(57)【要約】【課題】不要な回折光の発生を抑制することができる回折格子レンズおよび撮像装置を提供する。【解決手段】表面に回折格子が形成されたレンズ基体１１と、レンズ基体の回折格子が形成された回折格子面上に配置された光学調整膜１５とを備え、正のパワーを有する。光学調整膜は、レンズ基体よりも、屈折率が高く、屈折率の波長分散性が低い材料で形成され、回折格子の中心から有効径Ｒｅの７０％Ｒｒの位置として定義される基準位置１７において、回折格子面が光軸１３に垂直な面に対して略平行である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に回折格子が形成されたレンズ基体と、
前記レンズ基体の前記回折格子が形成された回折格子面上に配置された光学調整膜とを備え、
正のパワーを有する回折格子レンズにおいて、
前記光学調整膜は、前記レンズ基体よりも、屈折率が高く、屈折率の波長分散性が低い材料で形成され、
前記回折格子の中心から有効径の７０％の位置として定義される基準位置において、回折格子面が光軸に垂直な面に対して略平行であることを特徴とする回折格子レンズ。
【請求項２】
前記基準位置における前記回折格子面の光軸に垂直な面に対する傾き角が１３度以内である請求項１に記載の回折格子レンズ。
【請求項３】
前記基準位置における前記回折格子面の光軸に垂直な面に対する傾き角が１０度以内である請求項１に記載の回折格子レンズ。
【請求項４】
表面に回折格子が形成されたレンズ基体と、
前記レンズ基体の前記回折格子が形成された回折格子面上に配置された光学調整膜とを備え、
正のパワーを有する回折格子レンズにおいて、
前記光学調整膜は、前記レンズ基体よりも、屈折率が高く、屈折率の波長分散性が低い材料で形成され、
前記回折格子の中心から有効径の７０％の位置として定義される基準位置から光軸側に最近傍の回折段差位置において、非球面サグ量ｓが、前記回折格子の回折段差の高さｄと、前記基準位置までの回折段差数ｋとの積に略一致することを特徴とする回折格子レンズ。
【請求項５】
前記基準位置から光軸側に最近傍の回折段差位置における非球面サグ量ｓが、前記回折格子の回折段差の高さｄと、前記基準位置までの回折段差数ｋとの積に対して５０％〜１５０％の範囲内にある請求項４に記載の回折格子レンズ。
【請求項６】
前記基準位置から光軸側に最近傍の回折段差位置における非球面サグ量ｓが、前記回折格子の回折段差の高さｄと、前記基準位置までの回折段差数ｋとの積に対して６５％〜１３５％の範囲内にある請求項４に記載の回折格子レンズ。
【請求項７】
表面に回折格子が形成されたレンズ基体と、前記レンズ基体の前記回折格子が形成された回折格子面上に配置された光学調整膜とを備え、正のパワーを有する回折格子レンズと、
絞りとを備えた撮像光学系において、
前記回折格子レンズにおいて前記回折格子が形成された回折格子面は前記絞りに最も近いレンズ面であり、
前記光学調整膜は、前記レンズ基体よりも、屈折率が高く、屈折率の波長分散性が低い材料で形成され、
前記回折格子の前記絞りにより有効径が規定され、前記回折格子の中心から有効径の７０％の位置として定義される基準位置において、回折格子面が光軸に垂直な面に対して略平行であることを特徴とする撮像光学系。
【請求項８】
前記基準位置における前記回折格子面の光軸に垂直な面に対する傾き角が１３度以内である請求項７に記載の撮像光学系。
【請求項９】
前記基準位置における前記回折格子面の光軸に垂直な面に対する傾き角が１０度以内である請求項７に記載の撮像光学系。
【請求項１０】
表面に回折格子が形成されたレンズ基体と、前記レンズ基体の前記回折格子が形成された回折格子面上に配置された光学調整膜とを備え、正のパワーを有する回折格子レンズと、
絞りとを備えた撮像光学系において、
前記回折格子レンズにおいて前記回折格子が形成された回折格子面は前記絞りに最も近いレンズ面であり、
前記光学調整膜は、前記レンズ基体よりも、屈折率が高く、屈折率の波長分散性が低い材料で形成され、
前記回折格子の前記絞りにより有効径が規定され、前記回折格子の中心から有効径の７０％の位置として定義される基準位置から光軸側に最近傍の回折段差位置において、非球面サグ量ｓが、前記回折格子の回折段差の高さｄと、前記基準位置までの回折段差数ｋとの積に略一致することを特徴とする撮像光学系。
【請求項１１】
前記基準位置から光軸側に最近傍の回折段差位置における非球面サグ量ｓが、前記回折格子の回折段差の高さｄと、前記基準位置までの回折段差数ｋとの積に対して５０％〜１５０％の範囲内にある請求項１０に記載の撮像光学系。
【請求項１２】
前記基準位置から光軸側に最近傍の回折段差位置における非球面サグ量ｓが、前記回折格子の回折段差の高さｄと、前記基準位置までの回折段差数ｋとの積に対して６５％〜１３５％の範囲内にある請求項１０に記載の撮像光学系。
【請求項１３】
レンズ基体上に回折格子を有する回折格子レンズの設計方法において、
前記回折格子の中心から有効径の７０％の位置として定義される基準位置から光軸側に最近傍の回折段差位置における非球面サグ量ｓを、前記回折格子の回折段差の高さｄと、前記基準位置までの回折段差数ｋとの積に略一致させるように設計することを特徴とする回折格子レンズの設計方法。
【請求項１４】
前記基準位置から光軸側に最近傍の回折段差位置における非球面サグ量ｓを、前記回折格子の回折段差の高さｄと、前記基準位置までの回折段差数ｋとの積に対して５０％〜１５０％の範囲内に設定する請求項１３に記載の回折格子レンズの設計方法。
【請求項１５】
前記基準位置から光軸側に最近傍の回折段差位置における非球面サグ量ｓを、前記回折格子の回折段差の高さｄと、前記基準位置までの回折段差数ｋとの積に対して６５％〜１３５％の範囲内に設定する請求項１３に記載の回折格子レンズの設計方法。
【請求項１６】
請求項１〜４のいずれかに記載の回折格子レンズと、
前記回折格子レンズにより結像された被写体像を受光し電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を回折させて集光する回折格子レンズ、それを用いた撮像光学系および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ基体に回折格子が設けられ、回折現象を利用して光の集光または発散を行う回折光学素子は回折格子レンズと呼ばれている（例えば、特許文献１参照）。回折格子レンズは、像面湾曲や色収差（波長による結像点のずれ）等のレンズの収差を補正するのに優れていることが広く知られている。これは、回折格子が、光学材料によって生じる分散性とは逆の分散性（逆分散性）を有していたり、光学材料の分散の直線性から逸脱した分散性（異常分散性）を有していたりするためである。このため、通常の光学素子と組み合わせることにより、回折格子レンズは大きな色収差補正能力を発揮する。
【０００３】
図５（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、従来の回折格子レンズの形状について説明する。回折格子レンズの形状は、回折格子が設けられるレンズ基体の表面形状であるベース形状と、回折格子の形状とから形成される。図５（ａ）は、レンズ基体のベース形状Ｓｂを示す図である。ベース形状Ｓｂは、非球面形状である。図５（ｂ）は、回折格子の形状Ｓｐ１を示す図である。図５（ｂ）に示す回折格子の形状Ｓｐ１は、位相関数により決定される。位相関数は、下記式（２）で示される。
【０００４】
【数１】
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【０００５】
ここで、φ（ｒ）は位相関数、Ψ（ｒ）は光路差関数（ｚ＝Ψ（ｒ））、ｒは光軸からの半径方向の距離、λ0は設計波長、ａ1、ａ2、ａ3、ａ4、ａ5、ａ6、・・・、ａiは係数である。
【０００６】
１次の回折光を利用した回折格子の場合、図５（ｂ）に示すように、位相関数φ（ｒ）において基準点（中心）からの位相が２ｎπ（ｎは１以上の自然数）になるごとに位相関数の曲線Ｓｐを分断して位相差関数とする。この２ｎπごとに分断された位相差関数の曲線による回折格子の形状Ｓｐ１を図５（ａ）のベース形状Ｓｂに足し合わせることによって、図５（ｃ）に示す回折格子面の形状Ｓｂｐ１が決定される。位相差関数から光路差関数への変換は式（２）の関係を用いる。
【０００７】
図５（ｃ）に示す回折格子面の形状Ｓｂｐ１が実際のレンズ基体に設けられる場合、回折段差の高さｄが下記式（３）を満たせば十分な回折効果が得られる。
【０００８】
ｄ＝ｍλ／（ｎ１（λ）−１）・・・（３）
ここで、ｍは設計次数（１次の回折光の場合はｍ＝１）であり、λは使用波長であり、ｎ１（λ）は使用波長λにおけるレンズ基体を構成するレンズ材料の屈折率である。レンズ材料の屈折率は波長依存性があり、波長の関数である。式（３）を満たすような回折格子であれば、回折段差間の面であるリング状の回折輪帯部の根元と先端とで、位相関数上において位相差が２πとなり、使用波長λの光に対して、光路差が波長の整数倍となる。このため、使用波長の光に対する１次回折光の回折効率を、ほぼ１００％にすることができる。波長λが変化すれば、式（３）に従って、回折効率が１００％となるｄの値も変化する。逆に、ｄの値が固定されれば、式（３）を満たす波長λ以外の波長では回折効率が１００％とならない。
【０００９】
回折格子レンズを一般的な撮像用途に用いる場合、広い波長域（例えば、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の可視光域等）の光を回折する必要がある。その結果、レンズ基体に回折格子が設けられた回折格子レンズに可視光線が入射する場合、使用波長λとして決定した波長の光による１次回折光以外に不要次数回折光が発生する。不要次数回折光により、画像にフレアやゴーストが発生するため、画質が劣化する。
【００１０】
そこで、図６（ａ）に示すように、回折格子１０３ａが形成されたレンズ基体１０２ａと、レンズ基体１０２ａの回折格子面上に設けられた光学調整膜１０４ａとを有する回折格子レンズ１０１ａが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
光学調整膜１０４ａを設けたことにより、回折段差の高さｄについての式（３）は、以下のようになる。
【００１２】
ｄ＝ｍλ／（ｎ１（λ）−ｎ２（λ））・・・（４）
ここで、ｎ２（λ）は使用波長λにおける回折格子面を覆う光学調整膜１０４ａの屈折率である。
【００１３】
可視光域の波長λに対して、式（４）のｄが一定であれば、回折格子の回折段差の高さｄの波長依存性を低減することができる。このため、不要次数回折光を低減でき、その結果フレアを抑制することができる。
【００１４】
したがって、可視光域の波長λに対して、ｄが一定となるような波長依存性を有する屈折率ｎ１（λ）のレンズ基体１０２ａと屈折率ｎ２（λ）の光学調整膜１０４ａとを組み合わせればよい。一般には、屈折率が高く、波長分散性の低い材料と屈折率が低く波長分散性の高い材料とが組み合わされる。例えば、使用する光の波長範囲において、光学調整膜１０４ａの屈折率はレンズ基体１０２ａの屈折率より低く、かつ、光学調整膜１０４ａの屈折率の波長分散性はレンズ基体１０２ａの屈折率の波長分散性より高くなるように材料を選択する。
【００１５】
図６（ｂ）は、屈折率ｎ２（λ）が屈折率ｎ１（λ）よりも大きい場合の回折格子レンズ１０１ｂの構成を示す断面図である。すなわち、光学調整膜１０４ｂは、レンズ基体１０２ｂよりも屈折率が高く、屈折率の波長分散性が低い材料で構成されている。屈折率ｎ２（λ）が屈折率ｎ１（λ）よりも高いため、式（４）の分母は負になり、回折段差の高さｄが負になる。この場合、回折格子面は、ベース形状に図５（ｂ）の位相差関数による位相を反転させて加えた形状となる。このため、回折段差は非球面サグ量が大きくなる向きに形成される。
【００１６】
この場合においても、回折格子レンズ１０１ｂは、回折格子レンズ１０１ａと同様に、回折格子段差の高さｄの波長依存性が低減される。これにより、不要次数回折光を低減し、不要次数回折光によるフレアを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０５２１８８号
【特許文献２】特開平９−１２７３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、図６（ｂ）に示した回折格子レンズは、以下のような問題を有している。
【００１９】
図７は、図６（ｂ）の要部を示す拡大図である。撮像装置に用いられるレンズでは、高画角すなわち、光軸に対して大きい角度でレンズに入射する光について考慮する必要がある。そこで、図７に示す上光線１１１および下光線１１２について考察する。上光線１１１および下光線１１２は、回折格子レンズ１０１ｂの光軸１１３から遠い周辺部に対して、下側から高画角で入射して、回折輪帯部１０５における径方向の各々反対側位置を通過した光である。
【００２０】
光路長差Ｌ１１は、上光線１１１が回折段差の根元を通過する場合と、回折段差の先端を通過する場合の光路長差に相当する。光路長差Ｌ１２は、下光線１１２が回折段差の根元を通過する場合と、回折段差の先端を通過する場合の光路長差に相当する。図７から明らかなように距離Ｌ１１は、距離Ｌ１２と著しく異なる。
【００２１】
以上のように、回折格子レンズ１０１ｂに対して高画角で入射した場合に、回折段差の径方向反対側の位置の間では、回折段差部における光路長差が大きく異なる。本来、斜入射に対して回折段差の高さｄを調整することが望ましいが、このとき、大きくなった光路長差Ｌ１１を小さくするために回折段差の高さｄを低減すると、もともと小さい光路長差Ｌ１２はさらに小さくなってしまう。このため、回折段差の高さｄによる調整効果は上光線と下光線で相反し、不要な回折光の発生が顕著になり、フレアとして画質の劣化の原因となる。
【００２２】
本願発明は、この問題を解消するために、不要な回折光の発生を抑制することができる回折格子レンズおよび撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の第１の回折格子レンズは、表面に回折格子が形成されたレンズ基体と、前記レンズ基体の前記回折格子が形成された回折格子面上に配置された光学調整膜とを備え、正のパワーを有する。上記の課題を解決するために、前記光学調整膜は、前記レンズ基体よりも、屈折率が高く、屈折率の波長分散性が低い材料で形成され、前記回折格子の中心から有効径の７０％の位置として定義される基準位置において、回折格子面が光軸に垂直な面に対して略平行であることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の第２の回折格子レンズは、表面に回折格子が形成されたレンズ基体と、前記レンズ基体の前記回折格子が形成された回折格子面上に配置された光学調整膜とを備え、正のパワーを有する。上記の課題を解決するために、前記光学調整膜は、前記レンズ基体よりも、屈折率が高く、屈折率の波長分散性が低い材料で形成され、前記回折格子の中心から有効径の７０％の位置として定義される基準位置から光軸側に最近傍の回折段差位置において、非球面サグ量ｓが、前記回折格子の回折段差の高さｄと、前記基準位置までの回折段差数ｋとの積に略一致することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の第１の撮像光学系は、表面に回折格子が形成されたレンズ基体と、前記レンズ基体の前記回折格子が形成された回折格子面上に配置された光学調整膜とを備え、正のパワーを有する回折格子レンズと、絞りとを備える。上記の課題を解決するために、前記回折格子レンズにおいて前記回折格子が形成された回折格子面は前記絞りに最も近いレンズ面であり、前記光学調整膜は、前記レンズ基体よりも、屈折率が高く、屈折率の波長分散性が低い材料で形成され、前記回折格子の前記絞りにより有効径が規定され、前記回折格子の中心から有効径の７０％の位置として定義される基準位置において、回折格子面が光軸に垂直な面に対して略平行であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の第２の撮像光学系は、表面に回折格子が形成されたレンズ基体と、前記レンズ基体の前記回折格子が形成された回折格子面上に配置された光学調整膜とを備え、正のパワーを有する回折格子レンズと、絞りとを備える。上記の課題を解決するために、前記回折格子レンズにおいて前記回折格子が形成された回折格子面は前記絞りに最も近いレンズ面であり、前記光学調整膜は、前記レンズ基体よりも、屈折率が高く、屈折率の波長分散性が低い材料で形成され、前記回折格子の前記絞りにより有効径が規定され、前記回折格子の中心から有効径の７０％の位置として定義される基準位置から光軸側に最近傍の回折段差位置において、非球面サグ量ｓが、前記回折格子の回折段差の高さｄと、前記基準位置までの回折段差数ｋとの積に略一致することを特徴とする。
【００２７】
本発明のレンズ基体上に回折格子を有する回折格子レンズの設計方法は、レンズ基体上に回折格子を有する。上記の課題を解決するために、前記回折格子の中心から有効径の７０％の位置として定義される基準位置から光軸側に最近傍の回折段差位置における非球面サグ量ｓを、前記回折格子の回折段差の高さｄと、前記基準位置までの回折段差数ｋとの積に略一致させるように設計することを特徴とする。
【００２８】
本発明の撮像装置は、上記回折格子レンズと、前記回折格子レンズにより結像された被写体像を受光し電気信号に変換する撮像素子とを備える。
【発明の効果】
【００２９】
本願発明は、回折格子の表面をレンズの光軸に対して垂直な面に略平行にすることにより、不要な回折光の発生を抑制することができる回折格子レンズおよび撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１における撮像装置の光学系を模式的に示す断面図
【図２】同光学系の要部を示す断面図であって、（ａ）は第３レンズの拡大図、（ｂ）は第３レンズの像面側の面の断面形状を示す拡大図
【図３】本発明の実施の形態１における回折格子面の形状を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態２における回折格子レンズの形状を示す断面図
【図５】（ａ）は従来の回折格子レンズのレンズ基体のベース形状を示すグラフ、（ｂ）は回折格子の形状を示すグラフ、（ｃ）は回折格子面の形状を示すグラフ
【図６】従来の回折格子レンズの形状を示す断面図
【図７】同回折格子レンズの要部形状を示す拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の回折格子レンズ、撮像光学系において、前記基準位置における前記回折格子面の光軸に垂直な面に対する傾き角が１３度以内とすることができる。好ましくは、前記基準位置における前記回折格子面の光軸に垂直な面に対する傾き角が１０度以内である。
【００３２】
また、本発明の回折格子レンズ、撮像光学系、および回折格子レンズの設計方法において、前記基準位置から光軸側に最近傍の回折段差位置における非球面サグ量ｓが、前記回折格子の回折段差の高さｄと、前記基準位置までの回折段差数ｋとの積に対して５０％〜１５０％の範囲内にすることができる。さらに、前記回折格子の回折段差の高さｄと、前記基準位置までの回折段差数ｋとの積に対して６５％〜１３５％の範囲内にすることが好ましい。
【００３３】
以下、本発明の好適な実施の形態ついて、図面を参照しながら説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における撮像装置１の光学系を模式的に示す断面図である。撮像装置１は、光学系として、物体側（図１では左側）から順に第１〜第５レンズ２〜６が配置されている。第１レンズ２は、像面側のレンズが凹面であるメニスカスレンズである。第２レンズ３は、両凹レンズである。第３レンズ４は、正のパワーを有する回折格子レンズであり、レンズ基体１１の像面側（図１では右側）の面１２に回折格子を形成することにより構成されている。第４レンズ５は、物体側が凸面のメニスカスレンズである。第３レンズ４と第４レンズ５との間には、絞り７が配置されている。第５レンズ６は、凸レンズである。第５レンズ６の像面側にＩＲカットフィルタ８とカバーガラス９が配置され、像面となる位置に撮像素子１０が配置されている。撮像素子１０は、被写体像を受光し電気信号に変換する。変換された電気信号は図示しない処理部で画像データに変換され、記憶装置に保存される。カバーガラス９は、撮像素子１０の表面を保護している。
【００３５】
図１の破線は、撮像装置１の入射光の光路を示している。物体側から入射した光は、第１〜第５レンズ２〜６を透過して撮像素子１０に到達する。高画角で入射された光は、第１レンズ２および第２レンズ３により屈折されて、光軸１３に対する角度が小さくなっているが、それでも相当に大きな角度で第３レンズ４に入射する。
【００３６】
図２（ａ）は第３レンズ４の拡大図であり、（ｂ）は第３レンズ４におけるレンズ基体１１の像面側の面１２の断面形状を示す拡大図である。像面側の面１２には、回折格子１４が形成され、さらに回折格子１４上に光学調整膜１５が設けられている。
【００３７】
本実施の形態における回折格子レンズの特徴について、図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態における第３レンズ４の回折格子面の形状を示す断面図である。レンズ基体１１は、屈折率が低く、屈折率の波長分散性が高い材料で形成されている。光学調整膜１５は、屈折率が高く、屈折率の波長分散性が低い材料で形成されている。ここで、屈折率および屈折率の波長分散性の高低は、相対的な関係を意味する。
【００３８】
また、第３レンズ４の像面側の面１２の形状は、ベース形状と、位相差関数により決定され、具体的には次のように形成される。すなわち、中心（光軸１３）から回折格子レンズの有効径Ｒｅの７０％Ｒｒの位置として定義される基準位置１７における回折格子面が光軸に垂直な面に対して略平行であるように形成される。このように回折格子面を形成すると、回折格子レンズの有効径内の全ての回折輪帯部において、回折格子面が光軸に垂直な面に対して傾きが許容可能な範囲内に収めることが可能である。なお、レンズの有効径は、絞り７により規定される範囲の径である。
【００３９】
この第３レンズ４における回折格子１４の形状による効果について、以下に説明する。上光線２１および下光線２２は、回折格子レンズの光軸１３から遠い周辺部に対して下側から高画角で入射して、回折輪帯部１６における径方向の各々反対側の位置を通過した光である。上光線２１は、光軸１３より上側の回折輪帯部１６を通過した光であり、下光線２２は光軸１３より下側の回折輪帯部１６を通過した光である。
【００４０】
光路長差Ｌ１は、上光線２１が回折段差の根元を通過する場合と、回折段差の先端を通過する場合の光路長差に相当する。光路長差Ｌ２は、下光線２２が回折段差の根元を通過する場合と、回折段差の先端を通過する場合とにおける光路長差に相当する。各回折輪帯部１６が光軸に垂直な面に対して傾きが小さいため、光路長差Ｌ１と光路長差Ｌ２はほぼ等しく、図７に示した光路長差Ｌ１１とＬ１２との差よりも十分に小さくすることができる。この結果、回折段差の高さ調整は光路長差Ｌ１１とＬ１２に対し同様に機能し、不要な回折光の発生を抑制できる。
【００４１】
なお、光軸に垂直な面に対して略平行とは、上述の効果が実用上十分に得られる範囲を考慮すると、光軸に垂直な面に対して傾きが１３度以内を許容するものと定義できる。この範囲内であれば、不要な回折光の発生を抑制できる。回折格子面は、光軸に垂直な面に対して傾きが１３度以内であれば、光軸に垂直な面に対してどちら向きに傾いていてもよい。また、光軸に垂直な面に対して傾きが１０度以内であれば、さらに、不要な回折光の発生を抑制することができる。
【００４２】
このように、中心から回折格子レンズの有効径の７０％の位置における回折格子面が光軸に垂直な面に対して略平行とするには、例えば、図６（ｂ）に示される従来の回折格子レンズに対してベース形状の曲率を大きくすることにより実現できる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態に係る撮像装置の第３レンズ４である回折格子レンズは、中心から回折格子レンズの有効径の７０％の位置における回折格子面を光軸に垂直な面に対して略平行にすることにより、光軸から大きな入射角で入射された光に対して不要な回折光の発生を抑制することができる。その結果、フレアの発生を抑制することができ、画質が向上する。
【００４４】
なお、本実施の形態では、絞り７を設けたが必ずしも絞り７は必要ではない。絞り７がない場合には、第３レンズ４の有効面の径は、コバ部などを除いたレンズとして有効な領域の径である。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における回折格子レンズは、実施の形態１の第３レンズ４とは異なる方法で回折格子面の形状を設定したことを特徴とする。本実施の形態に係る撮像装置の構成は、回折格子面の形状の設定以外については、実施の形態１に係る撮像装置１の構成と同様である。本実施の形態において、実施の形態１と同様の構成要素については、実施の形態１の構成要素と同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図４は、第３レンズとしての回折格子レンズ４ｂの回折格子面の形状を示す断面図である。この回折格子面の形状は、本実施の形態の特有の方法により、非球面サグ量を設定したものである。すなわち、回折格子レンズ４ｂの中心から回折格子レンズ４ｂの有効径Ｒｅの７０％Ｒｒの基準位置１７における非球面サグ量ｓが、回折格子の回折段差の高さｄと、基準位置１７までの回折段差数ｋとの積に略一致するように形成する。すなわち、下記式（１）が満たされる。
【００４６】
ｓ＝ｄ×ｋ      （１）
このように設定することにより、基準位置１７における回折格子面が光軸に垂直な面に略平行となる。また、回折格子レンズ４ｂのどの位置における回折格子面も、光軸に垂直な面に対する傾きが許容可能な範囲内に収めることが可能である。
【００４７】
したがって、実施の形態１と同様に、本実施の形態に係る撮像装置の回折格子レンズ４ｂは、回折格子面が光軸に垂直となり、不要な回折光の発生を抑制することができる。その結果、フレアの発生を抑制することができ、画質が向上する。
【００４８】
なお、基準位置１７から光軸側に最近傍の回折段差位置１８における非球面サグ量ｓが、回折格子の回折段差の高さｄと、基準位置１７までの回折段差数ｋとの積に略一致するとは、完全に一致する場合だけでなく、上述の効果が実用上十分に得られる範囲を考慮してその許容範囲が決められる。具体的には、非球面サグ量ｓが回折格子の回折段差の高さｄと、基準位置１７までの回折段差数ｋとの積に対して、５０％〜１５０％の範囲内であることを許容するものと定義できる。また、６５％〜１３５％の範囲内であれば、フレアの発生をさらに抑制することができ、画質が向上する。
【００４９】
なお、本発明の実施の形態では、レンズを５枚用いた撮像装置を例に説明したが、第３レンズとしての回折格子レンズを用いた撮像装置であれば、レンズの枚数が異なる構成であっても同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の回折格子レンズは、フレアの発生を抑制するこという効果を有し、撮像装置などとして利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１  撮像装置
２  第１レンズ
３  第２レンズ
４  第３レンズ
４ｂ  回折格子レンズ
５  第４レンズ
６  第５レンズ
７  絞り
８  ＩＲカットフィルタ
９  カバーガラス
１０  撮像素子
１１、１１ｂ  レンズ基体
１２  像面側の面
１３  光軸
１４  回折格子
１５  光学調整膜
１６  回折輪帯部
１７  基準位置
１８  回折段差位置
２１  上光線
２２  下光線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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