JP2000162498A - 広角レンズ - Google Patents
広角レンズInfo
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- JP2000162498A JP2000162498A JP10334821A JP33482198A JP2000162498A JP 2000162498 A JP2000162498 A JP 2000162498A JP 10334821 A JP10334821 A JP 10334821A JP 33482198 A JP33482198 A JP 33482198A JP 2000162498 A JP2000162498 A JP 2000162498A
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- biconvex lens
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Abstract
(57)【要約】
【課題】２枚組の複合レンズで、解像力、Ｆナンバーな
どの光学的諸特性に優れた広角レンズを提供する。 【解決手段】物体側から像側に向かって、屈折力が負で
あるメニスカスレンズ１と、屈折力が正である両凸レン
ズ２とがこの順に配置される。両凸レンズ２における各
レンズ面２ａ，２ｂの間にメニスカスレンズ１側のレン
ズ面２ａよりも開口径の小さい絞り５を形成する。この
構成により、全面に亘って解像力が高くなるとともに、
中心部と周辺部との明るさの差を大幅に低減させること
が可能になる。
どの光学的諸特性に優れた広角レンズを提供する。 【解決手段】物体側から像側に向かって、屈折力が負で
あるメニスカスレンズ１と、屈折力が正である両凸レン
ズ２とがこの順に配置される。両凸レンズ２における各
レンズ面２ａ，２ｂの間にメニスカスレンズ１側のレン
ズ面２ａよりも開口径の小さい絞り５を形成する。この
構成により、全面に亘って解像力が高くなるとともに、
中心部と周辺部との明るさの差を大幅に低減させること
が可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として監視用や
通信用の画像を得るためのカメラに適用される広角レン
ズに関するものである。
通信用の画像を得るためのカメラに適用される広角レン
ズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近では、たとえば来客を撮像するテレ
ビカメラをドアホンに設けたり、屋内外に監視カメラを
設けて侵入者を監視したりする監視用のカメラ、あるい
はまた、テレビ電話のように通話者をテレビカメラによ
り撮像して相手側に映像を伝送する通信用のカメラが普
及してきている。この種のカメラでは、比較的近距離の
物体を撮像する必要があり、また被写界深度を深くする
必要があり、しかも解像力とともに広い撮像範囲が要求
されるから、撮像素子の前方には広角レンズが配置され
る。さらに、夜間での使用を考慮するとＦナンバーが小
さい明るいレンズが要求され、かつまた中心部と周辺部
との画質や光量の差が小さいレンズが要求される。
ビカメラをドアホンに設けたり、屋内外に監視カメラを
設けて侵入者を監視したりする監視用のカメラ、あるい
はまた、テレビ電話のように通話者をテレビカメラによ
り撮像して相手側に映像を伝送する通信用のカメラが普
及してきている。この種のカメラでは、比較的近距離の
物体を撮像する必要があり、また被写界深度を深くする
必要があり、しかも解像力とともに広い撮像範囲が要求
されるから、撮像素子の前方には広角レンズが配置され
る。さらに、夜間での使用を考慮するとＦナンバーが小
さい明るいレンズが要求され、かつまた中心部と周辺部
との画質や光量の差が小さいレンズが要求される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なレンズは単レンズでは実現が難しく複合レンズを用い
ることになるが、小型かつ安価に作成するには、組み合
わせるレンズの枚数を極力少なくすることが必要であ
る。玄関付近の監視カメラなどに用いられているレンズ
は、現状では２枚組のレンズであって、Ｆナンバーも比
較的小さいものではあるが、中心部に比較して周辺部が
暗く解像力も低いものであるから、周辺部の視認性が悪
いという問題を有している。また、Ｆナンバーを維持し
たままで視認性を改善しようとすると、レンズの枚数を
３枚以上に増やすことが必要になり、コストが増加し、
かつレンズが全体として大型化するという問題が生じ
る。
なレンズは単レンズでは実現が難しく複合レンズを用い
ることになるが、小型かつ安価に作成するには、組み合
わせるレンズの枚数を極力少なくすることが必要であ
る。玄関付近の監視カメラなどに用いられているレンズ
は、現状では２枚組のレンズであって、Ｆナンバーも比
較的小さいものではあるが、中心部に比較して周辺部が
暗く解像力も低いものであるから、周辺部の視認性が悪
いという問題を有している。また、Ｆナンバーを維持し
たままで視認性を改善しようとすると、レンズの枚数を
３枚以上に増やすことが必要になり、コストが増加し、
かつレンズが全体として大型化するという問題が生じ
る。
【０００４】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、２枚組の複合レンズを用いながら
も、解像力、Ｆナンバーなどの光学的諸特性に優れた広
角レンズを提供することにある。
あり、その目的は、２枚組の複合レンズを用いながら
も、解像力、Ｆナンバーなどの光学的諸特性に優れた広
角レンズを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、物体
側から像側に向かって、屈折力が負であるメニスカスレ
ンズと、屈折力が正である両凸レンズとがこの順に配置
され、前記両凸レンズにおける各レンズ面の間にメニス
カスレンズ側のレンズ面よりも開口径の小さい絞りが形
成されたものである。この構成によれば、両凸レンズの
両レンズ面間に絞りを設けていることによって、光軸近
傍を通過する光線束と周辺部分を通過する光線束とをバ
ランスよく絞ることが可能になり、レンズの全面に亘っ
て解像力が高くなるとともに、中心部と周辺部との明る
さの差を大幅に低減させることが可能になる。しかも、
２枚組のレンズ構成であるから、比較的安価かつ小型に
作成することが可能である。
側から像側に向かって、屈折力が負であるメニスカスレ
ンズと、屈折力が正である両凸レンズとがこの順に配置
され、前記両凸レンズにおける各レンズ面の間にメニス
カスレンズ側のレンズ面よりも開口径の小さい絞りが形
成されたものである。この構成によれば、両凸レンズの
両レンズ面間に絞りを設けていることによって、光軸近
傍を通過する光線束と周辺部分を通過する光線束とをバ
ランスよく絞ることが可能になり、レンズの全面に亘っ
て解像力が高くなるとともに、中心部と周辺部との明る
さの差を大幅に低減させることが可能になる。しかも、
２枚組のレンズ構成であるから、比較的安価かつ小型に
作成することが可能である。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記両凸レンズにおいて前記絞りの開口径と像側の
レンズ面の開口径とが等しいものである。
て、前記両凸レンズにおいて前記絞りの開口径と像側の
レンズ面の開口径とが等しいものである。
【０００７】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記両凸レンズの各レンズ面の間に前記両凸レンズ
の光軸を含む断面をＶ溝状とした溝部が前記両凸レンズ
の光軸回りの全周に亘る環状に形成され、前記溝部に囲
まれる部位が前記絞りとなるものである。
て、前記両凸レンズの各レンズ面の間に前記両凸レンズ
の光軸を含む断面をＶ溝状とした溝部が前記両凸レンズ
の光軸回りの全周に亘る環状に形成され、前記溝部に囲
まれる部位が前記絞りとなるものである。
【０００８】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記両凸レンズの各レンズ面の間に前記両凸レンズ
の光軸を含む断面を楔状とした遮光部材が前記両凸レン
ズの光軸回りの全周に亘って環状かつ一体に形成され、
前記遮光部材に囲まれる部位が前記絞りとなるものであ
る。
て、前記両凸レンズの各レンズ面の間に前記両凸レンズ
の光軸を含む断面を楔状とした遮光部材が前記両凸レン
ズの光軸回りの全周に亘って環状かつ一体に形成され、
前記遮光部材に囲まれる部位が前記絞りとなるものであ
る。
【０００９】請求項５の発明は、請求項２の発明におい
て、前記両凸レンズの前記絞りと像側のレンズ面との間
の外径寸法を、前記絞りと物体側のレンズ面との間の外
径寸法よりも小さくかつ一定としたものである。
て、前記両凸レンズの前記絞りと像側のレンズ面との間
の外径寸法を、前記絞りと物体側のレンズ面との間の外
径寸法よりも小さくかつ一定としたものである。
【００１０】請求項６の発明は、請求項２の発明におい
て、前記両凸レンズの前記絞りと像側のレンズ面との間
には前記両凸レンズの光軸回りの全周に亘って環状かつ
一体に遮光部材が形成されているものである。
て、前記両凸レンズの前記絞りと像側のレンズ面との間
には前記両凸レンズの光軸回りの全周に亘って環状かつ
一体に遮光部材が形成されているものである。
【００１１】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記メニスカスレンズおよび前記両
凸レンズの各レンズ面の形状を２次曲面に補正項を加算
した形の非球面式によって表すときに、 ｎ＝１．４９２ Ｒ１／ｆ＝４．５４６２ Ｒ２／ｆ＝０．３９６８ Ｒ３／ｆ＝２．３９３１ Ｒ５／ｆ＝−０．６３７７ Ｋ１＝２．３７６ Ｋ２＝−０．８２２２４９ Ｋ３＝−０．９４３３２７ Ｋ５＝−１．５４４２４ Ｄ１／ｆ＝０．４０５７ Ｄ２／ｆ＝０．６２９０ Ｄ３／ｆ＝０．５３８２ Ｄ４／ｆ＝０．６７８７ φ４／ｆ≧０．７１８７ φ４＜φ３ ただし、 ｆ：メニスカスレンズと両凸レンズとの合成焦点距離 ｎ：メニスカスレンズと両凸レンズとを形成する材料の
屈折率 Ｒ１：メニスカスレンズの物体側のレンズ面の頂点の曲
率半径 Ｒ２：メニスカスレンズの両凸レンズ側のレンズ面の頂
点の曲率半径 Ｒ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面の頂
点の曲率半径 Ｒ５：両凸レンズの像側のレンズ面の頂点の曲率半径 Ｋ１：メニスカスレンズの物体側のレンズ面の２次曲面
パラメータ Ｋ２：メニスカスレンズの両凸レンズ側のレンズ面の２
次曲面パラメータ Ｋ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面の２
次曲面パラメータ Ｋ５：両凸レンズの像側のレンズ面の２次曲面パラメー
タ Ｄ１：メニスカスレンズの両レンズ面間の距離 Ｄ２：メニスカスレンズと両凸レンズとの対向するレン
ズ面間の距離 Ｄ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面と絞
りとの間の距離 Ｄ４：両凸レンズの絞りと像側のレンズ面との間の距離 φ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面側の
開口径 φ４：絞りの開口径 という条件を満たすことを特徴とするものである。この
構成はメニスカスレンズおよび両凸レンズの材料として
アクリルを選択したときの最適値を与える。
６の発明において、前記メニスカスレンズおよび前記両
凸レンズの各レンズ面の形状を２次曲面に補正項を加算
した形の非球面式によって表すときに、 ｎ＝１．４９２ Ｒ１／ｆ＝４．５４６２ Ｒ２／ｆ＝０．３９６８ Ｒ３／ｆ＝２．３９３１ Ｒ５／ｆ＝−０．６３７７ Ｋ１＝２．３７６ Ｋ２＝−０．８２２２４９ Ｋ３＝−０．９４３３２７ Ｋ５＝−１．５４４２４ Ｄ１／ｆ＝０．４０５７ Ｄ２／ｆ＝０．６２９０ Ｄ３／ｆ＝０．５３８２ Ｄ４／ｆ＝０．６７８７ φ４／ｆ≧０．７１８７ φ４＜φ３ ただし、 ｆ：メニスカスレンズと両凸レンズとの合成焦点距離 ｎ：メニスカスレンズと両凸レンズとを形成する材料の
屈折率 Ｒ１：メニスカスレンズの物体側のレンズ面の頂点の曲
率半径 Ｒ２：メニスカスレンズの両凸レンズ側のレンズ面の頂
点の曲率半径 Ｒ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面の頂
点の曲率半径 Ｒ５：両凸レンズの像側のレンズ面の頂点の曲率半径 Ｋ１：メニスカスレンズの物体側のレンズ面の２次曲面
パラメータ Ｋ２：メニスカスレンズの両凸レンズ側のレンズ面の２
次曲面パラメータ Ｋ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面の２
次曲面パラメータ Ｋ５：両凸レンズの像側のレンズ面の２次曲面パラメー
タ Ｄ１：メニスカスレンズの両レンズ面間の距離 Ｄ２：メニスカスレンズと両凸レンズとの対向するレン
ズ面間の距離 Ｄ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面と絞
りとの間の距離 Ｄ４：両凸レンズの絞りと像側のレンズ面との間の距離 φ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面側の
開口径 φ４：絞りの開口径 という条件を満たすことを特徴とするものである。この
構成はメニスカスレンズおよび両凸レンズの材料として
アクリルを選択したときの最適値を与える。
【００１２】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本実施形態
では、図１に示すように、メニスカスレンズ１と両凸レ
ンズ２との２枚組の複合レンズからなる広角レンズによ
り形成される像を撮像素子３により撮像する例を示す。
また、広角レンズと撮像素子３との間には平板状の保護
板４が配置される。メニスカスレンズ１は屈折力が負で
ある発散レンズとなり、両凸レンズ２は屈折力が正であ
る収束レンズとなるように構成される。メニスカスレン
ズ１と両凸レンズ２とは一つの光軸ＡＸ上に配置され
る。
では、図１に示すように、メニスカスレンズ１と両凸レ
ンズ２との２枚組の複合レンズからなる広角レンズによ
り形成される像を撮像素子３により撮像する例を示す。
また、広角レンズと撮像素子３との間には平板状の保護
板４が配置される。メニスカスレンズ１は屈折力が負で
ある発散レンズとなり、両凸レンズ２は屈折力が正であ
る収束レンズとなるように構成される。メニスカスレン
ズ１と両凸レンズ２とは一つの光軸ＡＸ上に配置され
る。
【００１３】さらに詳しく説明する。メニスカスレンズ
１の物体側のレンズ面１ａは物体側に凸となる凸曲面で
あり、両凸レンズ２側のレンズ面１ｂは物体側に凸とな
る凹曲面になっている。両凸レンズ２はメニスカスレン
ズ１側のレンズ面２ａと撮像素子３側のレンズ面２ｂと
の間に絞り５が形成されている。すなわち、光軸ＡＸに
沿った両凸レンズ２の中間部の外周面には、光軸ＡＸを
含む断面がＶ溝状となった溝部２ｃが光軸ＡＸ回りの全
周に亘って形成され、溝部２ｃに囲まれる部位は両レン
ズ面２ａ，２ｂよりも開口径が小さくなっており、した
がって絞り５として機能することになる。
１の物体側のレンズ面１ａは物体側に凸となる凸曲面で
あり、両凸レンズ２側のレンズ面１ｂは物体側に凸とな
る凹曲面になっている。両凸レンズ２はメニスカスレン
ズ１側のレンズ面２ａと撮像素子３側のレンズ面２ｂと
の間に絞り５が形成されている。すなわち、光軸ＡＸに
沿った両凸レンズ２の中間部の外周面には、光軸ＡＸを
含む断面がＶ溝状となった溝部２ｃが光軸ＡＸ回りの全
周に亘って形成され、溝部２ｃに囲まれる部位は両レン
ズ面２ａ，２ｂよりも開口径が小さくなっており、した
がって絞り５として機能することになる。
【００１４】一例としてメニスカスレンズ１と両凸レン
ズ２とを組み合わせたＦナンバーが２．８である広角レ
ンズの設計値を示す。なお、各レンズ面１ａ，１ｂ，２
ａ，２ｂは以下に示す非球面式で表すものとする。この
非球面式は、２次曲面に補正項を加算した形になってい
る。すなわち、光軸ＡＸに直交する一つの平面であって
目的とする非球面に接する平面をｘｙ平面とするととも
に、この平面と光軸との交点を原点とし、ｘｙ平面から
の距離をｚとして、各レンズ面１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ
の形状を次式で表すことができる。 ただし、補正項＝Ａ４・ρ4＋Ａ６・ρ6＋Ａ８・ρ8＋
Ａ１０・ρ10 ｃ：レンズ面と光軸との交点の曲率 ρ＝ＳＱＲＴ（ｘ2＋ｙ2）：光軸からの距離 Ｋ：２次曲面パラメータ（＝１＋円錐係数） 関数ＳＱＲＴ（ｘ）はｘの平方根を表す。補正項は本実
施形態では４項の多項式としているが、項数はさらに多
くてもよい。
ズ２とを組み合わせたＦナンバーが２．８である広角レ
ンズの設計値を示す。なお、各レンズ面１ａ，１ｂ，２
ａ，２ｂは以下に示す非球面式で表すものとする。この
非球面式は、２次曲面に補正項を加算した形になってい
る。すなわち、光軸ＡＸに直交する一つの平面であって
目的とする非球面に接する平面をｘｙ平面とするととも
に、この平面と光軸との交点を原点とし、ｘｙ平面から
の距離をｚとして、各レンズ面１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ
の形状を次式で表すことができる。 ただし、補正項＝Ａ４・ρ4＋Ａ６・ρ6＋Ａ８・ρ8＋
Ａ１０・ρ10 ｃ：レンズ面と光軸との交点の曲率 ρ＝ＳＱＲＴ（ｘ2＋ｙ2）：光軸からの距離 Ｋ：２次曲面パラメータ（＝１＋円錐係数） 関数ＳＱＲＴ（ｘ）はｘの平方根を表す。補正項は本実
施形態では４項の多項式としているが、項数はさらに多
くてもよい。
【００１６】しかして、メニスカスレンズ１および両凸
レンズ２の材料として屈折率が１．４９２のアクリルを
用い、保護板４の材料として屈折率が１．５１７のＢＫ
７（ホウケイ酸クラウンガラス）を用いるものとし、メ
ニスカスレンズ１と両凸レンズ２との合成焦点距離を
１．３２６ｍｍに設定するとすれば、各パラメータを表
１のように設定することができる。
レンズ２の材料として屈折率が１．４９２のアクリルを
用い、保護板４の材料として屈折率が１．５１７のＢＫ
７（ホウケイ酸クラウンガラス）を用いるものとし、メ
ニスカスレンズ１と両凸レンズ２との合成焦点距離を
１．３２６ｍｍに設定するとすれば、各パラメータを表
１のように設定することができる。
【００１７】
【表１】
【００１８】部位１〜８は、それぞれレンズ面１ａ
（１）、レンズ面１ｂ（２）、レンズ面２ａ（３）、絞
り（４）、レンズ面２ｂ（５）、保護板４における両凸
レンズ２の対向面（６）、保護板４における撮像素子３
との対向面（７）、撮像素子３（８）を示す。さらに、
各レンズ面１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの２次曲面パラメー
タＫおよび補正項の係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０はそ
れぞれ以下のように設定される。 K=2.376 A4=−7.6088-5 A6=−5.3894-5 A8=−9.1817-6 A10=−5.0528-6 K=−0.822249 A4=−0.112636 A6=−1.25504 A8=−0.2655 A10=−5.5747-3 K=−0.943327 A4=−0.0136578 A6=−0.579181 A8=−0.15522 A10=−5.7183-3 K=−1.54424 A4=−0.0177209 A6=−0.395792 A8=−0.438498 A10=0.0433701 図１の構成について、上述のように各種定数を設定した
場合の光学特性を図２〜図４に示す。図２はスポットダ
イヤグラム、図３は横収差図、図４はＭＴＦ（modulati
on transfer function）である。各図における１．０
０、０．７２、０．４８、０．００などの数値は、結像
面における光軸ＡＸからの相対距離を示し、５０．００
°、４０．７０°、３０．００°、０．０００°は結像
位置への光線が光軸ＡＸとなす角度である。また、ＭＴ
ＦにおけるＴ，Ｒはタンジェンシャルのチャート、ラジ
アルのチャートを意味する。
（１）、レンズ面１ｂ（２）、レンズ面２ａ（３）、絞
り（４）、レンズ面２ｂ（５）、保護板４における両凸
レンズ２の対向面（６）、保護板４における撮像素子３
との対向面（７）、撮像素子３（８）を示す。さらに、
各レンズ面１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの２次曲面パラメー
タＫおよび補正項の係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０はそ
れぞれ以下のように設定される。 K=2.376 A4=−7.6088-5 A6=−5.3894-5 A8=−9.1817-6 A10=−5.0528-6 K=−0.822249 A4=−0.112636 A6=−1.25504 A8=−0.2655 A10=−5.5747-3 K=−0.943327 A4=−0.0136578 A6=−0.579181 A8=−0.15522 A10=−5.7183-3 K=−1.54424 A4=−0.0177209 A6=−0.395792 A8=−0.438498 A10=0.0433701 図１の構成について、上述のように各種定数を設定した
場合の光学特性を図２〜図４に示す。図２はスポットダ
イヤグラム、図３は横収差図、図４はＭＴＦ（modulati
on transfer function）である。各図における１．０
０、０．７２、０．４８、０．００などの数値は、結像
面における光軸ＡＸからの相対距離を示し、５０．００
°、４０．７０°、３０．００°、０．０００°は結像
位置への光線が光軸ＡＸとなす角度である。また、ＭＴ
ＦにおけるＴ，Ｒはタンジェンシャルのチャート、ラジ
アルのチャートを意味する。
【００１９】上述の実施形態の光学特性の良否の程度を
示すために、両凸レンズ２に絞り５を形成せずに、図５
に示すように、両凸レンズ２においてメニスカスレンズ
１と対向するレンズ面２ａに絞り５’を設けた広角レン
ズを比較例として示す。比較例においてもメニスカスレ
ンズ１および両凸レンズ２の材料として屈折率が１．４
９２のアクリルを用い、保護板４の材料として屈折率が
１．５１７のＢＫ７（ホウケイ酸クラウンガラス）を用
いるものとして、各パラメータを表２のように設定す
る。
示すために、両凸レンズ２に絞り５を形成せずに、図５
に示すように、両凸レンズ２においてメニスカスレンズ
１と対向するレンズ面２ａに絞り５’を設けた広角レン
ズを比較例として示す。比較例においてもメニスカスレ
ンズ１および両凸レンズ２の材料として屈折率が１．４
９２のアクリルを用い、保護板４の材料として屈折率が
１．５１７のＢＫ７（ホウケイ酸クラウンガラス）を用
いるものとして、各パラメータを表２のように設定す
る。
【００２０】
【表２】
【００２１】部位１〜３，５〜８は、それぞれレンズ面
１ａ（１）、レンズ面１ｂ（２）、レンズ面２ａおよび
絞り５’（３）、レンズ面２ｂ（５）、保護板４におけ
る両凸レンズ２の対向面（６）、保護板４における撮像
素子３との対向面（７）、撮像素子３（８）を示す。各
レンズ面１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの２次曲面パラメータ
Ｋおよび補正項の係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は実施
形態と同じ値に設定する。
１ａ（１）、レンズ面１ｂ（２）、レンズ面２ａおよび
絞り５’（３）、レンズ面２ｂ（５）、保護板４におけ
る両凸レンズ２の対向面（６）、保護板４における撮像
素子３との対向面（７）、撮像素子３（８）を示す。各
レンズ面１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの２次曲面パラメータ
Ｋおよび補正項の係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は実施
形態と同じ値に設定する。
【００２２】図５の構成について、上述のように各種定
数を設定した場合の光学特性を図６〜図８に示す。図６
はスポットダイヤグラム、図７は横収差図、図８はＭＴ
Ｆである。
数を設定した場合の光学特性を図６〜図８に示す。図６
はスポットダイヤグラム、図７は横収差図、図８はＭＴ
Ｆである。
【００２３】図２〜図４と図６〜図８とを比較すれば、
図１の構成は図５の構成に比較して収差が少なく、中心
部と周辺部とでのコントラストの差が小さいことがわか
る。つまり、周辺光線のぼけが小さく、解像力が高いこ
とがわかる。とくに、図４と図８とを比較すれば、本実
施形態の構成では周辺光線の１０〜３０本／ｍｍ付近で
の改善の程度が高いことがわかる。
図１の構成は図５の構成に比較して収差が少なく、中心
部と周辺部とでのコントラストの差が小さいことがわか
る。つまり、周辺光線のぼけが小さく、解像力が高いこ
とがわかる。とくに、図４と図８とを比較すれば、本実
施形態の構成では周辺光線の１０〜３０本／ｍｍ付近で
の改善の程度が高いことがわかる。
【００２４】ところで、図１に示した実施形態では、両
凸レンズ２の外周面に形成した溝部２ｃに囲まれる部位
を絞り５として用いており、両凸レンズ２を成形により
形成する場合には、金型を溝部２ｃに対応した形状とし
ておけば絞り５を形成することができる。このような溝
部２ｃにより形成した絞り５では、外光が溝部２ｃから
両凸レンズ２に入射したり、両凸レンズ２にレンズ面２
ａから入射した光が溝部２ｃを通過したりすることによ
って、撮像素子３に届くことも考えられるから、このよ
うな迷光を防止するために、溝部２ｃの内周面にシボ加
工を施したり、溝部２ｃの内周面を黒色に塗装してもよ
い。あるいはまた、溝部２ｃに合致するアパーチャを別
部品として両凸レンズ２に取り付けてもよい。
凸レンズ２の外周面に形成した溝部２ｃに囲まれる部位
を絞り５として用いており、両凸レンズ２を成形により
形成する場合には、金型を溝部２ｃに対応した形状とし
ておけば絞り５を形成することができる。このような溝
部２ｃにより形成した絞り５では、外光が溝部２ｃから
両凸レンズ２に入射したり、両凸レンズ２にレンズ面２
ａから入射した光が溝部２ｃを通過したりすることによ
って、撮像素子３に届くことも考えられるから、このよ
うな迷光を防止するために、溝部２ｃの内周面にシボ加
工を施したり、溝部２ｃの内周面を黒色に塗装してもよ
い。あるいはまた、溝部２ｃに合致するアパーチャを別
部品として両凸レンズ２に取り付けてもよい。
【００２５】たとえば、図９（ａ）に示すように、光軸
ＡＸを含む断面が溝部２ｃの断面に一致する楔状となっ
た遮光部材６を用いてもよい。遮光部材６は光を遮断す
る材料（たとえば黒色の成形品）により形成される。こ
のような遮光部材６は両凸レンズ２と一体成形が可能で
あるから、低コストで作成することができる。しかも、
遮光部材６を設けたことによって迷光を確実に防止する
ことができる。
ＡＸを含む断面が溝部２ｃの断面に一致する楔状となっ
た遮光部材６を用いてもよい。遮光部材６は光を遮断す
る材料（たとえば黒色の成形品）により形成される。こ
のような遮光部材６は両凸レンズ２と一体成形が可能で
あるから、低コストで作成することができる。しかも、
遮光部材６を設けたことによって迷光を確実に防止する
ことができる。
【００２６】さらに、図９（ｂ）のように、両凸レンズ
２の外周面に光軸ＡＸ回りの全周に亘って遮光部材６’
を形成してもよい。このように両凸レンズ２におけるレ
ンズ面２ａ，２ｂ以外の外周面を全面に亘って遮光部材
６’で覆えば迷光の入射がほとんどなくなるのである。
しかも、両凸レンズ２の外周面に凹凸が少なくなるか
ら、両凸レンズ２の成形時の位置決めが容易になる。
２の外周面に光軸ＡＸ回りの全周に亘って遮光部材６’
を形成してもよい。このように両凸レンズ２におけるレ
ンズ面２ａ，２ｂ以外の外周面を全面に亘って遮光部材
６’で覆えば迷光の入射がほとんどなくなるのである。
しかも、両凸レンズ２の外周面に凹凸が少なくなるか
ら、両凸レンズ２の成形時の位置決めが容易になる。
【００２７】（第２の実施の形態）本実施形態は、図１
０に示すように、第１の実施の形態における絞り５と両
凸レンズ２における保護板４側のレンズ面２ｂとの間で
両凸レンズ２の外径を一定としたものである。つまり、
絞り５の開口径と像側のレンズ面２ｂの開口径とが等し
くなっているのである。本実施形態の形状では図１に示
した第１の実施の形態の形状のように楔状の溝部２ｃを
形成する必要がないから、金型の型閉め・型開きの際に
光軸ＡＸの方向に金型を移動させることができるから、
金型の構造が第１の実施の形態よりも簡単になって金型
費用が低減される。
０に示すように、第１の実施の形態における絞り５と両
凸レンズ２における保護板４側のレンズ面２ｂとの間で
両凸レンズ２の外径を一定としたものである。つまり、
絞り５の開口径と像側のレンズ面２ｂの開口径とが等し
くなっているのである。本実施形態の形状では図１に示
した第１の実施の形態の形状のように楔状の溝部２ｃを
形成する必要がないから、金型の型閉め・型開きの際に
光軸ＡＸの方向に金型を移動させることができるから、
金型の構造が第１の実施の形態よりも簡単になって金型
費用が低減される。
【００２８】いま、図１０に示す構成の広角レンズを、
両凸レンズ２のレンズ面２ｂと絞り５との間の形状のみ
を変更し（つまり、レンズ面２ｂの開口径を絞り５の開
口径と等しい０．９５３ｍｍに設定する）、他の寸法を
第１の実施の形態と同寸法に設定し、球面式に用いる２
次曲面パラメータおよび補正項の係数も第１の実施の形
態と同じ値に設定すると、このときのスポットダイアグ
ラム、横収差図、ＭＴＦは、それぞれ図１１〜図１３の
ようになる。
両凸レンズ２のレンズ面２ｂと絞り５との間の形状のみ
を変更し（つまり、レンズ面２ｂの開口径を絞り５の開
口径と等しい０．９５３ｍｍに設定する）、他の寸法を
第１の実施の形態と同寸法に設定し、球面式に用いる２
次曲面パラメータおよび補正項の係数も第１の実施の形
態と同じ値に設定すると、このときのスポットダイアグ
ラム、横収差図、ＭＴＦは、それぞれ図１１〜図１３の
ようになる。
【００２９】図１１〜図１３と図６〜図８とを比較する
と、第１の実施の形態と同様に、図１０の構成は図５の
構成に比較して収差が少なく、中心部と周辺部とでのコ
ントラストの差が小さいことがわかる。つまり、周辺光
線のぼけが小さく、解像力が高いことがわかる。とく
に、図１３と図８とを比較すれば、本実施形態の構成で
は周辺光線の１０〜３０本／ｍｍ付近での改善の程度が
高いことがわかる。
と、第１の実施の形態と同様に、図１０の構成は図５の
構成に比較して収差が少なく、中心部と周辺部とでのコ
ントラストの差が小さいことがわかる。つまり、周辺光
線のぼけが小さく、解像力が高いことがわかる。とく
に、図１３と図８とを比較すれば、本実施形態の構成で
は周辺光線の１０〜３０本／ｍｍ付近での改善の程度が
高いことがわかる。
【００３０】本実施形態においても、第１の実施の形態
と同様に、外光が両凸レンズ２の外周から入射したり、
両凸レンズ２にレンズ面２ａから入射した光が両凸レン
ズ２から一端外に出て再入射したりすることによって、
撮像素子３に届くことも考えられるから、このような迷
光を防止するために、両凸レンズ２の外周面にシボ加工
を施したり、両凸レンズ２の外周面を黒色に塗装しても
よい。あるいはまた、絞り５からレンズ面２ｂに至る部
位の外周を覆う筒状の部材を別部品として両凸レンズ２
に取り付けてもよい。
と同様に、外光が両凸レンズ２の外周から入射したり、
両凸レンズ２にレンズ面２ａから入射した光が両凸レン
ズ２から一端外に出て再入射したりすることによって、
撮像素子３に届くことも考えられるから、このような迷
光を防止するために、両凸レンズ２の外周面にシボ加工
を施したり、両凸レンズ２の外周面を黒色に塗装しても
よい。あるいはまた、絞り５からレンズ面２ｂに至る部
位の外周を覆う筒状の部材を別部品として両凸レンズ２
に取り付けてもよい。
【００３１】たとえば、図１４に示すように、絞り５と
レンズ面２ｂとの間の外周を全周に亘って覆うように成
形品により筒状に形成した遮光部材６”を用いることに
よって、迷光を抑制することができる。また、このよう
な遮光部材６”は両凸レンズ２と一体に成形することが
できるから、製造コストの低減につながる。とくに、本
実施形態の構成では、光軸ＡＸに直交する断面内での両
凸レンズ２の直径が第１の実施の形態と等しいとすれ
ば、遮光部材６”の厚み寸法を第１の実施の形態（図９
（ｂ）の構成）よりも大きくとることができ、一体成形
時の位置決めが容易であるとともに成形による歪が発生
しにくくなり、遮光性も高くなる。他の構成および動作
は第１の実施の形態と同様であるから説明を省略する。
レンズ面２ｂとの間の外周を全周に亘って覆うように成
形品により筒状に形成した遮光部材６”を用いることに
よって、迷光を抑制することができる。また、このよう
な遮光部材６”は両凸レンズ２と一体に成形することが
できるから、製造コストの低減につながる。とくに、本
実施形態の構成では、光軸ＡＸに直交する断面内での両
凸レンズ２の直径が第１の実施の形態と等しいとすれ
ば、遮光部材６”の厚み寸法を第１の実施の形態（図９
（ｂ）の構成）よりも大きくとることができ、一体成形
時の位置決めが容易であるとともに成形による歪が発生
しにくくなり、遮光性も高くなる。他の構成および動作
は第１の実施の形態と同様であるから説明を省略する。
【００３２】なお、図１５から明らかなように、画角が
大きくなると照度が低下するが、第１の実施の形態
（）および第２の実施の形態（）では図５に示した
比較例（）よりも低下の程度が少なくなり、画角の大
きい領域ほど改善の程度が大きいことがわかる。
大きくなると照度が低下するが、第１の実施の形態
（）および第２の実施の形態（）では図５に示した
比較例（）よりも低下の程度が少なくなり、画角の大
きい領域ほど改善の程度が大きいことがわかる。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、物体側から像側に向かって、
屈折力が負であるメニスカスレンズと、屈折力が正であ
る両凸レンズとがこの順に配置され、前記両凸レンズに
おける各レンズ面の間にメニスカスレンズ側のレンズ面
よりも開口径の小さい絞りが形成されたものであり、両
凸レンズの両レンズ面間に絞りを設けているので、光軸
近傍を通過する光線束と周辺部分を通過する光線束とを
バランスよく絞ることが可能になり、レンズの全面に亘
って解像力が高くなるとともに、中心部と周辺部との明
るさの差を大幅に低減させることが可能になるという効
果を奏し、しかも、２枚組のレンズ構成であるから、比
較的安価かつ小型に作成することが可能であるという利
点を有する。
屈折力が負であるメニスカスレンズと、屈折力が正であ
る両凸レンズとがこの順に配置され、前記両凸レンズに
おける各レンズ面の間にメニスカスレンズ側のレンズ面
よりも開口径の小さい絞りが形成されたものであり、両
凸レンズの両レンズ面間に絞りを設けているので、光軸
近傍を通過する光線束と周辺部分を通過する光線束とを
バランスよく絞ることが可能になり、レンズの全面に亘
って解像力が高くなるとともに、中心部と周辺部との明
るさの差を大幅に低減させることが可能になるという効
果を奏し、しかも、２枚組のレンズ構成であるから、比
較的安価かつ小型に作成することが可能であるという利
点を有する。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す断面図であ
る。
る。
【図２】同上のスポットダイヤグラムを示す動作説明図
である。
である。
【図３】同上の横収差図である。
【図４】同上のＭＴＦを示す動作説明図である。
【図５】比較例を示す断面図である。
【図６】同上のスポットダイヤグラムを示す動作説明図
である。
である。
【図７】同上の横収差図である。
【図８】同上のＭＴＦを示す動作説明図である。
【図９】同上の他例を示す両凸レンズの断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態を示す断面図であ
る。
る。
【図１１】同上のスポットダイヤグラムを示す動作説明
図である。
図である。
【図１２】同上の横収差図である。
【図１３】同上のＭＴＦを示す動作説明図である。
【図１４】同上の他例を示す両凸レンズの断面図であ
る。
る。
【図１５】第１の実施の形態と第２の実施の形態と比較
例とについて画角と照度との関係示す動作説明図であ
る。
例とについて画角と照度との関係示す動作説明図であ
る。
１ メニスカスレンズ １ａ，１ｂ レンズ面 ２ 両凸レンズ ２ａ，２ｂ レンズ面 ２ｃ 溝部 ３ 撮像素子 ５，５’ 絞り ６．６’，６” 遮光部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 油 大作 東京都板橋区板橋２−64−10 株式会社ユ ーカリ光学研究所内 Ｆターム(参考） 2H087 KA03 LA03 PA02 PA17 PB02 QA02 QA07 QA17 QA21 QA34 QA42 RA05 RA12 RA13 RA32 RA42 UA01
Claims (7)
- 【請求項１】 物体側から像側に向かって、屈折力が負
であるメニスカスレンズと、屈折力が正である両凸レン
ズとがこの順に配置され、前記両凸レンズにおける各レ
ンズ面の間にメニスカスレンズ側のレンズ面よりも開口
径の小さい絞りが形成されたことを特徴とする広角レン
ズ。 - 【請求項２】 前記両凸レンズにおいて前記絞りの開口
径と像側のレンズ面の開口径とが等しいことを特徴とす
る請求項１記載の広角レンズ。 - 【請求項３】 前記両凸レンズの各レンズ面の間に前記
両凸レンズの光軸を含む断面をＶ溝状とした溝部が前記
両凸レンズの光軸回りの全周に亘る環状に形成され、前
記溝部に囲まれる部位が前記絞りとなることを特徴とす
る請求項１記載の広角レンズ。 - 【請求項４】 前記両凸レンズの各レンズ面の間に前記
両凸レンズの光軸を含む断面を楔状とした遮光部材が前
記両凸レンズの光軸回りの全周に亘って環状かつ一体に
形成され、前記遮光部材に囲まれる部位が前記絞りとな
ることを特徴とする請求項１記載の広角レンズ。 - 【請求項５】 前記両凸レンズの前記絞りと像側のレン
ズ面との間の外径寸法は、前記絞りと物体側のレンズ面
との間の外径寸法よりも小さくかつ一定であることを特
徴とする請求項２記載の広角レンズ。 - 【請求項６】 前記両凸レンズの前記絞りと像側のレン
ズ面との間には前記両凸レンズの光軸回りの全周に亘っ
て環状かつ一体に遮光部材が形成されていることを特徴
とする請求項２記載の広角レンズ。 - 【請求項７】 前記メニスカスレンズおよび前記両凸レ
ンズの各レンズ面の形状を２次曲面に補正項を加算した
形の非球面式によって表すときに、 ｎ＝１．４９２ Ｒ１／ｆ＝４．５４６２ Ｒ２／ｆ＝０．３９６８ Ｒ３／ｆ＝２．３９３１ Ｒ５／ｆ＝−０．６３７７ Ｋ１＝２．３７６ Ｋ２＝−０．８２２２４９ Ｋ３＝−０．９４３３２７ Ｋ５＝−１．５４４２４ Ｄ１／ｆ＝０．４０５７ Ｄ２／ｆ＝０．６２９０ Ｄ３／ｆ＝０．５３８２ Ｄ４／ｆ＝０．６７８７ φ４／ｆ≧０．７１８７ φ４＜φ３ ただし、 ｆ：メニスカスレンズと両凸レンズとの合成焦点距離 ｎ：メニスカスレンズと両凸レンズとを形成する材料の
屈折率 Ｒ１：メニスカスレンズの物体側のレンズ面の頂点の曲
率半径 Ｒ２：メニスカスレンズの両凸レンズ側のレンズ面の頂
点の曲率半径 Ｒ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面の頂
点の曲率半径 Ｒ５：両凸レンズの像側のレンズ面の頂点の曲率半径 Ｋ１：メニスカスレンズの物体側のレンズ面の２次曲面
パラメータ Ｋ２：メニスカスレンズの両凸レンズ側のレンズ面の２
次曲面パラメータ Ｋ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面の２
次曲面パラメータ Ｋ５：両凸レンズの像側のレンズ面の２次曲面パラメー
タ Ｄ１：メニスカスレンズの両レンズ面間の距離 Ｄ２：メニスカスレンズと両凸レンズとの対向するレン
ズ面間の距離 Ｄ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面と絞
りとの間の距離 Ｄ４：両凸レンズの絞りと像側のレンズ面との間の距離 φ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面側の
開口径 φ４：絞りの開口径 という条件を満たすことを特徴とする請求項１ないし請
求項６のいずれかに記載の広角レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33482198A JP3409248B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 広角レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33482198A JP3409248B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 広角レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000162498A true JP2000162498A (ja) | 2000-06-16 |
| JP3409248B2 JP3409248B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=18281601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33482198A Expired - Lifetime JP3409248B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 広角レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3409248B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7035018B2 (en) | 2003-03-10 | 2006-04-25 | Fujinon Corporation | Imaging lens |
| WO2011027622A1 (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-10 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 対物光学系 |
| WO2014156954A1 (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | 富士フイルム株式会社 | レンズユニット、撮像モジュール、及び電子機器 |
| WO2015122261A1 (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-20 | コニカミノルタ株式会社 | 撮像レンズ及び撮像装置 |
| WO2015182488A1 (ja) * | 2014-05-26 | 2015-12-03 | コニカミノルタ株式会社 | 複眼撮像光学系及び複眼撮像装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8749897B2 (en) * | 2012-11-07 | 2014-06-10 | Omnivision Technologies, Inc. | Large-field-of-view lens system for capsule endoscope and capsule endoscope having large-field-of-view lens system |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59152401A (ja) * | 1983-02-19 | 1984-08-31 | Olympus Optical Co Ltd | プラスチツクレンズ |
| JPS59176001U (ja) * | 1983-05-10 | 1984-11-24 | キヤノン株式会社 | モ−ルドレンズを用いた結像光学系 |
| JPH02251903A (ja) * | 1989-03-27 | 1990-10-09 | Olympus Optical Co Ltd | インクジェット装置を用いたレンズ塗装方法及び装置 |
| JPH035120U (ja) * | 1989-05-31 | 1991-01-18 | ||
| JPH05215964A (ja) * | 1992-02-04 | 1993-08-27 | Kiyousera Opt Kk | レトロフォーカス型レンズ |
| JPH09325285A (ja) * | 1996-05-31 | 1997-12-16 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡対物レンズ |
-
1998
- 1998-11-25 JP JP33482198A patent/JP3409248B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS59152401A (ja) * | 1983-02-19 | 1984-08-31 | Olympus Optical Co Ltd | プラスチツクレンズ |
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| US7035018B2 (en) | 2003-03-10 | 2006-04-25 | Fujinon Corporation | Imaging lens |
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| US8531781B2 (en) | 2009-09-01 | 2013-09-10 | Olympus Medical Systems Corp. | Objective optical system |
| WO2014156954A1 (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | 富士フイルム株式会社 | レンズユニット、撮像モジュール、及び電子機器 |
| WO2015122261A1 (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-20 | コニカミノルタ株式会社 | 撮像レンズ及び撮像装置 |
| WO2015182488A1 (ja) * | 2014-05-26 | 2015-12-03 | コニカミノルタ株式会社 | 複眼撮像光学系及び複眼撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3409248B2 (ja) | 2003-05-26 |
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