JP2017040743A - 撮像デバイス、および、撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】撮像素子を設けた撮像デバイスにおいて像面に対する最大主光線入射角度を小さくする。
【解決手段】撮像デバイス110は、撮像レンズと撮像素子IMGとカバーガラスCGとを具備する。撮像デバイス110においてカバーガラスCGは、撮像素子IMGに空気を介さずに貼り付けられる。また、撮像デバイスにおいて撮像レンズからの主光線のカバーガラスCGに対する最大入射角は35度より大きい。さらに、撮像デバイス110においてカバーガラスCGの屈折角は、その最大入射角より少なくとも5度小さい。
【選択図】図2
【解決手段】撮像デバイス110は、撮像レンズと撮像素子IMGとカバーガラスCGとを具備する。撮像デバイス110においてカバーガラスCGは、撮像素子IMGに空気を介さずに貼り付けられる。また、撮像デバイスにおいて撮像レンズからの主光線のカバーガラスCGに対する最大入射角は35度より大きい。さらに、撮像デバイス110においてカバーガラスCGの屈折角は、その最大入射角より少なくとも5度小さい。
【選択図】図2
Description
本技術は、撮像デバイス、および、撮像装置に関する。詳しくは、撮像素子が設けられた撮像デバイスおよび撮像装置に関する。
従来より、撮像装置などの各種の電子装置において、比較的画角の広い広角レンズが用いられている。例えば、Schneider社のSuper Angulon(登録商標)と呼ばれる広角レンズが、フィルムカメラにおいて用いられている。また、このSchneider社の広角レンズと類似する構成で、レンズの枚数を1枚少なくしたレンズも提案されている(例えば、特許文献1参照。)。これらの広角レンズと、像面との間には、通常、フィルムを埃などから保護するためのカバーガラスが配置される。このカバーガラスは、フィルムを傷つけないように、フィルムから若干離して配置される。また、これらの広角レンズでは、像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズが最も像面側に配置されており、これらメニスカスレンズの配置により像面への光線の入射角が大きくなる。この光線は、カバーガラスを通過して、例えば、最大45度の入射角度で、フィルムの像面に入射される。
しかしながら、上述の広角レンズを、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子を搭載した撮像デバイスに適用すると、画質が低下するおそれがある。これは、フィルムと異なり撮像素子では、像面に対する最大入射角度が大きいと画素間で混色が生じてしまうためである。最大入射角について、混色が生じない設計上の許容限度は、例えば、35度前後である。このため、その許容限度(35度)を超える上述の広角レンズを、撮像素子を搭載した撮像デバイスに適用することが困難であるという問題がある。
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、撮像素子を設けた撮像デバイスにおいて像面に対する最大主光線入射角度を小さくすることを目的とする。
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第1の側面は、撮像レンズと撮像素子と当該撮像素子に空気を介さずに貼り付けられたカバーガラスとを具備し、上記撮像レンズからの主光線の上記カバーガラスに対する最大入射角は35度より大きく、上記カバーガラスの屈折角は、上記最大入射角より少なくとも5度小さい撮像デバイスである。これにより、最大主光線入射角がカバーガラスによって少なくとも5度緩和されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された第1レンズ、第2レンズ、絞り、第3レンズおよび第4レンズから構成され、上記第1レンズは、上記物体側に凸面を向けた球面形状の負のメニスカスレンズであり、上記第2レンズは、正の屈折力を有する非球面レンズであり、上記第3レンズは、上記物体側および上記像面側の両方が凸面の正の屈折力を有する非球面レンズであり、上記第4レンズは、上記像面側に凸面を向けた球面形状の負のメニスカスレンズであってもよい。これにより、物体側から像面側に向かって順に配置された第1レンズ、第2レンズ、絞り、第3レンズおよび第4レンズから構成される撮像レンズの最大主光線入射角が緩和されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、絞り、第4レンズおよび第5レンズから構成され、上記第1レンズは、上記物体側に凸面を向けた球面形状の負のメニスカスレンズであり、上記第2レンズは、上記物体側に凸面を向けた非球面形状の負のメニスカスレンズであり、上記第3レンズおよび上記第4レンズは、正の屈折力を有する非球面レンズであり、上記第5レンズは、上記像面側に凸面を向けた非球面形状の負のメニスカスレンズであってもよい。これにより、物体側から像面側に向かって順に配置された第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、絞り、第4レンズおよび第5レンズから構成される撮像レンズの最大主光線入射角が緩和されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された絞り、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズおよび第5レンズから構成され、上記第1レンズは、正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けたレンズであり、上記第2レンズは、負の屈折力を有し、上記第3レンズは、正の屈折力を有し、上記第4レンズは、正の屈折力を有し、像面側の面が非球面形状であり、光軸から離れるほど正の屈折力が強くなるレンズであり、上記第5レンズは、負の屈折力を有し、物体側に凹面を向けたレンズであってもよい。これにより、物体側から像面側に向かって順に配置された絞り、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズおよび第5レンズから構成される撮像レンズの最大主光線入射角が緩和されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記第2レンズの上記物体側および上記像面側の両方が凹面であってもよい。これにより、物体側および上記像面側の両方が凹面の第2レンズを備える撮像レンズの最大主光線入射角が緩和されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記第3レンズの上記物体側および上記像面側の両方が凸面であってもよい。これにより、物体側および上記像面側の両方が凸面の第3レンズを備える撮像レンズの最大主光線入射角が緩和されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記第4レンズの両面において、所定の近軸曲率半径に満たない近軸領域が凸形状であってもよい。これにより、両面において所定の近軸曲率半径に満たない近軸領域が凸形状の第4レンズを備える撮像レンズの最大主光線入射角が緩和されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記カバーガラスのアッベ数は少なくとも55であり、上記カバーガラスの厚みは、0.3ミリメートルを超えないものであってもよい。これにより、カバーガラスのアッベ数が少なくとも55であり、カバーガラスの厚みは、0.3ミリメートルを超えない撮像デバイスにおいて、撮像レンズの最大主光線入射角が緩和されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記カバーガラスから上記撮像レンズまでの距離であるバックフォーカスが0.2ミリメートルを超えないものであってもよい。これにより、バックフォーカスが0.2ミリメートルを超えない撮像デバイスにおいて、撮像レンズの最大主光線入射角が緩和されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記撮像レンズは、実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに備えてもよい。これにより、実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに備える撮像レンズの最大主光線入射角が緩和されるという作用をもたらす。
また、本技術の第2の側面は、撮像レンズと撮像素子と当該撮像素子に空気を介さずに貼り付けられたカバーガラスとを備えた撮像デバイスと、上記撮像素子により生成された画像信号を処理する信号処理部とを具備し、上記撮像レンズからの主光線の上記カバーガラスに対する最大入射角は35度より大きく、上記カバーガラスの屈折角は、上記最大入射角より少なくとも5度小さい撮像装置である。これにより、最大主光線入射角がカバーガラスによって少なくとも5度緩和されるという作用をもたらす。
本技術によれば、撮像素子を設けた撮像デバイスにおいて像面に対する最大主光線入射角度を小さくすることができるという優れた効果を奏し得る。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
以下、本技術を実施するための形態(以下、実施の形態と称する)について説明する。説明は以下の順序により行う。
1.第1の実施の形態(カバーガラスを撮像素子に貼り付けた例)
2.第2の実施の形態(4群4枚の撮像レンズを設け、カバーガラスを撮像素子に貼り付けた例)
3.第3の実施の形態(5群5枚の魚眼レンズを設け、カバーガラスを撮像素子に貼り付けた例)
4.第4の実施の形態(5群5枚の撮像レンズを設け、カバーガラスを撮像素子に貼り付けた例)
5.第5の実施の形態(パラメータの異なる5群5枚の撮像レンズを設け、カバーガラスを撮像素子に貼り付けた例)
1.第1の実施の形態(カバーガラスを撮像素子に貼り付けた例)
2.第2の実施の形態(4群4枚の撮像レンズを設け、カバーガラスを撮像素子に貼り付けた例)
3.第3の実施の形態(5群5枚の魚眼レンズを設け、カバーガラスを撮像素子に貼り付けた例)
4.第4の実施の形態(5群5枚の撮像レンズを設け、カバーガラスを撮像素子に貼り付けた例)
5.第5の実施の形態(パラメータの異なる5群5枚の撮像レンズを設け、カバーガラスを撮像素子に貼り付けた例)
<1.第1の実施の形態>
[撮像装置の構成例]
図1は、本技術の第1の実施の形態における撮像装置100の一構成例を示すブロック図である。この撮像装置100として、例えば、携帯電話(スマートフォンも含む)やモバイルPC(personal computer)、ウェアラブル機器、スキャナー、監視カメラ、アクションカム、ビデオカメラおよびデジタルカメラなどが想定される。この撮像装置100は、撮像デバイス110、信号処理部120、記録部130および制御部150を備える。
[撮像装置の構成例]
図1は、本技術の第1の実施の形態における撮像装置100の一構成例を示すブロック図である。この撮像装置100として、例えば、携帯電話(スマートフォンも含む)やモバイルPC(personal computer)、ウェアラブル機器、スキャナー、監視カメラ、アクションカム、ビデオカメラおよびデジタルカメラなどが想定される。この撮像装置100は、撮像デバイス110、信号処理部120、記録部130および制御部150を備える。
撮像デバイス110は、制御部150の制御に従って画像を撮像し、画像信号を生成するものである。この撮像デバイス110は、生成した画像信号を信号処理部120に信号線119を介して供給する。
信号処理部120は、撮像デバイス110からの画像信号に対して、アナログ−デジタル変換処理、ノイズ除去処理およびデモザイク処理などの各種の信号処理を必要に応じて行うものである。信号処理部120は、処理後の画像信号を記録部130に信号線129を介して供給する。記録部130は、画像信号を記録するものである。
制御部150は、撮像装置100全体を制御するものである。この制御部150は、ユーザの操作などに従って撮像デバイス110を制御して、画像を撮像させる。また、制御部150は、信号処理部120を制御して、画像の撮像に同期して信号処理を行わせる。
なお、撮像装置100は、表示部をさらに備え、撮像した画像を、その表示部に表示してもよい。また、撮像装置100は、インターフェースをさらに備え、そのインターフェースを介して外部の装置に画像信号を送信してもよい。
[撮像デバイスの構成例]
図2は、第1の実施の形態における撮像デバイス110の一構成例を示す断面図である。この撮像デバイス110は、物体側から像面側に向かって順に配置された、撮像レンズ、カバーガラスCGおよび撮像素子IMGを備える。この撮像レンズは、物体側から像面側に向けて順に配置された、第1レンズ群GR1、第2レンズ群GR2、絞りSTOおよび第4レンズ群GR4から構成される。
図2は、第1の実施の形態における撮像デバイス110の一構成例を示す断面図である。この撮像デバイス110は、物体側から像面側に向かって順に配置された、撮像レンズ、カバーガラスCGおよび撮像素子IMGを備える。この撮像レンズは、物体側から像面側に向けて順に配置された、第1レンズ群GR1、第2レンズ群GR2、絞りSTOおよび第4レンズ群GR4から構成される。
第1レンズ群GR1は、レンズL11を備える。このレンズL11は、物体側に凸面を向けた、負の屈折力(レンズパワー)を有するメニスカスレンズである。また、第2レンズ群GR2は、レンズL21、レンズL22およびレンズL23の3枚が接合された接合レンズL20(いわゆる、トリプレットレンズ)を有する。第3レンズ群GR3も、レンズ31、レンズ32およびレンズ33が接合されたトリプレットレンズL30を有する。第4レンズ群GR4は、レンズL41を備える。このレンズL41は、像面側に凸面を向けた、負の屈折力を有するメニスカスレンズである。
上述のレンズL11およびトリプレットレンズL20は、絞りSTOを挟んで、レンズL41およびトリプレットレンズL30と向かい合った対称な形で配置される。これらのレンズにより、4群8枚の撮像レンズが構成される。
最も物体側に負の第1レンズ群GR1を配置したことにより、第2レンズ群GR2に入射される光線の入射角度を緩和(すなわち、小さく)することができる。したがって、第1レンズ群GR1に入射する光線の最大角(言い換えれば、画角)を相対的に広くすることができる。また、負群始まりとしたため、コサイン4乗則により周辺光量落ちがより緩やかになり、周辺光量を大きくすることができる。
また、最も像面側に、凹面を物体側に向けた第4レンズ群GR4を配置したことにより、像面に入射される光線の入射角をきつく(すなわち、大きく)することができる。これにより、第4レンズ群GR4と像面との間の距離を短くして撮像デバイス110を小型にすることができる。
このように、最も物体側に負の第1レンズ群GR1を配置し、最も像面側に凹面を物体側に向けた第4レンズ群GR4を配置することにより、小型の広角レンズを実現することができる。
また、接合レンズL20およびL30を設けたことにより、おおよその色収差や高次収差を補正することができる。最も物体側(レンズL11)と最も像面側(レンズL41)との形状を対称にした撮像レンズでは、像面湾曲、非点収差、コマ収差および球面収差等の光学収差と、光学ディスト―ションとを小さくすることができる一方で、色収差の補正が困難である。しかし、この色収差は、トリプレットレンズ(接合レンズL20およびL30)により十分に補正することができる。
また、条件(a)として上述の撮像レンズからの主光線がカバーガラスCGに入射する際の最大値である最大主光線入射角は、35度より大きいものとする。例えば、カバーガラスCGに対する最大主光線入射角は、55度である。
カバーガラスCGは、撮像素子IMGを保護するための透明体であり、接着剤または充填剤により空気を介さずに撮像素子IMGの像面に貼り付けられている。このカバーガラスCGの空気に対する相対屈折率をnCGとし、入射角をRin、屈折角をRoutとすると、これらの間には、スネルの法則より次の関係式が成立する。なお、接着剤や充填剤の屈折率は、カバーガラスCGと同程度とする。
sin(Rin)/sin(Rout)=nCG
sin(Rin)/sin(Rout)=nCG
上式においてカバーガラスCGの屈折角Routは、入射角Rinより5度以上小さいものとする。前述したようにカバーガラスCGは撮像素子IMGの像面に貼り付けられているため、上式の屈折角Routで屈折した主光線が、そのままの角度で像面に入射される。このため、像面に対する主光線最大入射角(=Rout)は、カバーガラスCGに対する最大主光線入射角(=Rin)よりも5度以上小さくなる。すなわち、カバーガラスCGにおける屈折により、撮像素子からの主光線の光軸に対する最大出射角(=Rin)が5度以上緩和される。例えば、相対屈折率nCGは約1.5であり、上式より、最大出射角は32度まで緩和される。
撮像素子IMGは、撮像レンズを介して受光した光を光電変換して画像信号を生成するものである。この撮像素子IMGは、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOSにより構成される。この撮像素子IMGにおいて、画素間の混色が生じない最大の入射角は、例えば、35度前後である。前述したように、最大主光線出射角は、カバーガラスCGにより5度以上、緩和される。このため、カバーガラスCGへの最大主光線出射角が35度より大きな広角の撮像レンズを用いても、像面に対する入射角を許容限度である35度以下に抑制することができる。
また、条件(b)としてカバーガラスCGのアッベ数は、55度以上であることが望ましい。これは、アッベ数が55より小さくなると、波長による屈折率分散が大きくなり、入射角が大きいこととの相乗効果によって余分な収差が発生してMTFが劣化するためである。
また、条件(c)として、カバーガラスのCGの厚みは、0.3ミリメートル(mm)以下であることが望ましい。これは、カバーガラスCGを薄くするほど、撮像レンズからカバーガラスCGまでの距離(バックフォーカス)を短くすることができるためである。特にスマートフォンなどのモバイル装置においては、小型化が何よりも優先されるため、薄いカバーガラスCGが求められる。また、画素ピッチを小さくしていく現在のトレンドに従って、画素ピッチを1.0マイクロメートル(μm)以下にすると、カバーガラスCGが厚いほど発生する収差が大きくなり、MTFが悪化する。この収差が許容値以下になるカバーガラスCGの厚さの限度は、0.3ミリメートル(mm)程度となる。
また、条件(d)として、カバーガラスCGから撮像レンズまでの距離(バックフォーカス)は、0.2ミリメートル(mm)以下であることが望ましい。これは、前述したように、スマートフォンなどのモバイル装置においては、小型化が何よりも優先されるためである。また、現在のトレンドに従って画素ピッチを1.0マイクロメートル(μm)以下にすると、明るい(すなわち、大きな)F値が要求され、F値を大きくするには短いバックフォーカスが要求されるためである。
バックフォーカスが短いと、F値が明るい値になるのは、光ディスクにおいて開口数が明るい値になるにつれて、カバーガラスが薄くなり、対物レンズの差動距離が短くなったことと同様の理由である。半導体製造用のステッパーでも同様の関係があることからも技術の概要がわかる。
なお、撮像デバイス110は、撮像レンズ、カバーガラスCGおよび撮像素子IMGに加えて、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの光学フィルタをさらに備えてもよい。この場合に、光学フィルタは、カバーガラスCGの物体側または像面側に配置される。物体側に配置する際には、光学フィルタは、カバーガラスCGから離した位置に配置することができる。一方、像面側に配置する際には、光学フィルタは、カバーガラスCGおよび撮像素子IMGに貼り付けた状態で配置される。また、撮像デバイス110は、実質的にレンズパワーを有しないレンズなど、光学フィルタ以外の光学部材をさらに備えてもよい。
これらの条件を適宜採用することにより、個々の素子や装置に適した、より好ましい結像性能を有し、コンパクトな光学系および撮像装置を実現することができる。
なお、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。「R」は面の曲率半径を示す。面番号iに対応する「d」は物体側から数えて第i番目の面と第i+1番目の面との間の軸上面間隔を示す。「nd」は物体側に面を有する硝材または素材のd線(波長587.6nm)に対する屈折率を示す。「νd」は物体側に第i面を有する硝材または素材のd線に対するアッベ数を示す。そして、曲率半径に関し「∞」は、当該面が平面であることを示す。
表1において、面番号1および2は、レンズL11の物体側および像面側の面を示す。面番号3および4は、レンズL21の物体側および像面側の面を示す。面番号5および6は、レンズL23の物体側および像面側の面を示す。面番号7は、絞りSTOの面を示す。面番号8および9は、レンズL31の物体側および像面側の面を示す。面番号10および11は、レンズL33の物体側および像面側の面を示す。面番号12および13は、レンズL41の物体側および像面側の面を示す。面番号14は、カバーガラスCGの物体側の面を示す。
表1に例示したデータに基づいて、開口数4.5、半画角55.0度、光軸方向におけるレンズ全長90ミリメートル(mm)の撮像レンズが構成される。
[撮像レンズの収差]
図3は、本技術の第1の実施の形態における撮像レンズの諸収差図である。同図において、aは球面収差図、bは非点収差図、cは歪曲収差図をそれぞれ示している。この球面収差図において、点線はd線(587.56nm)、実線はc線(波長546.07nm)、一点鎖線はg線(波長486.13nm)における値を示す。また、この非点収差図において、実線(X)はd線のサジタル像面、破線(Y)はd線のメリディオナル像面における値を示す。また、この歪曲収差図において実線はd線における値を示すものである。また、この球面収差図および非点収差図において、「Fno」は開放F値(Fナンバー)を表し、「ω」は半画角を表す。また、この非点収差図および歪曲収差図において、縦軸は像高を表しており、単位はミリメートル(mm)である。以下の球面収差図、非点収差図および歪曲収差図においても同様である。
図3は、本技術の第1の実施の形態における撮像レンズの諸収差図である。同図において、aは球面収差図、bは非点収差図、cは歪曲収差図をそれぞれ示している。この球面収差図において、点線はd線(587.56nm)、実線はc線(波長546.07nm)、一点鎖線はg線(波長486.13nm)における値を示す。また、この非点収差図において、実線(X)はd線のサジタル像面、破線(Y)はd線のメリディオナル像面における値を示す。また、この歪曲収差図において実線はd線における値を示すものである。また、この球面収差図および非点収差図において、「Fno」は開放F値(Fナンバー)を表し、「ω」は半画角を表す。また、この非点収差図および歪曲収差図において、縦軸は像高を表しており、単位はミリメートル(mm)である。以下の球面収差図、非点収差図および歪曲収差図においても同様である。
図4は、第1の実施の形態における撮像レンズのMTF曲線の一例を示すグラフである。同図における縦軸は、MTFを示し、横軸は実像高を示す。また、実線は放射方向の曲線を示し、点線は接線方向の曲線を示す。ここで、MTFは、画質の高さを表す指標の一つであり、MTFが高いほど、画像のボケが少なく、画質が高いことを示す。同図に例示するように、撮像レンズのMTFは、十分に高い値となる。
図5は、カバーガラスCGを像面から離した比較例における撮像デバイスの一構成例を示す断面図である。この比較例の撮像レンズの構成は、第1の実施の形態の撮像レンズと同様である。一方、カバーガラスCGは、撮像素子IMGから若干離した位置に配置される。このため、カバーガラスCGの物体側の面で屈折した光線は、カバーガラスCGの像面側の面で再度屈折して像面に入射される。これにより、像面に対する最大主光線入射角は、カバーガラスCGに対する最大主光線入射角と同じ値(55度など)となる。前述したように、撮像素子IMGの許容限度の入射角は35度であるため、比較例の構成はフィルムカメラに適用できるが、撮像素子IMGを設けた装置に適用することが困難である。
これに対して、図1等に例示した撮像デバイス110では、カバーガラスCGにより5度以上、最大主光線入射角が緩和されるため、撮像素子IMGを設けた装置において、最大主光線入射角が35度より大きくなる広角の撮像レンズを用いることができる。
図6は、比較例における諸収差図であり、図7は、比較例におけるMTF曲線の一例を示すグラフである。比較例の図6と第1の実施の形態の図3とを比較すると、第1の実施の形態では、縦の球面収差および非球面収差が収差図上、悪化している。しかし、これは、性能の計算が、空気中で行われていることと、屈折率1.5のカバーガラスCGの媒質中で行われていることとの差が出ているためであり、両者に実質的な収差の差はない。このことは、比較例の図7と第1の実施の形態の図4とで、MTFにほとんど差がないことからも明らかである。
このように、本技術の第1の実施の形態によれば、屈折角が入射角より5度以上小さいカバーガラスを撮像素子の像面に貼り付けたため、撮像素子の像面に対する入射角(=屈折角)をカバーガラスに対する入射角よりも5度以上、小さくすることができる。このため、カバーガラスへの最大入射角が、撮像素子の許容限度(35度程度)を超えるほどの広角の撮像レンズを撮像装置100に適用することができる。
<2.第2の実施の形態>
上述の第1の実施の形態では、4群8枚の撮像レンズを設けていたが、小型化するためにレンズの枚数を少なくすることもできる。この第2の実施の形態の撮像デバイス110は、4群4枚にまでレンズ枚数を少なくした点において第1の実施の形態と異なる。
上述の第1の実施の形態では、4群8枚の撮像レンズを設けていたが、小型化するためにレンズの枚数を少なくすることもできる。この第2の実施の形態の撮像デバイス110は、4群4枚にまでレンズ枚数を少なくした点において第1の実施の形態と異なる。
図8は、本技術の第2の実施の形態における撮像デバイス110の一構成例を示す断面図である。この第2の実施の形態の撮像デバイス110は、撮像レンズが4群4枚の構成である点において第1の実施の形態と異なる。この撮像レンズは、物体側から像面側に向けて順に配置された、第1レンズ群GR1、第2レンズ群GR2、絞りSTO、第3レンズ群GR3および第4レンズ群GR4から構成される。
第2の実施の形態では、撮像素子IMGとして、例えば、10割像高が2.25ミリメートル(mm)、画素ピッチが2.8マイクロメートル(μm)であり、画素数が1.2メガの1/4型のイメージャが用いられる。この撮像デバイス110は、例えば、車載カメラ(主として、バックモニターカメラ)に用いられる。この第2の実施の形態では、撮像レンズを全てガラスで構成し、高耐熱性および高信頼性を目指している。そこで、なるべく球面レンズで構成することを試みている。
第1レンズ群GR1は、レンズL11を備える。このレンズL11は、物体側に凸面を向けた、球面形状の負のメニスカスレンズである。第2レンズ群GR2は、弱い正の屈折力を有する非球面のレンズL21を備える。第3レンズ群GR3は、物体側および像面側の両方が凸面の正の屈折力を有する非球面のレンズL31を備える。第4レンズ群GR4は、レンズL41を備える。このレンズL41は、像面側に凸面を向けた球面状の負のメニスカスレンズである。なお、レンズL11は、特許請求の範囲に記載の第1レンズの一例である。また、レンズL21は、特許請求の範囲に記載の第2レンズの一例であり、レンズL31は、特許請求の範囲に記載の第3レンズの一例である。また、レンズL41は、特許請求の範囲に記載の第4レンズの一例である。
第2の実施の形態においても第1の実施の形態と同様にカバーガラスCGは、撮像素子IMGに貼り付けられている。これにより、撮像レンズの最大出射角(51.3度)が、30.9度まで緩和され、そのまま像面に入射される。前述したように、CMOSやCCDの最大入射角の許容限度が35度程度であるから、緩和により最大入射角が、その許容限度内となり、CMOS等を備える撮像デバイス110に広角の撮像レンズを適用することができる。
また、上述したように物体側から順に強い負の屈折力のレンズL11、次に正の屈折力をレンズL21を配置し、絞りSTOを挟んで、これらのレンズを反転した構成のレンズL31およびL41を配置している。このように絞りSTOを挟んで対称な構成とすることにより、非対称収差の発生を抑制し、撮像素子IMGへの入射角度を調整して、望ましい撮像特性を実現することができる。最も物体側の強い負の屈折力のレンズL11は、全レンズ系に入射する主光線について周辺のきつい入射角を緩和し、より広い画角を実現するように作用する。
また、撮像レンズの半画角は63度であり、最外画角の主光線は、63度で撮像レンズに入射し、撮像レンズから51.3度で出射する。これらの入射角および出射角の差が小さいほど、レンズ系の対称性が高いことを意味し、この対称性が高いほど収差補正に有利に働き、撮像装置100として全体的に利点が生じやすい。
このようにして、半画角が63度であり、撮像素子に対する入射角が30.9度であり、F値が2.8と明るく、後述のMTF曲線に示すように高解像度の撮像装置100を実現することができる。また、光学全長は、6.5ミリメートル(mm)であり、同等性能を有する他の構成に比べて極めて短い。
通常、1/4型で半画角63度の全ガラスの広角レンズは、合計6枚ほどのレンズにより実現されている。これらは、強い負の屈折力のレンズを像面側にまとめて配置し、そのほかの多くのレンズで像面湾曲等を補正して撮像特性を確保している。この結果、光学全長が長くなってしまう。これに対して、第2の実施の形態の撮像装置100では、そのような構成より少ない枚数のレンズからなるため、より小型化することができる。
また、第2の実施の形態においても、第1の実施の形態における条件(a)乃至(d)は満たされるものとする。後述する第3、第4および第5の実施の形態においても同様である。
また、第2の実施の形態において用いられるレンズには、レンズ面が非球面によって構成されるものがある。レンズ面の頂点から光軸方向の距離(サグ量)を「x」、光軸と垂直な方向の高さを「y」、レンズ頂点での近軸曲率を「c」、円錐(コーニック)定数を「κ」とすると、非球面は、例えば、次の式により定義される。
上式において、A、B、CおよびDは、それぞれ第4次、第6次、第8次および第10次の非球面係数である。
表2において、面番号1および2は、レンズL11の物体側および像面側の面を示す。面番号3および4は、レンズL21の物体側および像面側の面を示す。面番号5は、絞りSTOの面を示す。面番号6および7は、レンズL31の物体側および像面側の面を示す。面番号8および9は、レンズL41の物体側および像面側の面を示す。面番号10および11は、カバーガラスCGの物体側および像面側の面を示す。
表2および3に例示したデータに基づいて、開口数2.8、半画角63.0度、光軸方向におけるレンズ全長6.5ミリメートル(mm)の撮像レンズが構成される。
[撮像レンズの収差]
図9は、本技術の第2の実施の形態における撮像レンズの諸収差図であり、図10は、第2の実施の形態におけるMTF曲線の一例を示すグラフである。図10において、丸印のプロットを含む曲線は、放射方向のMTF曲線を示し、四角印のプロットを含む曲線は、接線方向のMTF曲線を示す。図10に例示するように、100LP(line pairs)/mmのMTF曲線において、MTF特性が40%以上の高解像度が得られている。
図9は、本技術の第2の実施の形態における撮像レンズの諸収差図であり、図10は、第2の実施の形態におけるMTF曲線の一例を示すグラフである。図10において、丸印のプロットを含む曲線は、放射方向のMTF曲線を示し、四角印のプロットを含む曲線は、接線方向のMTF曲線を示す。図10に例示するように、100LP(line pairs)/mmのMTF曲線において、MTF特性が40%以上の高解像度が得られている。
このように、本技術の第2の実施の形態によれば、4群4枚の撮像レンズを設けたため、4群8枚の第1の実施の形態と比較して、撮像デバイス110のサイズをさらに小さくすることができる。
<3.第3の実施の形態>
上述の第1の実施の形態では、4群8枚の撮像レンズを設けていたが、小型化するためにレンズの枚数を少なくすることもできる。この第3の実施の形態の撮像デバイス110は、5群5枚にまでレンズ枚数を少なくした点において第1の実施の形態と異なる。
上述の第1の実施の形態では、4群8枚の撮像レンズを設けていたが、小型化するためにレンズの枚数を少なくすることもできる。この第3の実施の形態の撮像デバイス110は、5群5枚にまでレンズ枚数を少なくした点において第1の実施の形態と異なる。
図11は、本技術の第3の実施の形態における撮像デバイス110の一構成例を示す断面図である。この第3の実施の形態の撮像デバイス110は、撮像レンズが5群5枚の構成である点において第1の実施の形態と異なる。この撮像レンズは、物体側から像面側に向けて順に配置された、第1レンズ群GR1、第2レンズ群GR2、第3レンズ群GR3、絞りSTO、第4レンズ群GR4および第5レンズ群GR5から構成される。
第3の実施の形態では、撮像素子IMGとして、例えば、10割像高が2.25ミリメートル(mm)、画素ピッチが2.8マイクロメートル(μm)であり、画素数が1.2メガの1/4型のイメージャが用いられる。この撮像レンズは、水平魚眼レンズであり、例えば、車載カメラ(主として、アラウンドビューカメラ)に用いられる。
第1レンズ群GR1は、レンズL11を備える。このレンズL11は、物体側に凸面を向けた、球面形状の負のメニスカスレンズである。第2レンズ群GR2は、レンズL21を備える。このレンズL21は、物体側に凸面を向けた非球面形状の負のメニスカスレンズである。第3レンズ群GR3は、正の屈折力を有する非球面形状のレンズL31を備える。第4レンズ群GR4は、正の屈折力を有する非球面形状のレンズL41を備える。第5レンズ群GR5は、レンズL51を備える。このレンズL51は、像面側に凸面を向けた、非球面形状の負のメニスカスレンズである。
なお、レンズL11は、特許請求の範囲に記載の第1レンズの一例である。また、レンズL21は、特許請求の範囲に記載の第2レンズの一例であり、レンズL31は、特許請求の範囲に記載の第3レンズの一例である。また、レンズL41は、特許請求の範囲に記載の第4レンズの一例であり、レンズL51は、特許請求の範囲に記載の第5レンズの一例である。
第3の実施の形態においても第1の実施の形態と同様にカバーガラスCGは、撮像素子IMGに貼り付けられている。これにより、撮像レンズの最大出射角(40.2度)が、25.1度まで緩和され、そのまま像面に入射される。前述したように、CMOSやCCDの最大入射角の許容限度が35度程度であるから、緩和により最大入射角が、その許容限度内となり、広角の撮像レンズをCMOS等を備える撮像デバイス110に適用することができる。
また、上述したように物体側から順に強い負の屈折力のレンズL11、強い負の屈折力のレンズL21、正の屈折力のレンズL31を配置し、絞りSTOを挟んで、これらのレンズを反転した構成のレンズL41およびL51を配置している。このように絞りSTOを挟んで対称な構成とすることにより、非対称収差の発生を抑制し、撮像素子IMGへの入射角度を調整して、望ましい撮像特性を実現することができる。
また、撮像レンズの半画角は92度であり、最外画角の主光線は、92度で撮像レンズに入射し、撮像レンズから40.2度で出射する。これらの入射角および出射角の差が小さいほど、レンズ系の対称性が高いことを意味し、この対称性が高いほど収差補正に有利に働き、撮像装置100として全体的に利点が生じやすい。92度および40.2度の差は、魚眼レンズでない中心射影方式のレンズでは大きく見えるが、前述したように、第2の実施の形態の撮像レンズは魚眼レンズである。このため、魚眼レンズであることを考慮すると、入射角および出射角の差は小さいと評価することができる。
このようにして、半画角が92度であり、撮像素子に対する入射角が25.1度であり、F値が2.8と明るく、後述のMTF曲線に示すように高解像度の撮像装置100を実現することができる。特に、画角については、第1の実施の形態が半画角55度であったのに対し、第3の実施の形態では半画角92度が得られており、第1の実施の形態よりも広い範囲を撮像することができる。また、光学全長は、7.0ミリメートル(mm)であり、同等性能を有する他の構成に比べて極めて短い。
また、第3の実施の形態において用いられるレンズの非球面は、第2の実施の形態と同様の式により定義されるものとする。
表4において、面番号1および2は、レンズL11の物体側および像面側の面を示す。面番号3および4は、レンズL21の物体側および像面側の面を示す。面番号5および6は、レンズL31の物体側および像面側の面を示す。面番号7は、絞りSTOの面を示す。面番号8および9は、レンズL41の物体側および像面側の面を示す。面番号10および11は、レンズL51の物体側および像面側の面を示す。面番号12および13は、カバーガラスCGの物体側および像面側の面を示す。
表4および5に例示したデータに基づいて、開口数2.8、半画角92.0度、光軸方向におけるレンズ全長7.0ミリメートル(mm)の撮像レンズが構成される。
[撮像レンズの収差]
図12は、本技術の第2の実施の形態における撮像レンズの諸収差図であり、図13は、第2の実施の形態におけるMTF曲線の一例を示すグラフである。図13において、丸印のプロットを含む曲線は、放射方向のMTF曲線を示し、四角印のプロットを含む曲線は、接線方向のMTF曲線を示す。図13に例示するように、100LP/mmのMTF曲線において、MTF特性が40%以上の高解像度が得られている。
図12は、本技術の第2の実施の形態における撮像レンズの諸収差図であり、図13は、第2の実施の形態におけるMTF曲線の一例を示すグラフである。図13において、丸印のプロットを含む曲線は、放射方向のMTF曲線を示し、四角印のプロットを含む曲線は、接線方向のMTF曲線を示す。図13に例示するように、100LP/mmのMTF曲線において、MTF特性が40%以上の高解像度が得られている。
このように、本技術の第3の実施の形態によれば、5群5枚の魚眼レンズを設けたため、4群8枚の第1の実施の形態と比較して、画角を広くし、撮像デバイス110のサイズを小さくすることができる。
<4.第4の実施の形態>
上述の第1の実施の形態では、4群8枚の撮像レンズを設けていたが、小型化するためにレンズの枚数を少なくすることもできる。この第4の実施の形態の撮像デバイス110は、5群5枚にまでレンズ枚数を少なくした点において第1の実施の形態と異なる。
上述の第1の実施の形態では、4群8枚の撮像レンズを設けていたが、小型化するためにレンズの枚数を少なくすることもできる。この第4の実施の形態の撮像デバイス110は、5群5枚にまでレンズ枚数を少なくした点において第1の実施の形態と異なる。
図14は、本技術の第4の実施の形態における撮像デバイス110の一構成例を示す断面図である。この第4の実施の形態の撮像デバイス110は、撮像レンズが5群5枚の構成である点において第1の実施の形態と異なる。この第4の実施の形態の撮像レンズは、物体側から像面側に向けて順に配置された、絞りSTO、第1レンズ群GR1、第2レンズ群GR2、第4レンズ群GR4および第5レンズ群GR5から構成される。
第4の実施の形態では、撮像素子IMGとして、例えば、画素ピッチが0.9マイクロメートル(μm)であり、画素数が24メガの1/2.6型のCMOSイメージャが用いられる。
第1レンズ群GR1は、正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けたレンズL11を備える。第2レンズ群GR2は、負の屈折力を有し、物体側および像面側の両方が凹面のレンズL21を備える。第3レンズ群GR3は、正の屈折力を有し、物体側および像面側の両方が凸面のレンズL31を備える。なお、レンズL11は、特許請求の範囲に記載の第1レンズの一例である。また、レンズL21は、特許請求の範囲に記載の第2レンズの一例であり、レンズL31は、特許請求の範囲に記載の第3レンズの一例である。
これらのレンズL11、L21およびL31により、正、負、正のトリプレット構成のレンズ群が形成される。このトリプレット構成は、収差をよく補正することができるが、これだけでは、画角を広くすることができないことがよく知られている。そこで、第4レンズ群GR4および第5レンズ群GR5が必要となる。
第4レンズ群GR4は、両面において所定の近軸曲率半径以下の近軸領域が凸形状のレンズL41を備える。ただし、このレンズL41の近軸領域以外の領域は、凹形状である。なお、レンズL41は、特許請求の範囲に記載の第4レンズの一例である。
第5レンズ群GR5は、非常に強い負の屈折力を有し、物体側に凹面を向けたレンズL51を備える。このレンズL51の屈折力は、例えば、他のレンズのいずれよりも強いものとする。負の屈折力が非常に強いレンズ51により、像面湾曲を大きく補正することができ、明るく、広角の撮像レンズを実現することができる。なお、レンズ51は、特許請求の範囲に記載の第5レンズの一例である。
また、レンズL41において凸形状の近軸領域により、第3レンズ群GR3から第5レンズ群GR5への光線について、収差が少なくなるように調整することができる。また、近軸領域外の凹形状の領域により、高次の収差も有効に利用することができ、全体として収差をよく補正することができる。
10割像高の位置において、上述の撮像レンズからの主光線の射出角度は、46.5度となる。この光線は、カバーレンズCGで屈折して30.3度に曲げられる。なお、9割像高の位置では、主光線射出角が50.5度で、屈折角は32.4度となる。この位置が最も入射角の大きな主光線であり、この9割像高から、中心像高に近づくほど、主光線入射角が緩く(すなわち、小さく)なっていく。
上述の1/2.6型の画素数24メガのイメージャを用い、光学全長を5.3ミリメートル(mm)に抑えながら、F値1.89という明るいレンズで、半画角39度という広角を実現することができる。また、後述するMTF曲線に示すように高解像度の高解像度の撮像装置100を実現することができる。
また、第4の実施の形態において用いられるレンズには、上述のようにレンズ面が非球面によって構成されるものがある。光軸からの高さを「y」となる非球面の座標点の非球面頂点の接平面からの距離を「x」とすると、xは、次の式により表される。
上式においてrnは、正規化半径を示し、uは、「y/rn」を示す。amは、m番めのQcom係数を示し、Qcom mは、m番目のQcom多項式を示す。
表6において、面番号1は、絞りSTOの面を示す。面番号2および3は、レンズL11の物体側および像面側の面を示す。面番号4および5は、レンズL21の物体側および像面側の面を示す。面番号6および7は、レンズL31の物体側および像面側の面を示す。面番号8および9は、レンズL41の物体側および像面側の面を示す。面番号10および11は、レンズL51の物体側および像面側の面を示す。面番号12は、カバーガラスCGの物体側の面を示す。
なお、係数QC4、6、8、10、12および14のそれぞれは、4、6、8、10、12および14番目のQcom係数を示す。
表6および7に例示したデータに基づいて、開口数1.89、半画角39.0度、光軸方向におけるレンズ全長5.3ミリメートル(mm)の撮像レンズが構成される。
[撮像レンズの収差]
図15は、本技術の第4の実施の形態における撮像レンズの諸収差図であり、図16は、第4の実施の形態におけるMTF曲線の一例を示すグラフである。図16において、丸印のプロットを含む曲線は、放射方向のMTF曲線を示し、三角印のプロットを含む曲線は、接線方向のMTF曲線を示す。これらのMTF曲線は、0.9マイクロメートル(μm)の画素ピッチのナイキスト周波数の半分の周波数278LP/mmの白色光の曲線である。このMTF曲線において、軸上60.0%、7割像高で放射方向39.6%、接線方向43.5%のMTF特性を実現することができる。
図15は、本技術の第4の実施の形態における撮像レンズの諸収差図であり、図16は、第4の実施の形態におけるMTF曲線の一例を示すグラフである。図16において、丸印のプロットを含む曲線は、放射方向のMTF曲線を示し、三角印のプロットを含む曲線は、接線方向のMTF曲線を示す。これらのMTF曲線は、0.9マイクロメートル(μm)の画素ピッチのナイキスト周波数の半分の周波数278LP/mmの白色光の曲線である。このMTF曲線において、軸上60.0%、7割像高で放射方向39.6%、接線方向43.5%のMTF特性を実現することができる。
このように、本技術の第4の実施の形態によれば、5群5枚の撮像レンズを設けたため、4群8枚の第1の実施の形態と比較して、撮像デバイス110のサイズをさらに小さくすることができる。
<5.第5の実施の形態>
上述の第1の実施の形態では、4群8枚の撮像レンズを設けていたが、小型化するためにレンズの枚数を少なくすることもできる。この第5の実施の形態の撮像デバイス110は、5群5枚にまでレンズ枚数を少なくした点において第1の実施の形態と異なる。
上述の第1の実施の形態では、4群8枚の撮像レンズを設けていたが、小型化するためにレンズの枚数を少なくすることもできる。この第5の実施の形態の撮像デバイス110は、5群5枚にまでレンズ枚数を少なくした点において第1の実施の形態と異なる。
図17は、本技術の第5の実施の形態における撮像デバイス110の一構成例を示す断面図である。この第5の実施の形態の撮像デバイス110は、撮像レンズが5群5枚の構成である点において第1の実施の形態と異なる。この第5の実施の形態の撮像レンズは、物体側から像面側に向けて順に配置された、絞りSTO、第1レンズ群GR1、第2レンズ群GR2、第3レンズ群GR3、第4レンズ群GR4および第5レンズ群GR5から構成される。これらのレンズの構成は、レンズデータおよび非球面データ以外は、第4の実施の形態と同様である。
第5の実施の形態では、撮像素子IMGとして、例えば、画素ピッチが0.9マイクロメートル(μm)であり、画素数が24メガの1/2.6型のCMOSイメージャが用いられる。また、第5の実施の形態の撮像デバイス110は、例えば、スマートフォンなどに用いられる。
上述の1/2.6型の画素数24メガのイメージャを用い、光学全長を5.3ミリメートル(mm)に抑えながら、F値1.89という明るいレンズで、半画角39度という広角を実現することができる。また、後述するMTF曲線に示すように高解像度の撮像装置100を実現することができる。
また、第5の実施の形態において用いられるレンズの非球面は、第4の実施の形態と同様の式により定義されるものとする。
上述のレンズデータの撮像レンズにおいて、10割像高で、最大47.7度の撮像レンズの出射角が、カバーガラスCGの表面の屈折により、33.1度に緩和される。
表8および9に例示したデータに基づいて、開口数1.85、半画角39.3度、光軸方向におけるレンズ全長5.3ミリメートル(mm)の撮像レンズが構成される。
[撮像レンズの収差]
図18は、本技術の第5の実施の形態における撮像レンズの諸収差図であり、図19は、第5の実施の形態におけるMTF曲線の一例を示すグラフである。図19において、丸印のプロットを含む曲線は、放射方向のMTF曲線を示し、三角印のプロットを含む曲線は、接線方向のMTF曲線を示す。これらのMTF曲線は、0.9マイクロメートル(μm)の画素ピッチのナイキスト周波数の半分の周波数278LP/mmの白色光の曲線である。このMTF曲線において、軸上61.4%、7割像高で放射方向39.3%、接線方向45.4%のMTF特性を実現することができる。
図18は、本技術の第5の実施の形態における撮像レンズの諸収差図であり、図19は、第5の実施の形態におけるMTF曲線の一例を示すグラフである。図19において、丸印のプロットを含む曲線は、放射方向のMTF曲線を示し、三角印のプロットを含む曲線は、接線方向のMTF曲線を示す。これらのMTF曲線は、0.9マイクロメートル(μm)の画素ピッチのナイキスト周波数の半分の周波数278LP/mmの白色光の曲線である。このMTF曲線において、軸上61.4%、7割像高で放射方向39.3%、接線方向45.4%のMTF特性を実現することができる。
このように、本技術の第5の実施の形態によれば、5群5枚の撮像レンズを設けたため、4群8枚の第1の実施の形態と比較して、撮像デバイス110のサイズをさらに小さくすることができる。
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
(1)撮像レンズと撮像素子と当該撮像素子に空気を介さずに貼り付けられたカバーガラスとを具備し、
前記撮像レンズからの主光線の前記カバーガラスに対する最大入射角は35度より大きく、
前記カバーガラスの屈折角は、前記最大入射角より少なくとも5度小さい
撮像デバイス。
(2)前記撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された第1レンズ、第2レンズ、絞り、第3レンズおよび第4レンズから構成され、
前記第1レンズは、前記物体側に凸面を向けた球面形状の負のメニスカスレンズであり、
前記第2レンズは、正の屈折力を有する非球面レンズであり、
前記第3レンズは、前記物体側および前記像面側の両方が凸面の正の屈折力を有する非球面レンズであり、
前記第4レンズは、前記像面側に凸面を向けた球面形状の負のメニスカスレンズである
前記(1)記載の撮像デバイス。
(3)前記撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、絞り、第4レンズおよび第5レンズから構成され、
前記第1レンズは、前記物体側に凸面を向けた球面形状の負のメニスカスレンズであり、
前記第2レンズは、前記物体側に凸面を向けた非球面形状の負のメニスカスレンズであり、
前記第3レンズおよび前記第4レンズは、正の屈折力を有する非球面レンズであり、
前記第5レンズは、前記像面側に凸面を向けた非球面形状の負のメニスカスレンズである
前記(1)記載の撮像デバイス。
(4)前記撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された絞り、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズおよび第5レンズから構成され、
前記第1レンズは、正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けたレンズであり、
前記第2レンズは、負の屈折力を有し、
前記第3レンズは、正の屈折力を有し、
前記第4レンズは、正の屈折力を有し、像面側の面が非球面形状であり、光軸から離れるほど正の屈折力が強くなるレンズであり、
前記第5レンズは、負の屈折力を有し、物体側に凹面を向けたレンズである
前記(1)記載の撮像デバイス。
(5)前記第2レンズの前記物体側および前記像面側の両方が凹面である
前記(4)記載の撮像デバイス。
(6)前記第3レンズの前記物体側および前記像面側の両方が凸面である
前記(4)または(5)に記載の撮像デバイス。
(7)前記第4レンズの両面において、所定の近軸曲率半径に満たない近軸領域が凸形状である
前記(4)から(6)のいずれかに記載の撮像デバイス。
(8)前記カバーガラスのアッベ数は少なくとも55であり、
前記カバーガラスの厚みは、0.3ミリメートルを超えない
前記(1)から(7)のいずれかに記載の撮像デバイス。
(9)前記カバーガラスから前記撮像レンズまでの距離であるバックフォーカスが0.2ミリメートルを超えない
前記(1)から(8)のいずれかに記載の撮像デバイス。
(10)前記撮像レンズは、実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに備える前記(1)から(9)までのいずれかに記載の撮像デバイス。
(11)撮像レンズと撮像素子と当該撮像素子に空気を介さずに貼り付けられたカバーガラスとを備えた撮像デバイスと、
前記撮像素子により生成された画像信号を処理する信号処理部と
を具備し、
前記撮像レンズからの主光線の前記カバーガラスに対する最大入射角は35度より大きく、
前記カバーガラスの屈折角は、前記最大入射角より少なくとも5度小さい
撮像装置。
(1)撮像レンズと撮像素子と当該撮像素子に空気を介さずに貼り付けられたカバーガラスとを具備し、
前記撮像レンズからの主光線の前記カバーガラスに対する最大入射角は35度より大きく、
前記カバーガラスの屈折角は、前記最大入射角より少なくとも5度小さい
撮像デバイス。
(2)前記撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された第1レンズ、第2レンズ、絞り、第3レンズおよび第4レンズから構成され、
前記第1レンズは、前記物体側に凸面を向けた球面形状の負のメニスカスレンズであり、
前記第2レンズは、正の屈折力を有する非球面レンズであり、
前記第3レンズは、前記物体側および前記像面側の両方が凸面の正の屈折力を有する非球面レンズであり、
前記第4レンズは、前記像面側に凸面を向けた球面形状の負のメニスカスレンズである
前記(1)記載の撮像デバイス。
(3)前記撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、絞り、第4レンズおよび第5レンズから構成され、
前記第1レンズは、前記物体側に凸面を向けた球面形状の負のメニスカスレンズであり、
前記第2レンズは、前記物体側に凸面を向けた非球面形状の負のメニスカスレンズであり、
前記第3レンズおよび前記第4レンズは、正の屈折力を有する非球面レンズであり、
前記第5レンズは、前記像面側に凸面を向けた非球面形状の負のメニスカスレンズである
前記(1)記載の撮像デバイス。
(4)前記撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された絞り、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズおよび第5レンズから構成され、
前記第1レンズは、正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けたレンズであり、
前記第2レンズは、負の屈折力を有し、
前記第3レンズは、正の屈折力を有し、
前記第4レンズは、正の屈折力を有し、像面側の面が非球面形状であり、光軸から離れるほど正の屈折力が強くなるレンズであり、
前記第5レンズは、負の屈折力を有し、物体側に凹面を向けたレンズである
前記(1)記載の撮像デバイス。
(5)前記第2レンズの前記物体側および前記像面側の両方が凹面である
前記(4)記載の撮像デバイス。
(6)前記第3レンズの前記物体側および前記像面側の両方が凸面である
前記(4)または(5)に記載の撮像デバイス。
(7)前記第4レンズの両面において、所定の近軸曲率半径に満たない近軸領域が凸形状である
前記(4)から(6)のいずれかに記載の撮像デバイス。
(8)前記カバーガラスのアッベ数は少なくとも55であり、
前記カバーガラスの厚みは、0.3ミリメートルを超えない
前記(1)から(7)のいずれかに記載の撮像デバイス。
(9)前記カバーガラスから前記撮像レンズまでの距離であるバックフォーカスが0.2ミリメートルを超えない
前記(1)から(8)のいずれかに記載の撮像デバイス。
(10)前記撮像レンズは、実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに備える前記(1)から(9)までのいずれかに記載の撮像デバイス。
(11)撮像レンズと撮像素子と当該撮像素子に空気を介さずに貼り付けられたカバーガラスとを備えた撮像デバイスと、
前記撮像素子により生成された画像信号を処理する信号処理部と
を具備し、
前記撮像レンズからの主光線の前記カバーガラスに対する最大入射角は35度より大きく、
前記カバーガラスの屈折角は、前記最大入射角より少なくとも5度小さい
撮像装置。
100 撮像装置
110 撮像デバイス
120 信号処理部
130 記録部
150 制御部
110 撮像デバイス
120 信号処理部
130 記録部
150 制御部
Claims (10)
- 撮像レンズと撮像素子と当該撮像素子に空気を介さずに貼り付けられたカバーガラスとを具備し、
前記撮像レンズからの主光線の前記カバーガラスに対する最大入射角は35度より大きく、
前記カバーガラスの屈折角は、前記最大入射角より少なくとも5度小さい
撮像デバイス。 - 前記撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された第1レンズ、第2レンズ、絞り、第3レンズおよび第4レンズから構成され、
前記第1レンズは、前記物体側に凸面を向けた球面形状の負のメニスカスレンズであり、
前記第2レンズは、正の屈折力を有する非球面レンズであり、
前記第3レンズは、前記物体側および前記像面側の両方が凸面の正の屈折力を有する非球面レンズであり、
前記第4レンズは、前記像面側に凸面を向けた球面形状の負のメニスカスレンズである
請求項1記載の撮像デバイス。 - 前記撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、絞り、第4レンズおよび第5レンズから構成され、
前記第1レンズは、前記物体側に凸面を向けた球面形状の負のメニスカスレンズであり、
前記第2レンズは、前記物体側に凸面を向けた非球面形状の負のメニスカスレンズであり、
前記第3レンズおよび前記第4レンズは、正の屈折力を有する非球面レンズであり、
前記第5レンズは、前記像面側に凸面を向けた非球面形状の負のメニスカスレンズである
請求項1記載の撮像デバイス。 - 前記撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された絞り、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズおよび第5レンズから構成され、
前記第1レンズは、正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けたレンズであり、
前記第2レンズは、負の屈折力を有し、
前記第3レンズは、正の屈折力を有し、
前記第4レンズは、正の屈折力を有し、像面側の面が非球面形状であり、光軸から離れるほど正の屈折力が強くなるレンズであり、
前記第5レンズは、負の屈折力を有し、物体側に凹面を向けたレンズである
請求項1記載の撮像デバイス。 - 前記第2レンズの両面が凹形状である
請求項4記載の撮像デバイス。 - 前記第3レンズの両面が凸形状である
請求項4記載の撮像デバイス。 - 前記第4レンズの両面において、所定の近軸曲率半径に満たない近軸領域が凸形状である
請求項4記載の撮像デバイス。 - 前記カバーガラスのアッベ数は少なくとも55であり、
前記カバーガラスの厚みは、0.3ミリメートルを超えない
請求項1記載の撮像デバイス。 - 前記カバーガラスから前記撮像レンズまでの距離であるバックフォーカスが0.2ミリメートルを超えない
請求項1記載の撮像デバイス。 - 撮像レンズと撮像素子と当該撮像素子に空気を介さずに貼り付けられたカバーガラスとを備えた撮像デバイスと、
前記撮像素子により生成された画像信号を処理する信号処理部と
を具備し、
前記撮像レンズからの主光線の前記カバーガラスに対する最大入射角は35度より大きく、
前記カバーガラスの屈折角は、前記最大入射角より少なくとも5度小さい
撮像装置。
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