軸と直交する方向、すなわちレンズの半径方向を意味する。また、光軸直交平面は、光軸と直交する平面を意味する。
【００３１】
この撮像レンズは、物体側から順に１枚以上のレンズからなる正のパワーを持つ第１レンズ群と、１枚以上のレンズからなる第２レンズ群とを備え、第２レンズ群の最も像側のレンズが、光軸上において負のパワーを持ち、光軸側から周辺側に向かうにしたがって負のパワーの弱くなる領域を有するものとすることができる。
【００３２】
さらに、この撮像レンズは、物体側から順に正のパワーを持つ第１レンズ、負のパワーを持つ第２レンズ、正のパワーを持つ第３レンズ、負のパワーを持つ第４レンズを配してなるものとすることができる。
【００３３】
第４レンズは、この第４レンズの像面側のレンズ面が非球面形状をなし、かつ、変曲点を有するものとすることができる。
【００３４】
また、この第４レンズは、その像面側のレンズ面が非球面形状をなし、かつ、光軸中心以外の領域に極点を有するものとすることができる。
【００３５】
本発明の撮像システムは、上記撮像レンズと、この撮像レンズを通して形成された光学像を撮像する撮像素子と、この撮像素子による光学像の撮像で得られた原画像データにコントラスト回復処理を施す画像処理手段とを備えた撮像システムであって、この画像処理手段が、コントラスト回復処理としてフーリエ変換を用いた画像復元処理を実施するものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いて撮像して得られた原画像データにコントラスト回復処理を施して画像のボケを補正する撮像装置によれば、画像の画質の劣化を抑制しつつ被写界深度を拡大することができる。
【００３７】
すなわち、このような球面収差を持つ撮像レンズによれば、撮影距離が遠い遠点（遠距離の被写体）から発せられ、撮像レンズの瞳の中央部を通った光線を像面基準位置の物点側に集光させ、撮像レンズの瞳の外周部を通った光線を像面基準位置の反物点側（物点側とは反対の側）に集光させ、撮像レンズの瞳の中央部と外周部との間の中間部を通った光線を上記物点側の集光位置と反物点側の集光位置との間に集光させることができ、これにより、撮像面を光軸方向に移動させたときにこの撮像面上に形成される光学像のボケが実用上許容できると見なされる移動距離、すなわち焦点深度を拡大させることができる。この拡大された焦点深度を拡大焦点深度という。
【００３８】
なお、上記拡大焦点深度の実用上許容できると見なされる範囲は、コントラスト回復処理を施すことによって実用上支障無く利用可能な画像に回復できるようなボケが生じている範囲である。すなわち、撮像レンズを通して形成された光学像の撮像で得られたボケた原画像を所定以上のコントラスト（例えばＭＴＦ特性が０．２である結像光学系を通して形成される光学像と同等のコントラスト）を持つ画像に回復する（鮮鋭度を高める）ことができるようなボケが生じている範囲である。
【００３９】
したがって、撮像面を、近点の拡大焦点深度と遠点の拡大焦点深度の両方に含まれる位置に配置することにより、近点および遠点の光学像（実用上許容できると見なされるボケた光学像）を撮像面上に同時に形成することができ、この撮像面に形成される共にボケている近点の光学像も遠点の光学像も、それらのボケはコントラスト回復処理によって回復される。
【００４０】
すなわち、この撮像レンズによれば、撮像レンズを通して撮像面に形成される点像が近点から遠点に亘る広範囲の撮影対象範囲のいずれに位置する物点を表すものであっても、この撮像面に形成される点像の大きさを実用上許容できる範囲内に抑えることができ、撮像面に形成されるそれらの点像の撮像で得られた原画像データにコントラスト回復処理を施すことにより、そのボケた原画像を、ノイズの混入を抑制しつつコントラストを高めてなる画像（多数の目標点像で構成された画像）に補正することができる。これにより、撮像レンズを用いた撮像で得られる原画像データにコントラスト回復処理を施して作成される画像の画質の劣化を抑制しつつこの撮像レンズの被写界深度を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態の撮像レンズをおよび撮像システムの概略構成を示す図
【図２】本発明の撮像レンズの球面収差を示す球面収差曲線を示す図
【図３】本発明の撮像レンズを通して形成された点像の光強度分布を示す図
【図４Ａａ】参照例１の撮像レンズの球面収差を表す球面収差曲線
【図４Ａｂ】参照例１の撮像レンズを通る光線の光路を示す図
【図４Ｂａ】参照例２の撮像レンズの球面収差を表す球面収差曲線
【図４Ｂｂ】参照例２の撮像レンズを通る光線の光路を示す図
【図４Ｃａ】参照例３の撮像レンズの球面収差を表す球面収差曲線
【図４Ｃｂ】参照例３の撮像レンズを通る光線の光路を示す図
【図４Ｄａ】参照例４の撮像レンズの球面収差を表す球面収差曲線
【図４Ｄｂ】参照例４の撮像レンズを通る光線の光路を示す図
【図４Ｅａ】参照例５の撮像レンズの球面収差を表す球面収差曲線
【図４Ｅｂ】参照例５の撮像レンズを通る光線の光路を示す図
【図４Ｆ】近点および遠点から発せられた各光線を撮像レンズに通したときの各光線の集光位置を示す図
【図５Ａ】事例１の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図５Ｂ】事例１の撮像レンズの球面収差を示す図
【図５Ｃ】事例１の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図５Ｄ】事例１の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図５Ｅ】事例１の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図５Ｆ】事例１の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図５Ｇ】事例１の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図５Ｈ】事例１の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図５Ｉ】事例１の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図５Ｊ】事例１の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図５Ｋ】事例１の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図５Ｌ】事例１の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図５Ｍ】事例１の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図５Ｎ】事例１の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図６Ａ】事例２の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図６Ｂ】事例２の撮像レンズの球面収差を示す図
【図６Ｃ】事例２の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図６Ｄ】事例２の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図６Ｅ】事例２の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図６Ｆ】事例２の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図６Ｇ】事例２の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図６Ｈ】事例２の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図６Ｉ】事例２の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図６Ｊ】事例２の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図６Ｋ】事例２の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図６Ｌ】事例２の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図６Ｍ】事例２の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図６Ｎ】事例２の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図７Ａ】事例３の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図７Ｂ】事例３の撮像レンズの球面収差を示す図
【図７Ｃ】事例３の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図７Ｄ】事例３の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図７Ｅ】事例３の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図７Ｆ】事例３の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図７Ｇ】事例３の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図７Ｈ】事例３の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図７Ｉ】事例３の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図７Ｊ】事例３の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図７Ｋ】事例３の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図７Ｌ】事例３の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図７Ｍ】事例３の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図７Ｎ】事例３の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図８Ａ】事例４の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図８Ｂ】事例４の撮像レンズの球面収差を示す図
【図８Ｃ】事例４の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図８Ｄ】事例４の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図８Ｅ】事例４の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図８Ｆ】事例４の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図８Ｇ】事例４の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図８Ｈ】事例４の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図８Ｉ】事例４の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図８Ｊ】事例４の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図８Ｋ】事例４の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図８Ｌ】事例４の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図８Ｍ】事例４の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図８Ｎ】事例４の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図９Ａ】事例５の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図９Ｂ】事例５の撮像レンズの球面収差を示す図
【図９Ｃ】事例５の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図９Ｄ】事例５の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図９Ｅ】事例５の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図９Ｆ】事例５の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図９Ｇ】事例５の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図９Ｈ】事例５の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図９Ｉ】事例５の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図９Ｊ】事例５の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図９Ｋ】事例５の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図９Ｌ】事例５の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図９Ｍ】事例５の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図９Ｎ】事例５の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１０Ａ】事例６の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１０Ｂ】事例６の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１０Ｃ】事例６の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１０Ｄ】事例６の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１０Ｅ】事例６の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１０Ｆ】事例６の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１０Ｇ】事例６の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１０Ｈ】事例６の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１０Ｉ】事例６の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１０Ｊ】事例６の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１０Ｋ】事例６の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１０Ｌ】事例６の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１０Ｍ】事例６の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１０Ｎ】事例６の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１１Ａ】事例７の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１１Ｂ】事例７の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１１Ｃ】事例７の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１１Ｄ】事例７の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１１Ｅ】事例７の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１１Ｆ】事例７の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１１Ｇ】事例７の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１１Ｈ】事例７の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１１Ｉ】事例７の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１１Ｊ】事例７の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１１Ｋ】事例７の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１１Ｌ】事例７の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１１Ｍ】事例７の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１１Ｎ】事例７の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１２Ａ】事例８の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１２Ｂ】事例８の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１２Ｃ】事例８の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１２Ｄ】事例８の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１２Ｅ】事例８の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１２Ｆ】事例８の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１２Ｇ】事例８の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１２Ｈ】事例８の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１２Ｉ】事例８の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１２Ｊ】事例８の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１２Ｋ】事例８の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１２Ｌ】事例８の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１２Ｍ】事例８の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１２Ｎ】事例８の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１３Ａ】事例９の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１３Ｂ】事例９の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１３Ｃ】事例９の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１３Ｄ】事例９の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１３Ｅ】事例９の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１３Ｆ】事例９の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１３Ｇ】事例９の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１３Ｈ】事例９の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１３Ｉ】事例９の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１３Ｊ】事例９の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１３Ｋ】事例９の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１３Ｌ】事例９の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１３Ｍ】事例９の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１３Ｎ】事例９の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１４Ａ】事例１０の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１４Ｂ】事例１０の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１４Ｃ】事例１０の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１４Ｄ】事例１０の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１４Ｅ】事例１０の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１４Ｆ】事例１０の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１４Ｇ】事例１０の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１４Ｈ】事例１０の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１４Ｉ】事例１０の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１４Ｊ】事例１０の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１４Ｋ】事例１０の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１４Ｌ】事例１０の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１４Ｍ】事例１０の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１４Ｎ】事例１０の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１５Ａ】事例１１の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１５Ｂ】事例１１の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１５Ｃ】事例１１の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１５Ｄ】事例１１の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１５Ｅ】事例１１の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１５Ｆ】事例１１の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１５Ｇ】事例１１の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１５Ｈ】事例１１の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１５Ｉ】事例１１の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１５Ｊ】事例１１の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１５Ｋ】事例１１の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１５Ｌ】事例１１の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１５Ｍ】事例１１の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１５Ｎ】事例１１の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１６Ａ】事例１２の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１６Ｂ】事例１２の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１６Ｃ】事例１２の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１６Ｄ】事例１２の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１６Ｅ】事例１２の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１６Ｆ】事例１２の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１６Ｇ】事例１２の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１６Ｈ】事例１２の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１６Ｉ】事例１２の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１６Ｊ】事例１２の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１６Ｋ】事例１２の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１６Ｌ】事例１２の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１６Ｍ】事例１２の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１６Ｎ】事例１２の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１７Ａ】事例１３の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１７Ｂ】事例１３の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１７Ｃ】事例１３の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１７Ｄ】事例１３の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１７Ｅ】事例１３の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１７Ｆ】事例１３の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１７Ｇ】事例１３の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１７Ｈ】事例１３の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１７Ｉ】事例１３の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１７Ｊ】事例１３の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１７Ｋ】事例１３の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１７Ｌ】事例１３の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１７Ｍ】事例１３の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１７Ｎ】事例１３の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１８Ａ】事例１４の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１８Ｂ】事例１４の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１８Ｃ】事例１４の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１８Ｄ】事例１４の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１８Ｅ】事例１４の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１８Ｆ】事例１４の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１８Ｇ】事例１４の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１８Ｈ】事例１４の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１８Ｉ】事例１４の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１８Ｊ】事例１４の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１８Ｋ】事例１４の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１８Ｌ】事例１４の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１８Ｍ】事例１４の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１８Ｎ】事例１４の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図１９Ａ】事例１５の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図１９Ｂ】事例１５の撮像レンズの球面収差を示す図
【図１９Ｃ】事例１５の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図１９Ｄ】事例１５の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図１９Ｅ】事例１５の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図１９Ｆ】事例１５の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図１９Ｇ】事例１５の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１９Ｈ】事例１５の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図１９Ｉ】事例１５の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図１９Ｊ】事例１５の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１９Ｋ】事例１５の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図１９Ｌ】事例１５の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図１９Ｍ】事例１５の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図１９Ｎ】事例１５の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図２０Ａ】事例１６の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図２０Ｂ】事例１６の撮像レンズの球面収差を示す図
【図２０Ｃ】事例１６の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図２０Ｄ】事例１６の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図２０Ｅ】事例１６の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図２０Ｆ】事例１６の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図２０Ｇ】事例１６の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２０Ｈ】事例１６の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２０Ｉ】事例１６の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図２０Ｊ】事例１６の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２０Ｋ】事例１６の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２０Ｌ】事例１６の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図２０Ｍ】事例１６の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図２０Ｎ】事例１６の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図２１Ａ】事例１７の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図２１Ｂ】事例１７の撮像レンズの球面収差を示す図
【図２１Ｃ】事例１７の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図２１Ｄ】事例１７の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図２１Ｅ】事例１７の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図２１Ｆ】事例１７の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図２１Ｇ】事例１７の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２１Ｈ】事例１７の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２１Ｉ】事例１７の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図２１Ｊ】事例１７の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２１Ｋ】事例１７の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２１Ｌ】事例１７の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図２１Ｍ】事例１７の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図２１Ｎ】事例１７の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図２２Ａ】事例１８の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図２２Ｂ】事例１８の撮像レンズの球面収差を示す図
【図２２Ｃ】事例１８の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図２２Ｄ】事例１８の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図２２Ｅ】事例１８の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図２２Ｆ】事例１８の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図２２Ｇ】事例１８の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２２Ｈ】事例１８の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２２Ｉ】事例１８の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図２２Ｊ】事例１８の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２２Ｋ】事例１８の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２２Ｌ】事例１８の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図２２Ｍ】事例１８の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図２２Ｎ】事例１８の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図２３Ａ】事例１９の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図２３Ｂ】事例１９の撮像レンズの球面収差を示す図
【図２３Ｃ】事例１９の撮像レンズの非点収差と歪曲収差を示す図
【図２３Ｄ】事例１９の撮像レンズのコマ収差を示す図
【図２３Ｅ】事例１９の撮像レンズのスポットダイアグラムを示す図
【図２３Ｆ】事例１９の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（入射高＝０）を示す図
【図２３Ｇ】事例１９の撮像レンズの深度ＭＴＦ(90本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２３Ｈ】事例１９の撮像レンズの深度ＭＴＦ(179本/ｍｍ、入射高＝０)を示す図
【図２３Ｉ】事例１９の撮像レンズの空間周波数ＭＴＦ（複数入射高)を示す図
【図２３Ｊ】事例１９の撮像レンズの深度ＭＴＦ（90本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２３Ｋ】事例１９の撮像レンズの深度ＭＴＦ（179本/ｍｍ、複数入射高)を示す図
【図２３Ｌ】事例１９の撮像レンズを通して形成される点像を示す図
【図２３Ｍ】事例１９の撮像レンズの球面収差曲線中の球面収差最小領域を示す図
【図２３Ｎ】事例１９の撮像レンズの深度ＭＴＦを表す深度ＭＴＦ曲線中に拡大焦点深度を示す図
【図２４】事例１〜事例１９の撮像レンズに関し、正規化した基準点像直径（ｐｓｆφ／Ｆａ）と正規化拡大焦点深度とを示す図
【図２５Ａ】本発明の撮像レンズの球面収差の代表例を示す図
【図２５Ｂ】撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が４段や５段に変形している状態を示す図
【図２５Ｃ】撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が波打って変形している状態を示す図
【図２５Ｄ】は撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が光軸上において局部的に極端に変形している状態を示す図
【図２５Ｅ】撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が光軸から少し離れた位置におて局部的に極端に変形している状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態による撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いた撮像システムを示す図である。図２は、横軸Ｚに光軸Ｚ１方向の位置、縦軸Ｙに光軸直交方向の位置を示すＺ-Ｙ座標上に球面収差曲線を示す図である。図３は、横軸に光強度Ｅ、縦軸に光軸直交方向（Ｙ方向）の位置を示すＥ−Ｙ座標上に撮像レンズを通して形成される点像の光強度分布を示す図である。
【００４３】
図１に示す本発明の実施の形態による撮像レンズ１００は、いずれの撮影距離に位置する被写体１についてもボケの付与された光学像Ｑを形成するものであり、このボケの付与された光学像Ｑを撮像して得られた原画像Ｇｏにコントラスト回復処理を施して、この原画像Ｇｏのボケを回復させてなるボケ回復画像Ｇｋを得るための光学像形成用の撮像レンズである。
【００４４】
なお、コントラスト回復処理は、撮像レンズ１００を通して撮像されたボケの与えられた光学像Ｑを表す原画像Ｇｏのコントラストを回復させることにより、ボケの補正された鮮鋭度の高いボケ回復画像Ｇｋを得るものである。
【００４５】
より具体的には、例えば、５０本/ｍｍに対応する表示部分までしか視認できなかった画像を、７０本/ｍｍに対応する表示部分まで視認できる画像に補正する処理である。このコントラスト処理には、例えば、フーリエ変換による画像復元処理、エッジ強調処理、ガンマ補正処理、またはコントラス強調処理等を適用することができる。
【００４６】
この撮像レンズ１００は、撮像ユニット２００に備えられており、この撮像ユニット２００の備える撮像素子２１０の撮像面２１１上に、ボケの与えられた上記光学像Ｑを形成するものである。
【００４７】
なお、撮像ユニット２００は、上記ボケが与えられた光学像Ｑを形成する撮像レンズ１００と、その光学像Ｑを撮像する撮像素子２１０とからなるものである。
【００４８】
さらに、本発明の撮像システム３００は、上記ボケを与えた光学像Ｑを形成する撮像レンズ１００とその光学像Ｑを撮像する撮像素子２１０とからなる撮像ユニット２００と、撮像素子２１０による撮像で得られた光学像Ｑを表す原画像Ｇｏにコントラスト回復処理を施す画像処理部３１０と、画像処理部３１０でコントラスト回復処理を施して得られたボケ回復画像Ｇｋを出力する画像出力部３２０とを備えている。画像出力部３２０から出力されたボケ回復画像Ｇｋは表示部４１０に表示される。
【００４９】
この画像処理部３１０は、コントラスト回復処理として、フーリエ変換を用いた画像復元処理、エッジ強調処理、ガンマ補正処理、またはコントラス強調処理のうちの１つ、または２つ以上を組み合わせた処理を実施するものである。
【００５０】
撮像レンズ１００は、撮像レンズ１００の球面収差が、光軸から離れるにしたがって、像面基準位置を間に挟んで物点側（図２中の−Ｚ方向）からその反対側（図２中の＋Ｚ方向）に変化するように構成されたものであり、この撮像レンズ１００の球面収差を表す球面収差曲線が条件式（１）；０．０２＜ａ／ｆ＜０．１０、および条件式（２）；０．０２＜ｂ／ｆ、を満足するように構成したものである。なお、後述する事例２〜１６、および事例１８がこの条件を満足している。
【００５１】
ここで、ａは撮像レンズの瞳の中央部を通る光に関し、像面基準位置Ｚｏを基準としたときの光軸方向物点側への球面収差曲線の最大ずれ量（図２参照）、ｂは光軸方向における球面収差曲線の最大幅であり（図２参照）、ｆは撮像レンズ１００の焦点距離である。
【００５２】
この撮像レンズの瞳の中央部は、この瞳中の、像面基準位置よりも物点側にのみ球面収差を持つ部分であって、光軸上の領域をも含む部分である。すなわち、この撮像レンズの瞳の中央部は、像面基準位置よりも物点側にのみ球面収差を持つこの瞳中の領域であって、光軸上の領域をも含む連続した領域である。
【００５３】
条件式（１）の下限以下となるように撮像レンズ１００を構成した場合には、前方（像面基準位置から物点側）への深度拡大効果が弱まり深度が低下してしまうことがある（図図４Ａａ、４Ａｂに示すようになる）。
【００５４】
一方、条件式（１）の上限以上となるように撮像レンズ１００を構成した場合にａ／ｆの増大に伴い撮像レンズの瞳の中央部を通った光がより物点側に集光するため若干深度は拡大されるが、デメリット（ｐｓｆφが増大）の方が大きくなってしまうことがある。
【００５５】
なお、ｂ／ｆは０．３より小さくなるように定めることができる。
【００５６】
像面基準位置Ｚｏは、撮像レンズ１００を通して形成される光学像Ｑのコントラストが最も高くなる位置、あるいはコントラストが略最大となる位置である。
【００５７】
より具体的には、撮像レンズ１００の光軸上の近点から遠点に致る全ての点（物点）から発せられた光線を撮像レンズ１００に通したときに形成される点像の直径が最も小さくなる位置、あるいは点像の直径が略最小となる位置が像面基準位置Ｚｏである。なお、この像面基準位置Ｚｏに形成される上記点像を基準点像という、この基準点像の直径が基準点像直径（ｐｓｆφ）である。
【００５８】
すなわち、撮像レンズ１００を通して光学像が形成される光軸直交平面を光軸方向に移動させたとき（デフォーカスしたとき）にＭＴＦの値が最も大きくなる光軸方向の位置である。ここでは、この像面基準位置Ｚｏは、撮像面２１１の配される位置と一致するものとするが、必ずしも像面基準位置Ｚｏを撮像面２１１の配される位置と一致させる必要はない。
【００５９】
図２に示す球面収差曲線Ｓａは、撮像レンズ１００の光軸Ｚ１と撮像素子２１０の撮像面２１１（像面基準位置Ｚｏ）との交点を原点（０，０）とし、横軸Ｚに光軸Ｚ１方向の位置、縦軸Ｙに光線が入射瞳に入る光軸直交方向の高さを示すＺ-Ｙ座標上に、入射瞳に入る光線（画角＝０）の高さとこの入射瞳を通った光線が光軸と交わる位置との関係を示す図である。
【００６０】
この球面収差曲線Ｓａは、光軸Ｚ１に平行な光線（画角＝０の光線）が撮像レンズ１００の瞳を通るときの入射高（Ｙ軸方向の位置）とその光線の集光位置（Ｚ軸方向の位置）との関係を、上記入射高に応じて連続的に示す曲線である。
【００６１】
以下に、本願発明に必須の構成ではないが、本願発明における望ましい構成等について説明する。
【００６２】
撮像レンズ１００は、この撮像レンズ１００の瞳半径を１としたときに、撮像レンズ１００の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａが条件式（３）；０．１＜ｃ＜１．０、を満足するように構成されたものとすることが望ましい。
【００６３】
ここで、ｃは像面基準位置Ｚｏを間に挟んで、この像面基準位置Ｚｏに対して光軸方向両側にそれぞれ距離ｔｚ（ｔｚ＝（Ｆａ／ｆ）×０．０３））だけ離れた２平面Ｌ１、Ｌ２（図２参照）の間の領域Ａｒに含まれる球面収差曲線Ｓａの光軸直交方向の長さである。Ｆａは撮像レンズの実効Ｆナンバーの値である。
【００６４】
なお、後述する事例２〜事例１８（ただし、事例１７は本発明には含まれない）がこの条件を満足している。
【００６５】
条件式（３）の下限以下となるように撮像レンズ１００を構成した場合には、ｃの低下に伴い深度は拡大されるがデメリット（ｐｓｆφが増大）の方が大きくなってしまうことがある。
【００６６】
一方、条件式（３）の上限以上（ｃ＝１．０）となるように撮像レンズ１００を構成した場合には球面収差が略ゼロであるため通常レンズ（深度拡大効果なし）となってしまう（事例１参照）。
【００６７】
なお、球面収差曲線Ｓａ中の領域Ａｒに含まれる領域が球面収差最小領域であり、この球面収差最小領域は、球面収差曲線Ｓａ中の球面収差が一定となる領域、すなわち、球面収差曲線Ｓａ中の領域Ａｒに含まれる領域の光軸直交方向の長さである。
【００６８】
すなわち、この球面収差最小領域は、撮像レンズの瞳に入った光線の集光位置（光軸と交わる位置）が略一致するこの瞳中の領域に対応するものである。
【００６９】
距離ｔｚは、被写体の光学像を諸収差を抑えて撮像面上に結像させる通常の結像光学系において実質的に球面収差の影響がないと考えられる焦点深度±０．０３ｍｍの範囲である。
【００７０】
なお、この距離ｔｚは、焦点深度拡大光学系である撮像レンズ１００の設計の基となる結像光学系からなる撮像レンズの持つ球面収差がレンズ性能上実質的に問題ないと考えられるこの球面収差の変動範囲と見なすこともできる。
【００７１】
ここで、撮像レンズ１００は、例えば、撮像レンズ１００の球面収差が、光軸から離れるにしたがって、像面基準位置を間に挟んで物点側からその反対側（反物点側）に変化するように、かつ、その変化の際に距離ｔｚ（球面収差の光軸方向への変動による光学像の劣化を実質的に無視することができる距離である光学像非劣化距離）以上反物点側から物点側に戻ることなく変化するように構成されたものとすることができる。
【００７２】
さらに、この撮像レンズ１００は、撮像レンズ１００の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａが、条件式（４）；０．０２＜ａ／ｆ＜０．１０、条件式（５）；０．０２＜ｂ／ｆ＜０．２、条件式（６）；０．１＜ｃ＜０．６、の全てを満足するように構成されたものとすることが望ましい。なお、後述する事例２〜事例１６がこの条件を満足している。
【００７３】
さらに加えて、この撮像レンズ１００は、撮像レンズ１００の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａが、条件式（７）；０．３０＜Ｙｕ＜０．９０、を満足するように構成されたものであることが望ましい。なお、後述する事例３〜事例１６および事例１８がこの条件を満足している。
【００７４】
ここで、Ｙｕは、像面基準位置Ｚｏを間に挟んで光軸Ｚ方向両側にそれぞれ距離ｔｚだけ離れた２平面Ｌ１、Ｌ２（図２参照）の間の領域Ｒ１に含まれる球面収差曲線Ｓａ中の領域の光軸直交方向（図２中Ｙ方向）の位置（瞳に入る光線の入射高）である。
【００７５】
すなわち、Ｙｕは、球面収差曲線Ｓａ中の球面収差最小領域内の光軸直交方向の位置である。
【００７６】
なお、図２に示すように、Ｙｕの値の最大値Ｙｕ（ｍａｘ）とＹｕの最小値Ｙｕ（ｍｉｎ）との差が上記値ｃとなる。また、条件式（７）は、「条件式；０．３０＜Ｙｕ（ｍｉｎ）、Ｙｕ（ｍａｘ）＜０．９０」と記載することもできる。
【００７７】
条件式（７）の下限以下となるように撮像レンズ１００を構成した場合には、Ｙｕの減少に伴い前方（像面基準位置から物点側）への深度拡大効果が弱まり深度が低下（Ｙｕ≒０で図４Ａａ、４Ａｂのようになる）
一方、条件式（７）の上限以上となるように撮像レンズ１００を構成した場合にはＹｕの増加に伴い後方（像面基準位置から反物点側）への深度拡大効果が弱まるため深度が低下してしまうことがある。
【００７８】
なお、Ｙｕの影響は瞳を通過する光の量（面積）に依存するため、条件式（７）の上限以上となると極端に深度拡大効果が低下してしまうことがある。
【００７９】
また、この撮像レンズ１００は、瞳全体の面積に対する球面収差最小領域の面積の割合が、０．２０より大きく、０．７５より小さいものとすることが望ましい。すなわち、撮像レンズ１００の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａが条件式（Ｊ）；０．２０＜ｄ／ｅ＜０．７５を満足するものとすることが望ましい。なお、後述する事例２〜事例１６および事例１９（ただし、事例１９は本発明には含まれない）がこの条件を満足している。
【００８０】
ここで、ｄ＝π×（Ｙｕ（ｍａｘ））２ − π×（Ｙｕ（ｍｉｎ））２、ｅ＝π×（Ｙｗ）２、Ｙｗは、撮像レンズの瞳に入る光線の入射高の最大値（瞳半径）である（図２参照）。
【００８１】
なお、ｅは瞳半径の面積であり、ｄは条件式（７）で規定される範囲に対応する瞳中の領域の面積である。
【００８２】
条件式（Ｊ）の下限以下となるように撮像レンズ１００を構成した場合には、ｄ／ｅの低下に伴い深度は拡大されるがデメリット（ｐｓｆφが増大）の方が大きくなってしまうことがある。
【００８３】
一方、条件式（Ｊ）の上限以上となるように撮像レンズ１００を構成した場合にはｄ／ｅの増加に伴い深度が低下してしまう。
【００８４】
また、この撮像レンズ１００は、撮像レンズ１００の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａが条件式（８）；３＜ｐｓｆφ／Ｆａ＜１５を満足するものとすることが望ましい。なお、後述する事例２〜事例１７および事例１９（ただし、事例１７および１９は本発明には含まれない）がこの条件を満足している。
【００８５】
条件式（８）の下限以下となるように撮像レンズ１００を構成した場合には、ｐｓｆφの減少に伴い、深度拡大効果が弱まり深度が低下してしまう。
【００８６】
一方、条件式（８）の上限以上となるように撮像レンズ１００を構成した場合には、ｐｓｆφの増加に伴い深度は拡大されるがデメリット（画質劣化）の方が大きくなってしまうことがある。
【００８７】
より具体的には、図３に示すように、像面基準位置Ｚｏと交わる光軸直交平面上に形成される点像（基準点像）Ｔｏの光強度分布Ｋｏについて、この光強度分布Ｋｏのピーク強度Ｋｏｐに対して光強度が０．００４倍となる光強度分布Ｋｏ中の最外周位置を結ぶ輪郭によって定められる円の平均直径を基準点像直径（ｐｓｆφ）とすることができる。
【００８８】
この０．００４倍は、ビットマップ形式で出力される画像データが８ビットの階調（２５６階調）を持つことから定めたものである。すなわち、点像のピーク強度Ｋｏｐを２５６階調の最大値に対応する光強度としたときに、この２５６階調の最小値（ピーク強度Ｋｏｐの１／２５６の光強度）に対応する光強度分布Ｋｏ中の位置をこの点像の最外周位置として規定するものである。
【００８９】
検出可能な１ビット分の光強度を持つ点像中の領域を、の１／２５６倍のその１ビット分
また、この撮像レンズ１００は、物体側から順に１枚以上のレンズからなる正のパワーを持つ第１レンズ群と、１枚以上のレンズからなる第２レンズ群とを備え、第２レンズ群の最も像側のレンズが、光軸上において負のパワーを持ち、光軸側から周辺側に向かうにしたがって負のパワーの弱くなる領域を有すのものとすることができる。
【００９０】
さらに、この撮像レンズ１００は、物体側から順に、正のパワーを持つ第１レンズ、負のパワーを持つ第２レンズ、正のパワーを持つ第３レンズ、負のパワーを持つ第４レンズを配してなるものとすることができる。なお、後述する事例１〜事例１９（ただし、事例１７，１９は本発明には含まれない）がこの条件を満足している。
【００９１】
上記第４レンズは、この第４レンズの像面側のレンズ面が非球面形状をなし、かつ、変曲点を有するものとしてもよい。なお、後述する事例１〜事例１９（ただし、事例１７，１９は本発明には含まれない）がこの条件を満足している。
【００９２】
また、第４レンズの像面側のレンズ面が非球面形状をなし、かつ、光軸中心以外の領域に極点を有するものとしてもよい。なお、後述する事例１〜事例１９（ただし、事例１７，１９は本発明には含まれない）がこの条件を満足している。
【００９３】
撮像システム３００の画像処理部３１０によって実行されるコントラスト回復処理は、画像復元処理、エッジ強調処理、ガンマ補正、コントラスト強調処理のうち、２つ以上を組み合わせて実施するものとすることもできる。
【００９４】
なお、画像復元処理、エッジ強調処理、ガンマ補正、コントラスト強調処理は、従来より知られている手法を採用することができる。
【００９５】
次に、本発明の撮像レンズの作用、特にこの撮像レンズの持つ球面収差の作用について説明する。
【００９６】
なお、後述する参照例４および５の撮像レンズは、本発明の撮像レンズであるが、参照例１〜３の撮像レンズは、本発明の撮像レンズには含まれない。
【００９７】
なお、以下の参照例１〜５の撮像レンズに関する説明は、いずれも、各撮像レンズの光軸Ｚ１上から発せられた光線について説明するものである。
【００９８】
＜説明１＞
図４Ａａ、４Ａｂは、参照例１の撮像レンズＬｈ１に関する図である。図４Ａａは、横軸Ｚに光軸Ｚ１方向の位置、縦軸Ｙに光軸直交方向の位置を示すＺ-Ｙ座標上に、撮像レンズＬｈ１の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａｈ１を示す図である。図４Ａｂは、この撮像レンズＬｈ１を通った光線の光路と、この撮像レンズＬｈ１の光軸上から発せられた光線を撮像レンズＬｈ１に通すことにより像面基準位置Ｚｏｈ１に形成される点像の直径である基準点像直径（ｐｓｆφｈ１）と、この撮像レンズＬｈ１の拡大焦点深度ｂｈ１等を示す図である。
【００９９】
なお、拡大焦点深度は、この拡大焦点深度の範囲内に撮像面を位置させ、この撮像面上に撮像レンズを通して形成された光学像を撮像し、この撮像によって得られた原画像にコントラスト回復処理を施すことにより、実用上許容できる画像品質を持つボケ回復画像が得られるように定められた深度である。
【０１００】
この拡大焦点深度は、被写体の光学像を諸収差を抑えて撮像面上に結像させる通常の結像光学系における焦点深度に対応するものである。
【０１０１】
図４Ａａ示す球面収差を持たせた参照例１の撮像レンズＬｈ１では、撮像レンズＬｈ１の瞳の中央部を通った光線Ｋｕｈ１が、球面収差曲線Ｓａｈ１中の中央部Ｊｕｈ１（光軸側）に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ１よりも物点側に集光される。また、撮像レンズＬｈ１の瞳の周辺部を通った光線Ｋｉｈ１は、球面収差曲線Ｓａｈ１中の周辺部Ｊｉｈ１に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ１の物点側とは反対側（以後、反物点側ともいう）に集光される（図４Ａｂ参照）。
【０１０２】
なお、撮像レンズを通った光線が集光する最も物点側の位置から、撮像レンズを通った光線が集光する最も反物点側の位置までの範囲が、拡大焦点深度の範囲と概略一致する。
【０１０３】
なお、後述する参考焦点深度は、拡大焦点深度としては認められない範囲を示すものであり、参考までに示される深度である。
【０１０４】
このように、撮像レンズＬｈ１を通る光線の位置（入射高）によって各光線の光軸方向における集光位置が異なることにより、この撮像レンズＬｈ１の拡大焦点深度の範囲を拡大させる効果が生じる。
【０１０５】
また、基準点像直径（ｐｓｆφｈ１）は、基準点像を形成する光線の像面基準位置Ｚｏｈ１における太さである。また、図４Ａａに示す撮像レンズＬｈ１の球面収差曲線Ｓａｈ１の最大幅Ｓｂｈ１の値と、図４Ａｂに示す撮像レンズＬｈ１の拡大焦点深度ｂｈ１の値とが概略一致する。
【０１０６】
なお、像面基準位置は、撮像レンズの光軸上の近点と遠点との間に位置する物点から発せられ撮像レンズを通った各光線が最も密に集まる位置であり、例えば、撮像レンズを通して光軸直交平面上に形成された光学像のＭＴＦの値を測定しつつ、その光軸直交平面を光軸方向（深度方向）に移動させたときに、ＭＴＦの値が最大となる位置（コントラストが最大となるＭＴＦピーク位置）として定めることができる。
【０１０７】
なお、この像面基準位置は、球面収差曲線の形状（曲線の傾斜角度や、傾斜開始位置等）によって変化する。
【０１０８】
なお、以下に説明する図４Ｂａ〜図４Ｅａは、図４Ａａの場合と同様の座標上に球面収差曲線を示すものである。また、以下に説明する図４Ｂｂ〜図４Ｅｂは、図４Ａｂの場合と同様に、撮像レンズを通った光線の光路と、この撮像レンズの光軸上から発せられた光線を撮像レンズに通すことにより像面基準位置に形成される点像の直径である基準点像直径（ｐｓｆφ）と、この撮像レンズの拡大焦点深度や、参考焦点深度等を示すものである。
【０１０９】
＜説明２＞
図４Ｂａ、４Ｂｂは、参照例２の撮像レンズＬｈ２に関する図である。図４Ｂａは撮像レンズＬｈ２の球面収差を表す球面収差曲線を示すものである。図４Ｂａは、この撮像レンズＬｈ２を通った光線の光路、この光線によって形成される点像の基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）、およびこの撮像レンズＬｈ２の参考焦点深度ｂｈ２等を示す図である。
【０１１０】
この撮像レンズＬｈ２は、説明済みの参照例１の撮像レンズＬｈ１の場合に比して球面収差曲線の最大幅がさらに大きくなるように球面収差を与えたものである。
【０１１１】
図４Ｂａに示される球面収差を持たせた撮像レンズＬｈ２においては、説明済みの撮像レンズＬｈ１と同様に、撮像レンズＬｈ２の瞳の中央部を通った光線Ｋｕｈ２が、球面収差曲線Ｓａｈ２中の中央部Ｊｕｈ２（光軸側）に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ２よりも物点側に集光される。また、撮像レンズＬｈ２の瞳の周辺部を通った光線Ｋｉｈ２は、球面収差曲線Ｓａｈ２中の周辺部Ｊｉｈ２に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ２の反物点側に集光される（図４Ｂｂ参照）。
【０１１２】
したがって、このような球面収差を与えた撮像レンズＬｈ２の参考焦点深度ｂｈ２は、説明済みの撮像レンズＬｈ１の拡大焦点深度ｂｈ１よりも拡大される。
【０１１３】
しかしながら、拡大焦点深度の範囲の拡大に伴い基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）が拡大すると、この撮像レンズＬｈ２を通して形成された原画像にコントラスト回復処理を施すときのデメリットが増大してしまうため、球面収差曲線Ｓａｈ２の最大幅ｓｂｈ２の拡大には限度がある。
【０１１４】
すなわち、球面収差曲線Ｓａｈ２の最大幅ｓｂｈ２を大きくすることにより基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）が大きくなり、そのような径の大きな多数の点像で構成される光学像を撮像して得られた原画像にコントラスト回復処理を施すと、その処理によって原画像に含まれるノイズが増大されこのボケ回復画像の画質が劣化する。また、基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）の拡大はアーチファクト（偽解像）の発生にも繋がり、画質を劣化させることもある。
【０１１５】
すなわち、基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）が大きくなると、コントラストを回復させるための処理に使用する（基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）の範囲内に位置する）原画像中の画素数が増加して演算量が多くなったり、コントラストを回復させるための処理対象とする面積（基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）の範囲）の増大に伴いその範囲に含まれる信号成分よりもノイズ成分の割合の方が多くなったりするため、原画像にコントラスト回復処理を施して得られるボケ回復画像に含まれるノイズが増大されるなど画質が劣化する。
【０１１６】
このことは、上記のように、単に撮像レンズの球面収差を大きくしただけでは、被写界深度の拡大と良好な画質とを両立させてボケ回復画像を得ることが難しいことを示している。
【０１１７】
＜説明３＞
図４Ｃａ、４Ｃｂは、参照例３の撮像レンズＬｈ３に関する図である。図４Ｃａは撮像レンズＬｈ３の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａｈ３を示す図である。図４Ｃｂは、この撮像レンズＬｈ３を通った光線の光路と、この光線によって形成される点像の基準点像直径（ｐｓｆφｈ３）と、この撮像レンズＬｈ３の参考焦点深度ｂｈ３等を示す図である。
【０１１８】
この撮像レンズＬｈ３は、説明済みの撮像レンズＬｈ１や撮像レンズＬｈ２の持つ球面収差とは逆の特性からなる球面収差を持つものである。
【０１１９】
すなわち、図４Ｃａに示すように、参照例３の撮像レンズＬｈ３は、この撮像レンズＬｈ３の瞳の中央部を通った光線Ｋｕｈ３が、球面収差曲線Ｓａｈ３中の中央部Ｊｕｈ３（光軸側）に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ３よりも反物点側に集光される。また、撮像レンズＬｈ３の瞳の周辺部を通った光線Ｋｉｈ３は、球面収差曲線Ｓａｈ３中の周辺部Ｊｉｈ３に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ３の物点側に集光される（図４Ｃｂ参照）。
【０１２０】
このような球面収差の付与された撮像レンズＬｈ３は、球面収差曲線Ｓａｈ３の最大幅ｓｂｈ３が説明済みの撮像レンズＬｈ２の球面収差曲線Ｓａｈ２の最大幅ｓｂｈ２よりも小さい。そのため、撮像レンズＬｈ３の参考焦点深度ｂｈ３の範囲は縮小される。しかしながら、このように撮像レンズＬｈ３の参考焦点深度ｂｈ３の範囲が縮小されても、撮像レンズＬｈ３の基準点像直径（ｐｓｆφｈ３）は、上記撮像レンズＬｈ２の基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）よりも大きくなる。
【０１２１】
したがって、撮像レンズＬｈ３では被写界深度が拡大されず、さらに、基準点像直径（ｐｓｆφｈ３）が大きくなるため、撮像レンズＬｈ３を通して取得した原画像にコントラスト回復処理を施して得られたボケ回復画像に含まれるノイズが増大しこのボケ回復画像の画質も劣化する。
【０１２２】
＜説明４＞
図４Ｄａ、４Ｄｂは、本発明の撮像レンズである参照例４の撮像レンズＬｈ４に関する図である。図４Ｄａは撮像レンズＬｈ４の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａｈ４を示す図である。図４Ｄｂは、この撮像レンズＬｈ４を通った光線の光路と、この光線によって形成される点像の基準点像直径（ｐｓｆφｈ４）と、この撮像レンズＬｈ４の拡大焦点深度ｂｈ４等を示す図である。
【０１２３】
この撮像レンズＬｈ４は、球面収差曲線Ｓａｈ４の最大幅Ｓｂｈ４を、説明済みの参照例１の撮像レンズＬｈ１の最大幅Ｓｂｈ１よりも大きくするとともに、この球面収差曲線Ｓａｈ４中に、この撮像レンズＬｈ４の瞳を通る光線の入射高が変化してもその光線の集光位置が光軸方向に変化しないようにする部分である球面収差最小領域（後述の中間部Ｊｖｈ４）を持たせたものである。
【０１２４】
図４Ｄａに示すように、参照例４の撮像レンズＬｈ４は、この撮像レンズＬｈ４の瞳の最外周領域である外周部を通った光線Ｋｇｈ４が、球面収差曲線Ｓａｈ４中の外周部ＪＧｈ４に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ４よりも反物点側に集光される（図４Ｄｂ参照）。また、撮像レンズＬｈ４の瞳の中央部を通った光線Ｋｗｈ４は、球面収差曲線Ｓａｈ４中の中央部Ｊｗｈ４（最も光軸側）に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ３よりも物点側に集光される（図４Ｄｂ参照）。さらに、撮像レンズＬｈ４の瞳の外周部と中央部との間の中間部を通った光線Ｋｖｈ４は、球面収差曲線Ｓａｈ４中の中間部Ｊｖｈ４に示す収差の影響を受けて、上記外周部を通った光線Ｋｇｈ４の集光位置と中央部を通った光線Ｋｗｈ４の集光位置との間に集光される（図４Ｄｂ参照）。
【０１２５】
この撮像レンズＬｈ４は、球面収差曲線Ｓａｈ４の最大幅ｓｂｈ４が、説明済みの撮像レンズＬｈ１の球面収差曲線Ｓａｈ１の最大幅ｓｂｈ１よりも大きい。そのため、撮像レンズＬｈ４の拡大焦点深度ｂｈ４の範囲は撮像レンズＬｈ１の場合より拡大される。
【０１２６】
ここで、撮像レンズＬｈ４の球面収差曲線Ｓａｈ４の最大幅Ｓｂｈ４と、撮像レンズＬｈ４の拡大焦点深度ｂｈ４とは略一致する。
【０１２７】
さらに、このように撮像レンズＬｈ４の拡大焦点深度ｂｈ４の範囲が拡大されても、撮像レンズＬｈ４を通して像面基準位置Ｚｏｈ４に形成される基準点像直径（ｐｓｆφｈ４）の拡大は抑制される。したがって、この撮像レンズＬｈ４の基準点像直径（ｐｓｆφｈ４）は、上記撮像レンズＬｈ２の基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）よりも小さくなる。
【０１２８】
これにより、撮像レンズＬｈ４では、基準点像直径（ｐｓｆφｈ４）の拡大を抑制しつつ被写界深度を拡大することができる。
【０１２９】
すなわち、撮像レンズＬｈ４を通して形成される多数の点像（基準点像直径（ｐｓｆφｈ４）を有する点像）からなる光学像を撮像して得られる原画像にコントラスト回復処理を施して得られるボケ回復画像は、近距離から遠距離に亘るいずれの被写体についても所定以上のコントラストを持つ、深度が深く画質の良い画像とすることができる。
【０１３０】
＜説明５＞
図４Ｅａ、４Ｅｂは、本発明の撮像レンズである参照例５の撮像レンズＬｈ５に関する図である。図４Ｅａは撮像レンズＬｈ５の球面収差を表す球面収差曲線Ｓａｈ５を示す図である。図４Ｅｂは、この撮像レンズＬｈ５を通った光線の光路と、この光線によって形成される点像の基準点像直径（ｐｓｆφｈ５）と、この撮像レンズＬｈ５の拡大焦点深度ｂｈ５等を示す図である。
【０１３１】
この撮像レンズＬｈ５は、球面収差曲線Ｓａｈ５の最大幅ｂｈ５を、説明済みの参照例１の撮像レンズＬｈ１の最大幅ｂｈ１に比して大きくしたものである。さらに、この撮像レンズＬｈ５は、入射高の増大（図４ＥａのＹ軸の値の増加）に伴いその入射高を通る光線の集光位置を光軸方向の反物点側に移動させるような球面収差を持つものである。
【０１３２】
図４Ｅａに示すように、参照例５の撮像レンズＬｈ５は、この撮像レンズＬｈ５の瞳の最外周領域である外周部を通った光線Ｋｇｈ５が、球面収差曲線Ｓａｈ５中の外周部Ｊｇｈ５に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ５よりも反物点側に集光される（図４Ｅｂ参照）。また、撮像レンズＬｈ５の瞳の中央部を通った光線Ｋｗｈ５は、球面収差曲線Ｓａｈ５中の中央部Ｊｗｈ５（最も光軸側）に示す収差の影響を受けて像面基準位置Ｚｏｈ５よりも物点側に集光される（図４Ｅｂ参照）。さらに、撮像レンズＬｈ５の瞳の外周部と中央部との間の中間部を通った光線Ｋｖｈ５は、球面収差曲線Ｓａｈ５中の中間部Ｊｖｈ５に示す収差の影響を受けて、上記外周部を通った光線Ｋｇｈ５の集光位置と中央部を通った光線Ｋｗｈ５の集光位置との間に集光される（図４Ｅｂ参照）。
【０１３３】
したがって、このような球面収差の付与された撮像レンズＬｈ５は、上記参照例４の撮像レンズＬｈ４と同様に、球面収差曲線Ｓａｈ５の最大幅ｓｂｈ５が、説明済みの撮像レンズＬｈ１の球面収差曲線Ｓａｈ１の最大幅ｓｂｈ１よりも大きくなる。そのため、撮像レンズＬｈ５の拡大焦点深度ｂｈ５の範囲は拡大される。
【０１３４】
ここでも、撮像レンズＬｈ５の球面収差曲線Ｓａ５の最大幅Ｓｂｈ５と、撮像レンズＬｈ５の拡大焦点深度ｂｈ５とは略一致する。
【０１３５】
さらに、撮像レンズＬｈ５の拡大焦点深度ｂｈ５の範囲が拡大されても、撮像レンズＬｈ５の基準点像直径（ｐｓｆφｈ５）の拡大は抑制される。この、撮像レンズＬｈ５の基準点像直径（ｐｓｆφｈ５）は、説明済みの撮像レンズＬｈ２の基準点像直径（ｐｓｆφｈ２）よりも小さくなる。したがって、撮像レンズＬｈ５においても、基準点像直径（ｐｓｆφｈ５）の拡大を抑制しつつ被写界深度を拡大する効果を得ることができる。
【０１３６】
すなわち、撮像レンズＬｈ５を通して形成される多数の点像（基準点像直径（ｐｓｆφｈ５）を有する点像）からなる光学像を撮像して得られる原画像にコントラスト回復処理を施して得られるボケ回復画像は、近距離から遠距離に亘るいずれの被写体についても所定以上のコントラストを持つ、深度が深く画質の良い画像とすることができる。
【０１３７】
なお、この撮像レンズＬｈ５の球面収差曲線Ｓａｈ５の最大幅ｓｂｈ５と、説明済みの撮像レンズＬｈ４の球面収差曲線Ｓａｈ４の最大幅ｓｂｈ４とは略等しいので、撮像レンズＬｈ５の拡大焦点深度ｂｈ５と撮像レンズＬｈ４の拡大焦点深度ｂｈ４とは略等しい。
【０１３８】
一方、撮像レンズＬｈ５の基準点像直径（ｐｓｆφｈ５）（事例１６、図２０Ｌ，Ｍ参照）よりも、説明済みの撮像レンズＬｈ４の基準点像直径（ｐｓｆφｈ４）（例えば、事例１５、図１９Ｌ，Ｍ参照）の方が小さいので、説明済みの撮像レンズＬｈ４を用いて得られたボケ回復画像は、撮像レンズＬｈ５を用いて得られたボケ回復画像よりもノイズやアーチファクトが少ないより品質の高い画像とすることができる。
【０１３９】
この効果は、説明済みの撮像レンズＬｈ４の球面収差曲線Ｓａｈ５中に、この撮像レンズＬｈ４の瞳に入る光線の入射高が変化してもその光線の集光位置が光軸方向（図中Ｚ方向）に変化しないようにする部分（球面収差最小領域）を持たせたことによるものである。
【０１４０】
＜説明６＞
次に、図４Ｆを参照して、本発明の撮像レンズによる被写界深度拡大の効果について説明する。
【０１４１】
図４Ｆは、近点から発せられた光を撮像レンズに通して集光させた様子と、遠点から発せられた光を撮像レンズに通して集光させた様子とを比較して示す図である。図４Ｆ中の上部の図が近点に関する図、図４Ｆ中の下部の図が遠点に関する図である。
【０１４２】
図４Ｆ中の上部に示すように、光軸Ｚ１上の近点Ｈｐ１から発せられ、撮像レンズＬの瞳の外周部を通った光線Ｋｇｐ１は、光軸上の位置Ｚｇｐ１に正確にボケることなく結像される。また、光軸上の近点Ｈｐ１から発せられ、撮像レンズＬの瞳の中央部を通った光線Ｋｗｐ１は、光軸上の上記位置Ｚｇｐ１よりも物点側の位置Ｚｗｐ１に正確にボケることなく結像される。さらに、光軸上の近点Ｈｐ１から発せられ、撮像レンズＬの瞳の中間部を通った光線Ｋｖｐ１は、光軸上の上記位置Ｚｇｐ１と位置Ｚｗｐ１との間の位置Ｚｖｐ１に正確にボケることなく結像される。
【０１４３】
すなわち、光軸上の近点Ｈｐ１を表す正確な光学像が、光軸上の位置Ｚｇｐ１から位置Ｚｗｐ１に亘る全ての位置に形成される。
【０１４４】
しかしながら、光軸上の位置Ｚｇｐ１から位置Ｚｗｐ１に亘る各位置には、近点Ｈｐ１とは異なる位置から発せられて光軸を通った、上記近点Ｈｐ１を表す光学像の形成には寄与しないノイズとなる光線等も到達する。したがって、光軸上の位置Ｚｇｐ１から位置Ｚｗｐ１に亘る各位置には、近点Ｈｐ１を表してはいるがボケた光学像が形成される。
【０１４５】
ここで、近点Ｈｐ１についての拡大焦点深度は、概略光軸上の位置Ｚｇｐ１から位置Ｚｗｐ１の範囲となる。
【０１４６】
一方、図４Ｆ中の下部に示すように、光軸上の遠点Ｈｐ２から発せられ、撮像レンズＬの瞳の外周部を通った光線Ｋｇｐ２は、光軸上の位置Ｚｇｐ２に正確にボケることなく結像される。また、光軸上の遠点Ｈｐ２から発せられ、撮像レンズＬの瞳の中央部を通った光線Ｋｗｐ２は、光軸上の上記位置Ｚｇｐ２よりも物点側の位置Ｚｗｐ２に正確にボケることなく結像される。さらに、光軸上の遠点Ｈｐ２から発せられ、撮像レンズＬの瞳の中間部を通った光線Ｋｖｐ２は、光軸上の上記位置Ｚｇｐ２と位置Ｚｗｐ２との間の位置Ｚｖｐ２に正確にボケることなく結像される。
【０１４７】
すなわち、光軸上の遠点Ｈｐ２を表す正確な光学像が、光軸上の位置Ｚｇｐ２から位置Ｚｗｐ２に亘る全ての位置に形成される。
【０１４８】
しかしながら、光軸上の位置Ｚｇｐ２から位置Ｚｗｐ２に亘る各位置には、遠点Ｈｐ２とは異なる位置から発せられて光軸を通った、上記遠点Ｈｐ２を表す光学像の形成には寄与しないノイズとなる光線等も到達する。したがって、光軸上の位置Ｚｇｐ２から位置Ｚｗｐ２に亘る各位置には、遠点Ｈｐ２を表してはいるがボケた光学像が形成される。
【０１４９】
ここで、遠点Ｈｐ２についての拡大焦点深度は、概略光軸上の位置Ｚｇｐ２から位置Ｚｗｐ２の範囲となる。
【０１５０】
ここで、近点Ｈｐ１についての拡大焦点深度である位置Ｚｇｐ１から位置Ｚｗｐ１に亘る領域と、遠点Ｈｐ２についての拡大焦点深度である位置Ｚｇｐ２から位置Ｚｗｐ２に亘る領域とがオーバラップする領域Ｚover中には、近点Ｈｐ１から遠点Ｈｐ２に亘る光軸上のいずれの点についてもボケた状態ではあるが実用上許容できる状態の光学像を形成可能となる。
【０１５１】
なお、実用上許容できる状態のボケた光学像とは、このボケた光学像に対してコントラスト回復処理を施すことにより実用上支障の無い画像に回復することができる光学像である。
【０１５２】
したがって、領域Ｚoverは、近点Ｈｐ１から遠点Ｈｐ２亘る光軸上の全ての点についての拡大焦点深度となるので、この領域Ｚover中に撮像素子の撮像面を配置することにより、近点Ｈｐ１から遠点Ｈｐ２に亘るいずれの位置に配された被写体についても、撮像レンズＬの拡大焦点深度内で撮像することができる。
【０１５３】
このような本発明の撮像レンズの作用により、この撮像レンズの被写界深度の拡大とこの撮像レンズを介して得られるボケ回復画像の画質低下の抑制とを両立させることができる。
【０１５４】
なお、本発明の撮像レンズを例えば携帯電話のカメラに適用する場合には、撮像面に形成される近点Ｈｐ１に位置する被写体の光学像の解像度よりも、この撮像面に形成される遠点Ｈｐ２に位置する被写体の光学像の解像度の方を高くするように、上記領域Ｚover中に配置する撮像面の位置を定めることが望ましい。
【０１５５】
すなわち、携帯電話に設けられたカメラで至近距離を撮影する用途は、主に文字の撮影であり、このような文字の撮影で得られる画像に要求されるのは画質ではなく、文字が識別できるかどうかである。したがって、近点Ｈｐ１から発せられ撮像面に入射する光線の光束は、遠点Ｈｐ２から発せられ撮像面に入射する光線の光束よりある程度太くなってもかまわない。
【０１５６】
このような、至近距離の被写体の撮影に対してフレアが許容される（低周波の解像度が要求されない）用途には、上記のような球面収差を持つ本願発明の撮像レンズの使用が特に適している。なお、高周波の解像度はある程度なければ文字が読めない。
【０１５７】
＜具体的な実施例＞
次に、図５（図５Ａ〜５Ｎ）〜図２３（図２３Ａ〜２３Ｎ）、図２４、および表１（表１Ａ〜１Ｂ）〜表１９（表１９Ａ〜１９Ｂ）、表２０Ａ、表２０Ｂを参照し、事例１〜事例１９の各撮像レンズについて説明する。
【０１５８】
なお、上記表１Ａ〜表２０Ｂについてはこれらの表を最後にまとめて表示する。
【０１５９】
事例１の撮像レンズは、収差を極力小さくするように設計した結像光学系からなる撮像レンズであり、光学像にボケを与えることなく撮像面上にその光学像を結像させるものである。
【０１６０】
事例２〜事例１９の撮像レンズは、被写界深度を拡大するためにボケの付与された光学像を形成するための撮像レンズである。これらの撮像レンズは、ボケの付与された光学像を撮像して得られる原画像にコントラスト回復処理を施して広範囲の撮影距離に亘ってその原画像のコントラストを高めてなるボケ回復画像を得るために用いられるものである。
【０１６１】
なお、事例２〜１８の撮像レンズは本発明の撮像レンズの条件を満たすものであるが、事例１および事例１９の撮像レンズは本発明の撮像レンズの条件を満たすものではない。
【０１６２】
なお、事例１の撮像レンズは、事例２〜１９の撮像レンズの基になるものである。
【０１６３】
図５Ａ〜図５Ｎ、および表１Ａ、１Ｂは、事例１の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１６４】
図６Ａ〜図６Ｎ、および表２Ａ、２Ｂは、事例２の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１６５】
図７Ａ〜図７Ｎ、および表３Ａ、３Ｂは、事例３の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１６６】
図８Ａ〜図８Ｎ、および表４Ａ、４Ｂは、事例４の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１６７】
図９Ａ〜図９Ｎ、および表５Ａ、５Ｂは、事例５の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１６８】
図１０Ａ〜図１０Ｎ、および表６Ａ、６Ｂは、事例６の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１６９】
図１１Ａ〜図１１Ｎ、および表７Ａ、７Ｂは、事例７の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７０】
図１２Ａ〜図１２Ｎ、および表８Ａ、８Ｂは、事例８の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７１】
図１３Ａ〜図１３Ｎ、および表９Ａ、９Ｂは、事例９の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７２】
図１４Ａ〜図１４Ｎ、および表１０Ａ、１０Ｂは、事例１０の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７３】
図１５Ａ〜図１５Ｎ、および表１１Ａ、１１Ｂは、事例１１の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７４】
図１６Ａ〜図１６Ｎ、および表１２Ａ、１２Ｂは、事例１２の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７５】
図１７Ａ〜図１７Ｎ、および表１３Ａ、１３Ｂは、事例１３の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７６】
図１８Ａ〜図１８Ｎ、および表１４Ａ、１４Ｂは、事例１４の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７７】
図１９Ａ〜図１９Ｎ、および表１５Ａ、１５Ｂは、事例１５の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７８】
図２０Ａ〜図２０Ｎ、および表１６Ａ、１６Ｂは、事例１６の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１７９】
図２１Ａ〜図２１Ｎ、および表１７Ａ、１７Ｂは、事例１７の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１８０】
図２２Ａ〜図２２Ｎ、および表１８Ａ、１８Ｂは、事例１８の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１８１】
図２３Ａ〜図２３Ｎ、および表１９Ａ、１９Ｂは、事例１９の撮像レンズに関するデータを示すものである。
【０１８２】
図２４は、事例１〜事例１９の撮像レンズそれぞれの基準点像直径（ｐｓｆφ）と深度（拡大焦点深度、参考焦点深度）とをまとめて示す図である。
【０１８３】
表１Ａ、１Ｂは事例１のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１８４】
表２Ａ、２Ｂは事例２のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１８５】
表３Ａ、３Ｂは事例３のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１８６】
表４Ａ、４Ｂは事例４のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１８７】
表５Ａ、５Ｂは事例５のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１８８】
表６Ａ、６Ｂは事例６のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１８９】
表７Ａ、７Ｂは事例７のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９０】
表８Ａ、８Ｂは事例８のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９１】
表９Ａ、９Ｂは事例９のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９２】
表１０Ａ、１０Ｂは事例１０のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９３】
表１１Ａ、１１Ｂは事例１１のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９４】
表１２Ａ、１２Ｂは事例１２のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９５】
表１３Ａ、１３Ｂは事例１３のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９６】
表１４Ａ、１４Ｂは事例１４のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９７】
表１５Ａ、１５Ｂは事例１５のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９８】
表１６Ａ、１６Ｂは事例１６のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０１９９】
表１７Ａ、１７Ｂは事例１７のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０２００】
表１８Ａ、１８Ｂは事例１８のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０２０１】
表１９Ａ、１９Ｂは事例１９のレンズ設計上の基本データを示す表である。
【０２０２】
表２０Ａは、事例１〜事例１９の撮像レンズそれぞれの球面収差、および各撮像レンズを通して形成される点像に関するデータについてまとめて示す図である。
【０２０３】
表２０Ｂは、事例１〜事例１９の撮像レンズそれぞれの深度や深度ＭＴＦに関するデータについてまとめて示す図である。
【０２０４】
＜表１Ａ〜表１９Ａの説明＞
表１Ａ〜表１９Ａに示す事例１〜事例２３の撮像レンズのレンズデータにおいて、レンズ等の光学部材の面番号を物体側から像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、・・・）の面番号として示す。なお、これらのレンズデータには、開口絞りの面番号（ｉ＝１）、平行平面板であるカバーガラスの物体側の面と像側の面の面番号（ｉ＝１０、１１）、および撮像面の面番号（ｉ＝１２）等も含めて記載している。
【０２０５】
表１Ａ、２Ａ、・・・１１Ａの各表中のＲｉはｉ番目の面の近軸曲率半径を示し、Ｄｉはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、レンズデータの符号Ｒｉは、図１中のレンズ面を示す符号Ｒｉと対応している。
【０２０６】
また、表１Ａ、２Ａ、・・・１１Ａ中に示す記号Ｎｄｊは物体側から像側に向かうに従い順次増加するｊ番目の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊはｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示す。
【０２０７】
なお、事例１〜事例２３の撮像レンズの設計基準波長は５４６．１ｎｍである。
【０２０８】
さらに、表１Ａ〜表１９Ａの最下部に、事例１〜１９の撮像レンズそれぞれの焦点距離およびＦ値を示す。
【０２０９】
なお、近軸曲率半径、面間隔、焦点距離の単位はｍｍであり、近軸曲率半径は物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。
【０２１０】
＜表１Ｂ〜表１９Ｂの説明＞
表１Ｂ〜表１９Ｂに、事例１〜１９の各撮像レンズを構成する非球面Ｒｉを表す非球面式の各係数Ｋ、Ａ３、Ａ４、Ａ５、・・・の値を示す。
【０２１１】
なお、各非球面は下記非球面式により定義されるものである。
【数１】
【０２１２】
＜図５Ａ〜図２３Ａの説明＞
図５Ａ〜図２３Ａは、事例１〜事例２３の撮像レンズそれぞれの概略構成を示す断面図である。なお、各図中には、３種類の入射高で撮像面へ入射する光線の軌跡等が示されている。
【０２１３】
また、図中の符号Ｒ１、Ｒ２、・・・は以下の構成要素を指している。すなわち、Ｒ１は開口絞り、Ｒ２とＲ３は第１レンズＬ１の物体側のレンズ面と像側のレンズ面、Ｒ４とＲ５は第２レンズＬ２の物体側のレンズ面と像側のレンズ面、Ｒ６とＲ７は第３レンズＬ３の物体側のレンズ面と像側のレンズ面、Ｒ８とＲ９は第４レンズＬ４の物体側のレンズ面と像側のレンズ面、Ｒ１０とＲ１１は第５レンズＬ５であるカバーガラスの物体側の表面と像側の表面、Ｒ１２は撮像面を示している。
【０２１４】
＜図５Ｂ〜図２３Ｂの説明＞
図５Ｂ〜図２３Ｂは、事例１〜１９の各撮像レンズの球面収差を示す図である。
【０２１５】
＜図５Ｃ〜図２３Ｃの説明＞
図５Ｃ〜図２３Ｃは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長（５４６．１ｎｍ）における収差を示すものであり、左側に非点収差、右側に歪曲収差を示す図である。
【０２１６】
＜図５Ｄ〜図２３Ｄの説明＞
図５Ｄ〜図２３Ｄは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長におけるコマ収差を示す図である。
【０２１７】
＜図５Ｅ〜図２３Ｅの説明＞
図５Ｅ〜図２３Ｅは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長におけるスポットダイアグラムを示すものであり、各撮像レンズを通して撮像面上の各位置に形成された（３種類の入射高で撮像面に入射して形成された）各スポットのデフォーカス時の変化を示すものである。ここでは、デフォーカス量として、撮像面を光軸Ｚ１方向に−１００μｍ、−５０μｍ、±０μｍ、＋５０μｍ、＋１００μｍ平行移動させたときにこの撮像面に形成されるスポットの形状を示している。
【０２１８】
＜図５Ｆ〜図２３Ｆの説明＞
図５Ｆ〜図２３Ｆは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長における空間周波数ＭＴＦ特性を示すものであり、各撮像レンズを通り像面に形成された光学像の像高０における空間周波数ＭＴＦ特性を示す図である。
【０２１９】
＜図５Ｇ〜図２３Ｇの説明＞
図５Ｇ〜図２３Ｇは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長における深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示すものであり、各撮像レンズを通り光軸上（像高０）に形成される光学像について、デフォーカスさせたときの、９０本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示す図である。
【０２２０】
＜図５Ｈ〜図２３Ｈの説明＞
図５Ｈ〜図２３Ｈは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長における深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示すものであり、各撮像レンズを通り光軸上（像高０）に形成される光学像について、デフォーカスさせたときの、１７９本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示す図である。
【０２２１】
＜図５Ｉ〜図２３Ｉの説明＞
図５Ｉ〜図２３Ｉは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長における空間周波数ＭＴＦ特性を示すものであり、（３種類の入射高で撮像面に入射して形成された）像についての空間周波数ＭＴＦ特性を示す図である。
【０２２２】
＜図５Ｊ〜図２３Ｊの説明＞
図５Ｊ〜図２３Ｊは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長における深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示すものであり、各撮像レンズを通して撮像面上の各位置に形成された（３種類の入射高で撮像面に入射して形成された）像について、デフォーカスさせたときの、９０本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示す図である。
【０２２３】
＜図５Ｋ〜図２３Ｋの説明＞
図５Ｋ〜図２３Ｋは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長における深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示すものであり、各撮像レンズを通して撮像面上の各位置に形成された（３種類の入射高で撮像面に入射して形成された）像について、デフォーカスさせたときの、１７９本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示す図である。
【０２２４】
＜図５Ｌ〜図２３Ｌの説明＞
図５Ｌ〜図２３Ｌは、事例１〜１９の各撮像レンズを通して形成される設計基準波長における点像の強度分布を示す図である。各図の上側に撮像面上に形成された点像の強度分布の全体を示し、各図の下側に上記点像の強度分布を拡大して基準点像直径（ｐｓｆφ）を示す図である。
【０２２５】
＜図５Ｍ〜図２３Ｍの説明＞
図５Ｍ〜図２３Ｍは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長における球面収差曲線を示す図である。瞳に入る入射高が変化しても球面収差が一定となる範囲である球面収差最小領域ｃを破線で示し、瞳に入る入射高の変化に応じて球面収差が変化する球面収差最小領域ｃではない範囲を実線で示す図である。
【０２２６】
＜図５Ｎ〜図２３Ｎの説明＞
図５Ｎ〜図２３Ｎは、事例１〜１９の各撮像レンズの設計基準波長での、９０本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性と、１８０本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性とを比較して示す図である。実線で示す曲線が９０本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示し、破線で示す曲線が１８０本／ｍｍにおける深度（デフォーカス）ＭＴＦ特性を示している。
【０２２７】
なお、各図中に記載の深度は、後述する基準レスポンスの値に対応して定められるものである。例えば、事例１に関する図５Ｎの９０本／ｍｍにおける深度は、ＭＴＦ値が０．２（基準レスポンスの値２０％）となるデフォーカス範囲（９０本／ｍｍの深度ＭＴＦ曲線から求められる）として求めることができる。
【０２２８】
また、例えば、事例２に関する図６Ｎの９０本／ｍｍにおける深度は、ＭＴＦ値が０．１７１（基準レスポンスの値１７．１％）となるデフォーカス範囲（９０本／ｍｍの深度ＭＴＦ曲線から求められる）として求めることができる。
【０２２９】
＜表２０Ａの説明＞
表２０Ａは、事例１〜事例１９の撮像レンズそれぞれの球面収差、および各撮像レンズを通して形成される点像に関するデータについてまとめて示す図である。
【０２３０】
表２０Ａ中に記載のｐｓｆφ対応画素数は、ｐｓｆφの値を１画素の大きさ（約１．４μｍ）で除算して求めた値であり、基準点像直径ｐｓｆφ内に並ぶ画素数を示している。
【０２３１】
表２０Ａ中に記載の球面収差最小領域の比面積は、説明済みのｄ／ｅの値に対応するものである。
【０２３２】
なお、表２０中の事例１７について、球面収差の欄、および球面収差最小領域の欄のデータは省略する。すなわち、事例１７については、瞳への入射高さの増大に対する球面収差の発生方向が他の事例と異なるためデータ化する意味が無くデータの記載は省略する。
【０２３３】
表２０Ａ中の他の項目については説明済なので、ここでの説明は省略する。
【０２３４】
＜表２０Ｂの説明＞
表２０Ｂは、事例１〜事例１９の撮像レンズそれぞれの深度や深度（デフォーカス）ＭＴＦに関するデータについてまとめて示す図である。
【０２３５】
表２０Ｂ中に記載のピークレスポンスは、深度ＭＴＦの値のピーク値に対応するするものである。
【０２３６】
また、表２０Ｂ中に記載の基準レスポンスは、収差を極力小さくするように設計した結像光学系からなる撮像レンズである事例１の撮像レンズにおけるレスポンスの値０．８１８と基準レスポンスの値２０％とに対応して定められるものである。すなわち、例えば、事例２の撮像レンズのレスポンスは０．７０２であり、基準レスポンスの値が１７．１％であるが、この事例２の基準レスポンスの値は、事例１の各値を用いて以下のように求めることができる。
【０２３７】
事例２の基準レスポンスの値（１７．１％）＝（事例２のレスポンスの値（０．７０２）／事例１のレスポンスの値（０．８１８））×事例１の基準レスポンスの値（２０％）となる。
【０２３８】
また、表２０Ｂ中に記載の拡大焦点深度は、各空間周波数における撮像レンズの基準レスポンスに対応する焦点深度である。なお、上記基準レスポンスは、撮像レンズを通して得られた原画像を、コントラスト回復処理によってＭＴＦの値を０．２以上に引き上げることができる場合のその原画像のＭＴＦの値である。
【０２３９】
表２０Ｂ中に記載の共通拡大焦点深度は、９０本/ｍｍに対応する空間周波数における拡大焦点深度と、１７９本/ｍｍに対応する空間周波数における拡大焦点深度とがオーバラップする領域である。
【０２４０】
また、表２０Ｂ中に記載の規格化拡大焦点深度は、拡大焦点深度を実効ＦナンバーＦａと焦点距離ｆとを用いて規格化したものである。また、規格化共通拡大焦点深度は、共通拡大焦点深度を実効ＦナンバーＦａと焦点距離ｆとを用いて規格化したものである。
【０２４１】
表２０Ｂ中の他の項目については説明済なので、ここでの説明は省略する。
【０２４２】
次に、表２１について説明する。
【０２４３】
表２１は、上記事例１〜事例１９の各撮像レンズの特性を波面収差で示したＺｅｒｎｊｋｅ Ｆｒｉｎｇｅ係数で表現した場合と、通常の多項式で表現した場合とを示すものである。
【０２４４】
続いて、図２５Ａから図２５Ｅについて説明する。
【０２４５】
図２５Ａから図２５Ｅは、いずれも本発明に含まれる球面収差の例を示す図である。
【０２４６】
図２５Ａは、本発明の撮像レンズの球面収差の代表例を示す図である。図２５Ｂは撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が４段や５段に変形している状態を示す図、図２５Ｃは撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が波打って変形している状態を示す図である。図２５Ｄは撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が光軸を含む領域において局部的に極端に変形している様子を示す図、図２５Ｅは撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差が光軸から少し外れた領域において局部的に極端に変形している様子を示す図である。
【０２４７】
本発明の撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差は、図２５Ａの代表例に示すように光軸Ｚ１から離れるにしたがって単調減少する形状をなすような場合に限らず、図２５Ｂや図２５Ｃに示すように、光軸Ｚ１から離れるにしたがって増減を繰り返す形状をなす場合であってもよい。
【０２４８】
また、本発明の撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける球面収差は、図２５Ｄや図２５Ｅに示すように、全体的には図２５Ａの代表例に示す球面収差と同等であるが、局部的に極端に変形している場合であってもよい。
【０２４９】
すなわち、このような撮像レンズにおける局所的で極端な球面収差の変形がこの撮像レンズの性能に与える影響は極僅かなので、そのような撮像レンズの性能は、代表例に示す球面収差を持つ撮像レンズの性能と同等となる。
【０２５０】
特に、そのような局所的で極端な球面収差の変形が光軸から離れた外周部に生じる場合よりも、光軸のより近くに生じる場合の方が、面積で考えるとその影響は非常に小さくなる。
【０２５１】
なお、このような極端に変形した球面収差の形状は、非球面形状の表現形式や非球面係数を適宜選択した非球面式によって表すことができるものである。
【０２５２】
上記のように、本発明によれば、撮像レンズを用いた撮像で得られる原画像データにコントラスト回復処理を施して作成される画像の画質の劣化を抑制しつつ被写界深度を拡大することができる。
【０２５３】
なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。
【表１Ａ】
【表１Ｂ】
【表２Ａ】
【表２Ｂ】
【表３Ａ】
【表３Ｂ】
【表４Ａ】
【表４Ｂ】
【表５Ａ】
【表５Ｂ】
【表６Ａ】
【表６Ｂ】
【表７Ａ】
【表７Ｂ】
【表８Ａ】
【表８Ｂ】
【表９Ａ】
【表９Ｂ】
【表１０Ａ】
【表１０Ｂ】
【表１１Ａ】
【表１１Ｂ】
【表１２Ａ】
【表１２Ｂ】
【表１３Ａ】
【表１３Ｂ】
【表１４Ａ】
【表１４Ｂ】
【表１５Ａ】
【表１５Ｂ】
【表１６Ａ】
【表１６Ｂ】
【表１７Ａ】
【表１７Ｂ】
【表１８Ａ】
【表１８Ｂ】
【表１９Ａ】
【表１９Ｂ】
【表２０Ａ】
【表２０Ｂ】
【表２１】
【符号の説明】
【０２５４】
１００ 撮像レンズ
２１０ 撮像素子
２１１ 撮像面
３１０ 画像処理部
Ｓａ 球面収差曲線
Ｚｏ 像面基準位置
Ｚ１ 光軸
ａ 像面基準位置Ｚｏから物点側への球面収差の大きさ
ｂ 球面収差の幅
Ａｒ 球面収差最小領域の幅
ｃ 球面収差最小領域の長さ
Ｙｕ（max） 球面収差最小領域の上端の光軸からの高さ
Ｙｕ（min） 球面収差最小領域の下端の光軸からの高さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像して得られた原画像データにコントラスト回復処理を施して画像のボケを補正する撮像装置に用いる撮像レンズであって、
該撮像レンズの球面収差が、光軸から離れるにしたがって、像面基準位置を間に挟んで物点側からその反対側に変化するものであり、以下の条件式（１）および（２）を満足するように構成されたものであることを特徴とする撮像レンズ。
０．０２＜ａ／ｆ＜０．１０ ・・・（１）
０．０２＜ｂ／ｆ ・・・（２）
ただし、
ａ：撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける、像面基準位置から物点側への球面収差の大きさ
ｂ：像面基準位置から物点側への最大球面収差とその反対側への最大球面収差との和
ｆ：撮像レンズの焦点距離
【請求項２】
前記撮像レンズの瞳半径を１としたときに、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
０．１＜ｃ＜１．０ ・・・（３）
ただし、
ｃ：球面収差の像面基準位置からのずれ量が０．０３×Ｆａ／ｆ以下となる領域の光軸直交方向における長さ
Ｆａ：撮像レンズの実効Ｆナンバー
【請求項３】
前記瞳全体の面積に対する前記領域の面積の割合が、０．２０より大きく、０．７５より小さいことを特徴とする請求項２記載の撮像レンズ。
【請求項４】
以下の条件式（４）〜（６）の全てを満足するものであることを特徴とする請求項２または３記載の撮像レンズ。
０．０２＜ａ／ｆ＜０．１０ ・・・（４）
０．０２＜ｂ／ｆ＜０．２ ・・・（５）
０．１＜ｃ＜０．６ ・・・（６）
【請求項５】
以下の条件式（７）を満足するものであることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
０．３０＜Ｙｕ＜０．９０ ・・・（７）
ただし、
Ｙｕ：球面収差の像面基準位置からのずれ量が０．０３×Ｆａ／ｆ以下となる領域の光軸直交方向における範囲
Ｆａ：撮像レンズの実効Ｆナンバー
【請求項６】
以下の条件式（８）を満足するものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
３＜ｐｓｆφ／Ｆａ＜１５・・・（８）
ｐｓｆφ：基準点像直径
Ｆａ：撮像レンズの実効Ｆナンバー
【請求項７】
前記撮像レンズが、物体側から順に１枚以上のレンズからなる正のパワーを持つ第１レンズ群と、１枚以上のレンズからなる第２レンズ群とを備え、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズが、光軸上において負のパワーを持ち、光軸側から周辺側に向かうにしたがって負のパワーの弱くなる領域を有するものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項８】
前記撮像レンズが、物体側から順に正のパワーを持つ第１レンズ、負のパワーを持つ第２レンズ、正のパワーを持つ第３レンズ、負のパワーを持つ第４レンズを配してなるものであることを特徴とする請求項７記載の撮像レンズ。
【請求項９】
前記第４レンズは、該第４レンズの像面側のレンズ面が非球面形状をなし、かつ、前記レンズ面が変曲点を有するものであることを特徴とする請求項８記載の撮像レンズ。
【請求項１０】
前記第４レンズは、該第４レンズの像面側のレンズ面が非球面形状をなし、かつ、前記レンズ面が光軸中心以外の領域に極点を有するものであることを特徴とする請求項８記載の撮像レンズ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項記載の撮像レンズと、該撮像レンズを通して形成された光学像を撮像する撮像素子と、該撮像素子による前記光学像の撮像で得られた原画データにコントラスト回復処理を施す画像処理手段とを備えた撮像システムであって、
前記画像処理手段が、前記コントラスト回復処理としてフーリエ変換を用いた画像復元処理を実施するものであることを特徴とする撮像システム。
【請求項１】
撮像して得られた原画像データにコントラスト回復処理を施して画像のボケを補正する撮像装置に用いる撮像レンズであって、
該撮像レンズの球面収差が、光軸から離れるにしたがって、像面基準位置を間に挟んで物点側からその反対側に変化するものであり、以下の条件式（１）および（２）を満足するように構成されたものであることを特徴とする撮像レンズ。
０．０２＜ａ／ｆ＜０．１０ ・・・（１）
０．０２＜ｂ／ｆ ・・・（２）
ただし、
ａ：撮像レンズの瞳の中央部を通る光の受ける、像面基準位置から物点側への球面収差の大きさ
ｂ：像面基準位置から物点側への最大球面収差とその反対側への最大球面収差との和
ｆ：撮像レンズの焦点距離
【請求項２】
前記撮像レンズの瞳半径を１としたときに、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
０．１＜ｃ＜１．０ ・・・（３）
ただし、
ｃ：球面収差の像面基準位置からのずれ量が０．０３×Ｆａ／ｆ以下となる領域の光軸直交方向における長さ
Ｆａ：撮像レンズの実効Ｆナンバー
【請求項３】
前記瞳全体の面積に対する前記領域の面積の割合が、０．２０より大きく、０．７５より小さいことを特徴とする請求項２記載の撮像レンズ。
【請求項４】
以下の条件式（４）〜（６）の全てを満足するものであることを特徴とする請求項２または３記載の撮像レンズ。
０．０２＜ａ／ｆ＜０．１０ ・・・（４）
０．０２＜ｂ／ｆ＜０．２ ・・・（５）
０．１＜ｃ＜０．６ ・・・（６）
【請求項５】
以下の条件式（７）を満足するものであることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
０．３０＜Ｙｕ＜０．９０ ・・・（７）
ただし、
Ｙｕ：球面収差の像面基準位置からのずれ量が０．０３×Ｆａ／ｆ以下となる領域の光軸直交方向における範囲
Ｆａ：撮像レンズの実効Ｆナンバー
【請求項６】
以下の条件式（８）を満足するものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
３＜ｐｓｆφ／Ｆａ＜１５・・・（８）
ｐｓｆφ：基準点像直径
Ｆａ：撮像レンズの実効Ｆナンバー
【請求項７】
前記撮像レンズが、物体側から順に１枚以上のレンズからなる正のパワーを持つ第１レンズ群と、１枚以上のレンズからなる第２レンズ群とを備え、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズが、光軸上において負のパワーを持ち、光軸側から周辺側に向かうにしたがって負のパワーの弱くなる領域を有するものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項８】
前記撮像レンズが、物体側から順に正のパワーを持つ第１レンズ、負のパワーを持つ第２レンズ、正のパワーを持つ第３レンズ、負のパワーを持つ第４レンズを配してなるものであることを特徴とする請求項７記載の撮像レンズ。
【請求項９】
前記第４レンズは、該第４レンズの像面側のレンズ面が非球面形状をなし、かつ、前記レンズ面が変曲点を有するものであることを特徴とする請求項８記載の撮像レンズ。
【請求項１０】
前記第４レンズは、該第４レンズの像面側のレンズ面が非球面形状をなし、かつ、前記レンズ面が光軸中心以外の領域に極点を有するものであることを特徴とする請求項８記載の撮像レンズ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項記載の撮像レンズと、該撮像レンズを通して形成された光学像を撮像する撮像素子と、該撮像素子による前記光学像の撮像で得られた原画データにコントラスト回復処理を施す画像処理手段とを備えた撮像システムであって、
前記画像処理手段が、前記コントラスト回復処理としてフーリエ変換を用いた画像復元処理を実施するものであることを特徴とする撮像システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａａ】
【図４Ａｂ】
【図４Ｂａ】
【図４Ｂｂ】
【図４Ｃａ】
【図４Ｃｂ】
【図４Ｄａ】
【図４Ｄｂ】
【図４Ｅａ】
【図４Ｅｂ】
【図４Ｆ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図５Ｈ】
【図５Ｉ】
【図５Ｊ】
【図５Ｋ】
【図５Ｌ】
【図５Ｍ】
【図５Ｎ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図６Ｆ】
【図６Ｇ】
【図６Ｈ】
【図６Ｉ】
【図６Ｊ】
【図６Ｋ】
【図６Ｌ】
【図６Ｍ】
【図６Ｎ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図７Ｆ】
【図７Ｇ】
【図７Ｈ】
【図７Ｉ】
【図７Ｊ】
【図７Ｋ】
【図７Ｌ】
【図７Ｍ】
【図７Ｎ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図８Ｇ】
【図８Ｈ】
【図８Ｉ】
【図８Ｊ】
【図８Ｋ】
【図８Ｌ】
【図８Ｍ】
【図８Ｎ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図９Ｄ】
【図９Ｅ】
【図９Ｆ】
【図９Ｇ】
【図９Ｈ】
【図９Ｉ】
【図９Ｊ】
【図９Ｋ】
【図９Ｌ】
【図９Ｍ】
【図９Ｎ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【図１０Ｇ】
【図１０Ｈ】
【図１０Ｉ】
【図１０Ｊ】
【図１０Ｋ】
【図１０Ｌ】
【図１０Ｍ】
【図１０Ｎ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図１１Ｅ】
【図１１Ｆ】
【図１１Ｇ】
【図１１Ｈ】
【図１１Ｉ】
【図１１Ｊ】
【図１１Ｋ】
【図１１Ｌ】
【図１１Ｍ】
【図１１Ｎ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１２Ｄ】
【図１２Ｅ】
【図１２Ｆ】
【図１２Ｇ】
【図１２Ｈ】
【図１２Ｉ】
【図１２Ｊ】
【図１２Ｋ】
【図１２Ｌ】
【図１２Ｍ】
【図１２Ｎ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】
【図１３Ｅ】
【図１３Ｆ】
【図１３Ｇ】
【図１３Ｈ】
【図１３Ｉ】
【図１３Ｊ】
【図１３Ｋ】
【図１３Ｌ】
【図１３Ｍ】
【図１３Ｎ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１４Ｅ】
【図１４Ｆ】
【図１４Ｇ】
【図１４Ｈ】
【図１４Ｉ】
【図１４Ｊ】
【図１４Ｋ】
【図１４Ｌ】
【図１４Ｍ】
【図１４Ｎ】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１５Ｄ】
【図１５Ｅ】
【図１５Ｆ】
【図１５Ｇ】
【図１５Ｈ】
【図１５Ｉ】
【図１５Ｊ】
【図１５Ｋ】
【図１５Ｌ】
【図１５Ｍ】
【図１５Ｎ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１６Ｄ】
【図１６Ｅ】
【図１６Ｆ】
【図１６Ｇ】
【図１６Ｈ】
【図１６Ｉ】
【図１６Ｊ】
【図１６Ｋ】
【図１６Ｌ】
【図１６Ｍ】
【図１６Ｎ】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１７Ｃ】
【図１７Ｄ】
【図１７Ｅ】
【図１７Ｆ】
【図１７Ｇ】
【図１７Ｈ】
【図１７Ｉ】
【図１７Ｊ】
【図１７Ｋ】
【図１７Ｌ】
【図１７Ｍ】
【図１７Ｎ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１８Ｃ】
【図１８Ｄ】
【図１８Ｅ】
【図１８Ｆ】
【図１８Ｇ】
【図１８Ｈ】
【図１８Ｉ】
【図１８Ｊ】
【図１８Ｋ】
【図１８Ｌ】
【図１８Ｍ】
【図１８Ｎ】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図１９Ｄ】
【図１９Ｅ】
【図１９Ｆ】
【図１９Ｇ】
【図１９Ｈ】
【図１９Ｉ】
【図１９Ｊ】
【図１９Ｋ】
【図１９Ｌ】
【図１９Ｍ】
【図１９Ｎ】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２０Ｄ】
【図２０Ｅ】
【図２０Ｆ】
【図２０Ｇ】
【図２０Ｈ】
【図２０Ｉ】
【図２０Ｊ】
【図２０Ｋ】
【図２０Ｌ】
【図２０Ｍ】
【図２０Ｎ】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２１Ｃ】
【図２１Ｄ】
【図２１Ｅ】
【図２１Ｆ】
【図２１Ｇ】
【図２１Ｈ】
【図２１Ｉ】
【図２１Ｊ】
【図２１Ｋ】
【図２１Ｌ】
【図２１Ｍ】
【図２１Ｎ】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２２Ｃ】
【図２２Ｄ】
【図２２Ｅ】
【図２２Ｆ】
【図２２Ｇ】
【図２２Ｈ】
【図２２Ｉ】
【図２２Ｊ】
【図２２Ｋ】
【図２２Ｌ】
【図２２Ｍ】
【図２２Ｎ】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図２３Ｃ】
【図２３Ｄ】
【図２３Ｅ】
【図２３Ｆ】
【図２３Ｇ】
【図２３Ｈ】
【図２３Ｉ】
【図２３Ｊ】
【図２３Ｋ】
【図２３Ｌ】
【図２３Ｍ】
【図２３Ｎ】
【図２４】
【図２５Ａ】
【図２５Ｂ】
【図２５Ｃ】
【図２５Ｄ】
【図２５Ｅ】
【図２】
【図３】
【図４Ａａ】
【図４Ａｂ】
【図４Ｂａ】
【図４Ｂｂ】
【図４Ｃａ】
【図４Ｃｂ】
【図４Ｄａ】
【図４Ｄｂ】
【図４Ｅａ】
【図４Ｅｂ】
【図４Ｆ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図５Ｈ】
【図５Ｉ】
【図５Ｊ】
【図５Ｋ】
【図５Ｌ】
【図５Ｍ】
【図５Ｎ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図６Ｆ】
【図６Ｇ】
【図６Ｈ】
【図６Ｉ】
【図６Ｊ】
【図６Ｋ】
【図６Ｌ】
【図６Ｍ】
【図６Ｎ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図７Ｆ】
【図７Ｇ】
【図７Ｈ】
【図７Ｉ】
【図７Ｊ】
【図７Ｋ】
【図７Ｌ】
【図７Ｍ】
【図７Ｎ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図８Ｇ】
【図８Ｈ】
【図８Ｉ】
【図８Ｊ】
【図８Ｋ】
【図８Ｌ】
【図８Ｍ】
【図８Ｎ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図９Ｄ】
【図９Ｅ】
【図９Ｆ】
【図９Ｇ】
【図９Ｈ】
【図９Ｉ】
【図９Ｊ】
【図９Ｋ】
【図９Ｌ】
【図９Ｍ】
【図９Ｎ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【図１０Ｇ】
【図１０Ｈ】
【図１０Ｉ】
【図１０Ｊ】
【図１０Ｋ】
【図１０Ｌ】
【図１０Ｍ】
【図１０Ｎ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図１１Ｅ】
【図１１Ｆ】
【図１１Ｇ】
【図１１Ｈ】
【図１１Ｉ】
【図１１Ｊ】
【図１１Ｋ】
【図１１Ｌ】
【図１１Ｍ】
【図１１Ｎ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１２Ｄ】
【図１２Ｅ】
【図１２Ｆ】
【図１２Ｇ】
【図１２Ｈ】
【図１２Ｉ】
【図１２Ｊ】
【図１２Ｋ】
【図１２Ｌ】
【図１２Ｍ】
【図１２Ｎ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】
【図１３Ｅ】
【図１３Ｆ】
【図１３Ｇ】
【図１３Ｈ】
【図１３Ｉ】
【図１３Ｊ】
【図１３Ｋ】
【図１３Ｌ】
【図１３Ｍ】
【図１３Ｎ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１４Ｅ】
【図１４Ｆ】
【図１４Ｇ】
【図１４Ｈ】
【図１４Ｉ】
【図１４Ｊ】
【図１４Ｋ】
【図１４Ｌ】
【図１４Ｍ】
【図１４Ｎ】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１５Ｄ】
【図１５Ｅ】
【図１５Ｆ】
【図１５Ｇ】
【図１５Ｈ】
【図１５Ｉ】
【図１５Ｊ】
【図１５Ｋ】
【図１５Ｌ】
【図１５Ｍ】
【図１５Ｎ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１６Ｄ】
【図１６Ｅ】
【図１６Ｆ】
【図１６Ｇ】
【図１６Ｈ】
【図１６Ｉ】
【図１６Ｊ】
【図１６Ｋ】
【図１６Ｌ】
【図１６Ｍ】
【図１６Ｎ】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１７Ｃ】
【図１７Ｄ】
【図１７Ｅ】
【図１７Ｆ】
【図１７Ｇ】
【図１７Ｈ】
【図１７Ｉ】
【図１７Ｊ】
【図１７Ｋ】
【図１７Ｌ】
【図１７Ｍ】
【図１７Ｎ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１８Ｃ】
【図１８Ｄ】
【図１８Ｅ】
【図１８Ｆ】
【図１８Ｇ】
【図１８Ｈ】
【図１８Ｉ】
【図１８Ｊ】
【図１８Ｋ】
【図１８Ｌ】
【図１８Ｍ】
【図１８Ｎ】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図１９Ｃ】
【図１９Ｄ】
【図１９Ｅ】
【図１９Ｆ】
【図１９Ｇ】
【図１９Ｈ】
【図１９Ｉ】
【図１９Ｊ】
【図１９Ｋ】
【図１９Ｌ】
【図１９Ｍ】
【図１９Ｎ】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２０Ｄ】
【図２０Ｅ】
【図２０Ｆ】
【図２０Ｇ】
【図２０Ｈ】
【図２０Ｉ】
【図２０Ｊ】
【図２０Ｋ】
【図２０Ｌ】
【図２０Ｍ】
【図２０Ｎ】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２１Ｃ】
【図２１Ｄ】
【図２１Ｅ】
【図２１Ｆ】
【図２１Ｇ】
【図２１Ｈ】
【図２１Ｉ】
【図２１Ｊ】
【図２１Ｋ】
【図２１Ｌ】
【図２１Ｍ】
【図２１Ｎ】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２２Ｃ】
【図２２Ｄ】
【図２２Ｅ】
【図２２Ｆ】
【図２２Ｇ】
【図２２Ｈ】
【図２２Ｉ】
【図２２Ｊ】
【図２２Ｋ】
【図２２Ｌ】
【図２２Ｍ】
【図２２Ｎ】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図２３Ｃ】
【図２３Ｄ】
【図２３Ｅ】
【図２３Ｆ】
【図２３Ｇ】
【図２３Ｈ】
【図２３Ｉ】
【図２３Ｊ】
【図２３Ｋ】
【図２３Ｌ】
【図２３Ｍ】
【図２３Ｎ】
【図２４】
【図２５Ａ】
【図２５Ｂ】
【図２５Ｃ】
【図２５Ｄ】
【図２５Ｅ】
【公開番号】特開２０１１−２０３７２３（Ｐ２０１１−２０３７２３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４１２３１（Ｐ２０１１−４１２３１）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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