JP2017049531A - Image capturing device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image capturing device capable of providing good optical performance with a small number of lens components.SOLUTION: A lens component is defined as a lens having just two surfaces, an object-side surface and image-side surface, exposed to air in a path of light contributing to image formation, or an effective light path. An image capturing device comprises; an imaging optical system comprising two lens components, an object-side lens component L1 and image-side lens component L2, in order from the object side to the image side; and an image capturing unit disposed on the image side of the imaging optical system and provided with a concavely curved image capturing surface I on the object side. A most object-side surface of the object-side lens component has a concave portion that is concave in a meridional direction at least in an off-axis effective area on the object side, and a most image-side surface of the image-side lens component is a curved surface.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an imaging apparatus.

広い画角を有し、湾曲した像を形成する光学系として、特許文献1に記載の広角レンズがある。特許文献1に記載の広角レンズは、物体側から順に、第1レンズと、第2レンズと、第3レンズと、からなる。第1レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ、第2レンズは、正の屈折力を有し、第3レンズは像側に凹面を向けている。   As an optical system having a wide field angle and forming a curved image, there is a wide-angle lens described in Patent Document 1. The wide-angle lens described in Patent Document 1 includes a first lens, a second lens, and a third lens in order from the object side. The first lens has a meniscus lens having a convex surface facing the object side, the second lens has a positive refractive power, and the third lens has a concave surface facing the image side.

国際公開第2012/090729号International Publication No. 2012/090729

特許文献1に記載の広角レンズは、広い画角を有する。しかしながら、特許文献1に記載の広角レンズは、レンズ成分が多く、サイズも大きい構成となっている。   The wide-angle lens described in Patent Document 1 has a wide angle of view. However, the wide-angle lens described in Patent Document 1 has a large lens component and a large size.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、少ないレンズ成分数で、良好な光学性能を確保できる結像光学系を備えた撮像装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus including an imaging optical system that can ensure good optical performance with a small number of lens components.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の2面のみのレンズとしたときに、物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の2つのレンズ成分からなる結像光学系と、結像光学系の像側に配置され、物体側に凹状に湾曲した撮像面を持つ撮像部と、からなる撮像装置であって、物体側レンズ成分の最も物体側の面が少なくとも軸外の有効面内においてメリディオナル方向で物体側に凹形状となる凹形状部分を有する面であり、像側レンズ成分の最も像側の面が曲面であることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the imaging apparatus according to the present invention is configured such that the surface contacting the air is an image of the object side surface in the effective optical path that is the optical path through which the light beam contributing to the imaging through the lens component passes. When the lens has only two side surfaces, in order from the object side to the image side, an imaging optical system composed of two lens components, an object side lens component and an image side lens component, and an image side of the imaging optical system An imaging unit having an imaging surface that is arranged and has a concavely curved imaging surface on the object side, wherein the most object-side surface of the object-side lens component is at least an off-axis effective surface in the meridional direction on the object side The image side lens component is a surface having a concave portion, and the most image side surface of the image side lens component is a curved surface.

本発明は、少ないレンズ成分数で、光学性能が確保しやすい撮像装置を提供できるという効果を奏する。   The present invention has an effect that it is possible to provide an imaging apparatus that can easily ensure optical performance with a small number of lens components.

条件式で用いられているパラメータを説明する図である。It is a figure explaining the parameter used by the conditional expression. 条件式で用いられているパラメータを説明する他の図である。It is another figure explaining the parameter used by the conditional expression. 条件式で用いられているパラメータを説明する他の図である。It is another figure explaining the parameter used by the conditional expression. 実施例1に係る結像光学系の断面図と収差図であって、(a)は、レンズ断面図、(b)、(c)、(d)及び(e)は、収差図である。FIG. 4 is a cross-sectional view and aberration diagrams of the image forming optical system according to Example 1, where (a) is a lens cross-sectional view, and (b), (c), (d), and (e) are aberration diagrams. 実施例2に係る結像光学系の断面図と収差図であって、(a)は、レンズ断面図、(b)、(c)、(d)及び(e)は、収差図である。FIG. 4 is a cross-sectional view and aberration diagrams of the imaging optical system according to Example 2, wherein (a) is a lens cross-sectional view, and (b), (c), (d), and (e) are aberration diagrams. 実施例3に係る結像光学系の断面図と収差図であって、(a)は、レンズ断面図、(b)、(c)、(d)及び(e)は、収差図である。FIG. 4 is a cross-sectional view and aberration diagrams of an image forming optical system according to Example 3, wherein (a) is a lens cross-sectional view, and (b), (c), (d), and (e) are aberration diagrams. 実施例4に係る結像光学系の断面図と収差図であって、(a)は、レンズ断面図、(b)、(c)、(d)及び(e)は、収差図である。FIG. 7A is a cross-sectional view of an imaging optical system according to Example 4 and aberration diagrams. FIG. 5A is a lens cross-sectional view, and FIG. 5B is an aberration diagram. 実施例5に係る結像光学系の断面図と収差図であって、(a)は、レンズ断面図、(b)、(c)、(d)及び(e)は、収差図である。FIG. 7A is a cross-sectional view of an imaging optical system according to Example 5 and aberration diagrams. FIG. 5A is a lens cross-sectional view, and FIG. 5B is an aberration diagram. 実施例6に係る結像光学系の断面図と収差図であって、(a)は、レンズ断面図、(b)、(c)、(d)及び(e)は、収差図である。FIG. 7A is a cross-sectional view of an imaging optical system according to Example 6 and aberration diagrams. FIG. 9A is a lens cross-sectional view, and FIG. 9B is an aberration diagram. 実施例7に係る結像光学系の断面図と収差図であって、(a)は、レンズ断面図、(b)、(c)、(d)及び(e)は、収差図である。FIG. 7A is a cross-sectional view of an imaging optical system according to Example 7 and aberration diagrams. FIG. 5A is a lens cross-sectional view, and FIG. 5B is an aberration diagram. 実施例8に係る結像光学系の断面図と収差図であって、(a)は、レンズ断面図、(b)、(c)、(d)及び(e)は、収差図である。FIG. 9A is a cross-sectional view of an imaging optical system according to Example 8 and aberration diagrams. FIG. 10A is a lens cross-sectional view, and FIG. 9B is an aberration diagram. 実施例9に係る結像光学系の断面図と収差図であって、(a)は、レンズ断面図、(b)、(c)、(d)及び(e)は、収差図である。9A and 9B are cross-sectional views and aberration diagrams of the image forming optical system according to Example 9, in which (a) is a lens cross-sectional view, and (b), (c), (d), and (e) are aberration diagrams. 実施例10に係る結像光学系の断面図と収差図であって、(a)は、レンズ断面図、(b)、(c)、(d)及び(e)は、収差図である。FIG. 10 is a cross-sectional view and aberration diagrams of the imaging optical system according to Example 10, where (a) is a lens cross-sectional view, and (b), (c), (d), and (e) are aberration diagrams. 実施例11に係る結像光学系の断面図と収差図であって、(a)は、レンズ断面図、(b)、(c)、(d)及び(e)は、収差図である。FIG. 10 is a cross-sectional view and aberration diagrams of the imaging optical system according to Example 11, wherein (a) is a lens cross-sectional view, and (b), (c), (d), and (e) are aberration diagrams. 実施例12に係る結像光学系の断面図と収差図であって、(a)は、レンズ断面図、(b)、(c)、(d)及び(e)は、収差図である。FIG. 14 is a cross-sectional view and aberration diagrams of the imaging optical system according to Example 12, where (a) is a lens cross-sectional view, and (b), (c), (d), and (e) are aberration diagrams. 実施例13に係る結像光学系の断面図である。14 is a cross-sectional view of an imaging optical system according to Example 13. FIG. カプセル内視鏡の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a capsule endoscope. 車載カメラを示す図であって、(a)は車外に車載カメラを搭載した例を示す図、(b)は車内に車載カメラを搭載した例を示す図である。It is a figure which shows a vehicle-mounted camera, Comprising: (a) is a figure which shows the example which mounted the vehicle-mounted camera outside the vehicle, (b) is a figure which shows the example which mounted the vehicle-mounted camera in the vehicle.

以下に、本発明にかかる撮像装置の実施形態及び実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments and examples of an imaging apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment and an Example.

本実施形態の撮像装置は、レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の2面のみのレンズとしたときに、物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の2つのレンズ成分からなる結像光学系と、結像光学系の像側に配置され、物体側に凹状に湾曲した撮像面を持つ撮像部と、からなる撮像装置であって、物体側レンズ成分の最も物体側の面が少なくとも軸外の有効面内においてメリディオナル方向で物体側に凹形状となる凹形状部分を有する面であり、像側レンズ成分の最も像側の面が曲面であることを特徴とする。   In the imaging apparatus according to the present embodiment, when an effective optical path that is an optical path through which a light beam that contributes to imaging passes is used as a lens component, a lens that has only two surfaces, the object side surface and the image side surface, is used. An imaging optical system composed of two lens components, an object side lens component and an image side lens component, in order from the image side to the image side, and an imaging surface that is arranged on the image side of the imaging optical system and is curved concavely on the object side An imaging device comprising: an imaging device comprising: an object-side lens component having a concave-shaped portion that is concave on the object side in a meridional direction in an effective plane off the axis. The most image side surface of the image side lens component is a curved surface.

全体的に又は部分的に物体側に凹状に湾曲した像(以下、「湾曲像」という)を形成する光学系では、像面湾曲の補正を許容できる。よって、湾曲像を形成する光学系では、平坦な像を形成する光学系に比べて、収差補正の負担が軽減される。   In an optical system that forms an image (hereinafter referred to as a “curved image”) curved in a concave shape on the object side, in whole or in part, correction of field curvature can be allowed. Therefore, in an optical system that forms a curved image, the burden of aberration correction is reduced compared to an optical system that forms a flat image.

例えば、湾曲像を形成する光学系では、ペッツバール和の補正のためのレンズを削減できる。そのため、レンズ成分の数を減らし、光学系を小型化できる。   For example, in an optical system that forms a curved image, the number of lenses for correcting Petzval sum can be reduced. Therefore, the number of lens components can be reduced and the optical system can be downsized.

また、平坦な像を形成する光学系では、像面湾曲を良好に補正するために、開口絞り(明るさ絞り)から離れた位置に補正用のレンズを配置する必要がある。但し、補正用のレンズを配置すると、光学系の外径が大きくなり、さらにレンズ成分の数が増える。このように、補正用のレンズは、光学系の外径を大きくし、レンズ成分の数が増える要因の一つである。   Further, in an optical system that forms a flat image, it is necessary to arrange a correction lens at a position away from the aperture stop (brightness stop) in order to satisfactorily correct field curvature. However, when a correction lens is arranged, the outer diameter of the optical system increases, and the number of lens components further increases. Thus, the correction lens is one of the factors that increase the outer diameter of the optical system and increase the number of lens components.

これに対して、湾曲像を形成する光学系では、補正用のレンズを配置する必要が無くなる。よって、湾曲像を形成する光学系では、光学系の外径を小さくし、さらにレンズ枚数を減らすことができる。   On the other hand, in an optical system that forms a curved image, there is no need to arrange a correction lens. Therefore, in an optical system that forms a curved image, the outer diameter of the optical system can be reduced and the number of lenses can be reduced.

また、湾曲した撮像面をもつ撮像素子で光学系の像を受光することで、ディストーションの補正が容易となる。それに加えて、撮像面へ入射する光線をほぼ垂直にするためにテレセントリックな光学系としなくてもよい。よって、湾曲像を形成する光学系では、小型化と光学性能の両立のための設計の自由度が広がる。   In addition, distortion can be easily corrected by receiving an image of the optical system with an imaging element having a curved imaging surface. In addition, a telecentric optical system may not be used in order to make light incident on the imaging surface substantially vertical. Therefore, in an optical system that forms a curved image, the degree of freedom in designing for both miniaturization and optical performance is widened.

本実施形態における結像光学系も、湾曲像を形成する光学系である。よって、レンズ成分の数を減らし、光学系を小型化することができる。更に、設計の自由度が広がるため、少ないレンズ成分の数で、高い結像性能を有する光学系を実現することができる。   The imaging optical system in this embodiment is also an optical system that forms a curved image. Therefore, the number of lens components can be reduced and the optical system can be downsized. Furthermore, since the degree of freedom of design is widened, an optical system having high imaging performance can be realized with a small number of lens components.

本実施形態の撮像装置は、レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の2面のみのレンズとしたときに、物体側から像側に順に、物体側レンズ成分と、像側レンズ成分の2つのレンズ成分からなる結像光学系を有する。   In the imaging apparatus according to the present embodiment, when an effective optical path that is an optical path through which a light beam that contributes to imaging passes is used as a lens component, a lens that has only two surfaces, the object side surface and the image side surface, is used. An imaging optical system including two lens components, that is, an object side lens component and an image side lens component, is sequentially provided from the image side to the image side.

そして、物体側レンズ成分の物体側面と像側レンズ成分の像側面を曲面として収差低減等を行うとともに、物体側の面が少なくとも軸外にてメリディオナル方向にて凹形状としているので、収差の補正もしくは広い画角の確保に有利となる。   Aberration correction is performed because the object side surface of the object side lens component and the image side surface of the image side lens component are curved to reduce aberrations, and the object side surface is concave at least off-axis in the meridional direction. Or it is advantageous for securing a wide angle of view.

このように、本実施形態によれば、2つのレンズ成分という少ないレンズ成分数にも関わらず、画角と像面湾曲発生量を最適に保ちながら、物体側に凹状に湾曲した撮像面上に沿って、良好な結像性能を達成することが可能である。   As described above, according to the present embodiment, on the imaging surface curved in a concave shape on the object side while keeping the angle of view and the amount of occurrence of field curvature optimally, despite the small number of lens components of two lens components. Along with this, it is possible to achieve good imaging performance.

また、本実施形態の撮像装置は、像側レンズ成分の最も像側の面が像側に凸形状の面であることが好ましい。   In the imaging apparatus of the present embodiment, it is preferable that the most image-side surface of the image-side lens component is a convex surface on the image side.

像面に近い像側レンズ成分の最も像側の面を、像側に凸形状にすることにより、非点収差を軽減させることができる。   Astigmatism can be reduced by making the most image side surface of the image side lens component close to the image surface convex toward the image side.

本実施形態の撮像装置は、物体側レンズ成分の最も物体側の面が非球面であることが好ましい。   In the imaging apparatus of the present embodiment, it is preferable that the most object-side surface of the object-side lens component is an aspherical surface.

上述のように、本実施形態の撮像装置では、湾曲像が形成される。湾曲像は、例えば、撮像素子で撮像される。湾曲像における湾曲量が大きいと、撮像素子の撮像面の湾曲量も大きくなる。製造上、撮像面の湾曲量には限界があるので、湾曲像における湾曲量を適切な量にすることが好ましい。   As described above, a curved image is formed in the imaging apparatus of the present embodiment. The curved image is captured by an image sensor, for example. When the amount of bending in the curved image is large, the amount of bending of the imaging surface of the image sensor also increases. Since there is a limit to the amount of curvature of the imaging surface in manufacturing, it is preferable to set the amount of curvature in the curved image to an appropriate amount.

また、湾曲像では、収差が良好に補正されていることが好ましい。   In the curved image, it is preferable that the aberration is corrected satisfactorily.

よって、結像光学系には、広い画角を有しながら、像面湾曲の発生量が適切で、且つ、像面湾曲以外の収差が良好に補正された湾曲像を形成することが求められる。そこで、物体側光学面を非球面にすることで、像面湾曲の発生量が適切で、且つ、像面湾曲以外の収差が良好に補正された広角な湾曲像を形成することに有利となる。   Therefore, the imaging optical system is required to form a curved image having a wide field angle, an appropriate amount of field curvature, and a well-corrected aberration other than field curvature. . Therefore, by making the object-side optical surface an aspherical surface, it becomes advantageous to form a wide-angle curved image in which the amount of occurrence of field curvature is appropriate and aberrations other than field curvature are well corrected. .

本実施形態の撮像装置は、物体側レンズ成分の最も物体側の面の非球面は、光軸を含む断面上にて光軸外の有効面内に変曲点を持つ面であることが好ましい。   In the imaging device of the present embodiment, the aspherical surface of the object-side lens component closest to the object-side lens component is preferably a surface having an inflection point in an effective surface outside the optical axis on a cross section including the optical axis. .

これにより、像面湾曲発生量を適切にしつつ、より広画角を実現することが出来るため好ましい。   This is preferable because a wider angle of view can be realized while making the amount of curvature of field appropriate.

本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(1)を満足することが好ましい。
SAG11/f<0 …(1)
ここで、
SAG11は、物体側レンズ成分の最も物体側の面において、面頂点(面の頂点)から、結像光学系における最大像高に入射する最周辺の有効光線が物体側レンズ成分の最も物体側の面を通過する点までの光軸に沿う方向での距離であり、光線が進む方向を正符号とし、
fは、結像光学系の焦点距離、
である。
The imaging apparatus according to the present embodiment preferably satisfies the following conditional expression (1).
SAG 11 / f <0 (1)
here,
In the SAG 11 , the most peripheral effective ray incident from the surface vertex (the vertex of the surface) to the maximum image height in the imaging optical system is the most object side of the object side lens component on the most object side surface of the object side lens component. The distance in the direction along the optical axis to the point passing through the surface of
f is the focal length of the imaging optical system,
It is.

図1は、パラメータSAG11を説明する図である。パラメータSAG11は、物体側レンズ成分L1の最も物体側の面S1において、面の面頂点から、結像光学系における最大像高に入射する最周辺の有効光線が物体側レンズ成分L1の最も物体側の面S1を通過する点までの光軸AXに沿う方向での距離である。ここで、光線が進む方向を正符号とする。 FIG. 1 is a diagram for explaining the parameter SAG 11 . The parameter SAG 11 indicates that, on the most object-side surface S 1 of the object-side lens component L 1, the most peripheral effective ray incident on the maximum image height in the imaging optical system from the surface apex of the surface is This is the distance in the direction along the optical axis AX to the point passing through the side surface S1. Here, the direction in which the light travels is a positive sign.

条件式(1)を満足することで、像面湾曲発生量を最適に保ちながら、広画角化を達成できる。   By satisfying conditional expression (1), it is possible to achieve a wide angle of view while maintaining an optimum amount of field curvature.

条件式(1)の上限値を上回らないようにして、物体側レンズ成分の最も物体側の面が全体又は部分的に負の屈折力を持つことで、広い画角の確保に有利となる。   Since the uppermost value of conditional expression (1) is not exceeded and the most object-side surface of the object-side lens component has a negative refractive power in whole or in part, it is advantageous for securing a wide angle of view.

条件式(1)に代えて、以下の条件式(1−1)を満足することがより好ましい。
−0.03<SAG11/f<0 …(1−1)
It is more preferable to satisfy the following conditional expression (1-1) instead of conditional expression (1).
−0.03 <SAG 11 / f <0 (1-1)

条件式(1−1)の下限値を下回らないようにすることで、軸外収差を低減することや組み立て誤差による収差への影響の低減に有利となる。   By making it not fall below the lower limit value of the conditional expression (1-1), it is advantageous for reducing off-axis aberrations and reducing the influence of the assembly error on the aberrations.

条件式(1−1)の下限値を−0.02、さらには−0.015とすることが好ましい。条件式(1)、(1−1)の上限値を−0.0005、さらには−0.001とすることがより好ましい。   It is preferable that the lower limit value of conditional expression (1-1) be −0.02, more preferably −0.015. More preferably, the upper limit values of conditional expressions (1) and (1-1) are set to -0.0005, and more preferably -0.001.

本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(2)を満足することが好ましい。
0<|R2e/Rimg|≦2.0 …(2)
ここで、
2eは、像側レンズ成分の最も像側の面の曲率半径、
imgは、光軸と撮像面とが交わる点を面頂点とし、面頂点と、結像光学系へ半画角60度で入射した光線と撮像面とが交わる点と、を含む仮想球面の曲率半径の最小値、
である。
The imaging apparatus according to the present embodiment preferably satisfies the following conditional expression (2).
0 <| R 2e / R img | ≦ 2.0 (2)
here,
R 2e is a radius of curvature of the most image side surface of the image side lens component,
R img is a virtual spherical surface including a point where the optical axis and the imaging surface intersect with each other as a surface vertex, and a point where the surface vertex and a point where the light beam incident at a half angle of view of 60 degrees on the imaging optical system intersects the imaging surface. The minimum radius of curvature,
It is.

図2は、パラメータRimgを説明する図である。撮像面が軸回転対称な曲面形状である場合は、画角の方向(例えば、紙面において上下方向の光線Bと左右方向の光線A)によらず仮想球面の曲率半径の値は同じである。また、撮像面が、シリンドリカル面やトーリック面、複数の平面をつなげた形状等である場合は、画角の方向により仮想球面の曲率半径の値は異なるので、その場合はとりうる値の最小値とする。 FIG. 2 is a diagram for explaining the parameter R img . When the imaging surface has a curved shape that is axially symmetric, the value of the radius of curvature of the phantom spherical surface is the same regardless of the direction of the angle of view (for example, the vertical ray B and the horizontal ray A on the paper surface). Also, if the imaging surface is a cylindrical surface, a toric surface, or a shape that connects multiple planes, the value of the radius of curvature of the virtual sphere differs depending on the direction of the angle of view. In that case, the minimum value that can be taken And

条件式(2)は、像側レンズ成分の最も像側の面の曲率半径と上述のRimgとを規定している。 Conditional expression (2) defines the radius of curvature of the image-side surface of the image-side lens component and the above-mentioned R img .

条件式(2)を満足することで、撮像面上における非点収差の発生を小さく保ち、良好な結像性能を得ることができる。   By satisfying conditional expression (2), astigmatism on the imaging surface can be kept small and good imaging performance can be obtained.

条件式(2)の上限値を上回らないようにして、撮像面に対して像側レンズ成分の最も像側の面の曲率半径を小さくして、非点収差の補正を行うことが好ましい。   It is preferable to correct astigmatism by reducing the radius of curvature of the image-side lens component closest to the imaging surface so as not to exceed the upper limit of conditional expression (2).

条件式(2)の下限値を下回ると、撮像面が平面になるため、少ないレンズ成分数での像面湾曲の補正が困難になる。   If the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the imaging surface becomes flat, and it becomes difficult to correct curvature of field with a small number of lens components.

条件式(2)について、下限値を0.1、さらには0.2とすることがより好ましい。条件式(2)について、上限値を1.5、さらには1.0とすることがより好ましい。   For conditional expression (2), it is more preferable to set the lower limit value to 0.1, further 0.2. For conditional expression (2), the upper limit value is more preferably set to 1.5, and more preferably 1.0.

本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
1e/TL≦0.65 …(3)
ここで、
1eは、物体側レンズ成分の最も物体側の面から像側レンズ成分の最も像側の面までの光軸上での距離、
TLは、物体側レンズ成分の最も物体側の面から撮像面までの光軸上での距離、
である。
The imaging apparatus according to the present embodiment preferably satisfies the following conditional expression (3).
L 1e /TL≦0.65 (3)
here,
L 1e is the distance on the optical axis from the most object side surface of the object side lens component to the most image side surface of the image side lens component;
TL is the distance on the optical axis from the most object-side surface of the object-side lens component to the imaging surface,
It is.

条件式(3)を満足することで、バックフォーカスを充分に確保できる。   By satisfying conditional expression (3), a sufficient back focus can be secured.

条件式(3)の上限値を上回らないようにして、バックフォーカスを確保することで、像面の大きさに対する結像光学系の小型化、軽量化につながる。   By ensuring the back focus so as not to exceed the upper limit value of conditional expression (3), the imaging optical system can be made smaller and lighter with respect to the size of the image plane.

条件式(3)に代えて、以下の条件式(3−1)を満足することがより好ましい。
0.2<L1e/TL≦0.5 …(3−1)
It is more preferable to satisfy the following conditional expression (3-1) instead of conditional expression (3).
0.2 <L 1e /TL≦0.5 (3-1)

条件式(3−1)の上限値の技術的意義は、条件式(3)の技術的意義と同じである。   The technical significance of the upper limit value of conditional expression (3-1) is the same as the technical significance of conditional expression (3).

条件式(3−1)の下限値を下回らないようにして、物体側レンズ成分の最も物体側の面から像側レンズ成分の最も像側の面までの光軸上の距離を十分に確保することで、収差補正に有利となり、良好な結像性能の確保に有利となる。   A sufficient distance on the optical axis from the most object-side surface of the object-side lens component to the most image-side surface of the image-side lens component is ensured so as not to fall below the lower limit value of conditional expression (3-1). This is advantageous for aberration correction and is advantageous for ensuring good imaging performance.

条件式(3)については、上限値を0.61、さらには、0.5とすることがより好ましい。条件式(3)と条件式(3−1)については、下限値を0.25、さらには0.3とすることがより好ましい。   For conditional expression (3), the upper limit value is more preferably 0.61, and even more preferably 0.5. For conditional expression (3) and conditional expression (3-1), it is more preferable to set the lower limit value to 0.25, more preferably 0.3.

本実施形態の撮像装置は、レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の2面のみのレンズとしたときに、
物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の2つのレンズ成分からなり、物体側に凹状に湾曲した撮像面に像を結ぶ結像光学系であって、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
PS×SAG11<0 …(4)
ここで、
SAG11は、物体側レンズ成分の最も物体側の面において、面の面頂点から、結像光学系における最大像高に入射する最周辺の有効光線が物体側レンズ成分の最も物体側の面を通過する点までの光軸に沿う方向での距離であり、光線が進む方向を正符号とし、
PSは、結像光学系のペッツバール和であり、
ペッツバール和PSは以下の式で表される。

Figure 2017049531
ここで、
iは、結像光学系中の各レンズの物体側からの順番、
kは、結像光学系中のレンズの総数、
は、i番目のレンズのd線での屈折率、
は、i番目のレンズの焦点距離、
である。 When the imaging device of the present embodiment is a lens having only two surfaces, which are an object side surface and an image side surface, in contact with air in an effective optical path that is an optical path through which a light beam contributing to imaging passes as a lens component,
An imaging optical system that includes two lens components, an object side lens component and an image side lens component, in order from the object side to the image side, and connects an image to an imaging surface that is concavely curved toward the object side. It is preferable to satisfy (4).
PS × SAG 11 <0 (4)
here,
The SAG 11 is configured such that, on the most object-side surface of the object-side lens component, the outermost effective ray incident on the maximum image height in the imaging optical system from the surface vertex of the surface is the most object-side surface of the object-side lens component. It is the distance in the direction along the optical axis to the passing point, and the direction in which the light beam travels is a positive sign,
PS is the Petzval sum of the imaging optical system,
Petzval sum PS is expressed by the following equation.
Figure 2017049531
here,
i is the order from the object side of each lens in the imaging optical system,
k is the total number of lenses in the imaging optical system,
n i is the refractive index of the i-th lens at the d-line,
f i is the focal length of the i th lens,
It is.

前記物体側レンズ成分の最も物体側の面の軸外の有効面内に物体側に凹形状となる部分を有し、かつ、条件式(4)を満足することで、画角を確保しつつ、像面湾曲発生量を最適に保ちながら、物体側に凹状に湾曲した撮像面上に沿って、良好な結像性能を達成することができる。   The object side lens component has a concave portion on the object side in the effective surface off the axis of the surface closest to the object side, and satisfies the conditional expression (4), while ensuring the angle of view. It is possible to achieve good imaging performance along the imaging surface that is concavely curved toward the object side while keeping the amount of curvature of field optimally.

条件式(4)に代えて、以下の条件式(4−1)を満足することが好ましい。
−0.02<PS×SAG11<0 …(4−1)
It is preferable to satisfy the following conditional expression (4-1) instead of conditional expression (4).
−0.02 <PS × SAG 11 <0 (4-1)

条件式(4)、(4−1)の上限値を上回らないようにして、物体側レンズ成分の最も物体側の面の有効領域の全体または一部にて負屈折力を確保しやすくなり、広画角化に有利となる。   Conditional expressions (4) and (4-1) are made so as not to exceed the upper limit value, and it becomes easy to secure negative refractive power in the whole or part of the effective area of the most object side surface of the object side lens component, This is advantageous for widening the angle of view.

条件式(4−1)の下限値を下回らないようにして、ペッツバール和を抑え、像面湾曲量の過剰を抑えることが好ましい。若しくは、下限値を下回ると、物体側レンズ成分の最も物体側の面のサグが大きくなるので、下限値を下回らないようにしてサグを抑えレンズの成形を容易とすることが好ましい。   It is preferable not to fall below the lower limit value of conditional expression (4-1) so as to suppress the Petzval sum and to suppress an excessive amount of field curvature. Alternatively, if the value is below the lower limit value, the sag of the most object side surface of the object side lens component is increased. Therefore, it is preferable to suppress the sag so as to facilitate the molding of the lens so as not to fall below the lower limit value.

条件式(4−1)の下限値を−0.015、さらには−0.01とすることが好ましい。条件式(4)、(4−1)の上限値を−0.0003、さらには、−0.001とすることがより好ましい。   It is preferable that the lower limit value of conditional expression (4-1) be −0.015, more preferably −0.01. It is more preferable to set the upper limit values of conditional expressions (4) and (4-1) to -0.0003, more preferably -0.001.

本実施形態の撮像装置は、軸上光束を制限する明るさ絞りを有し、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
PS×EXP<−0.7 …(5)
ここで、
PSは、結像光学系のペッツバール和であり、
ペッツバール和PSは以下の式で表される。

Figure 2017049531
ここで、
iは、結像光学系中の各レンズの物体側からの順番、
kは、結像光学系中のレンズの総数、
は、i番目のレンズのd線での屈折率、
は、i番目のレンズの焦点距離、
EXPは、像から結像光学系の近軸射出瞳位置までの光軸に沿った距離であり、近軸射出瞳位置が像よりも物体側にある場合の符号を負とする、
である。 The imaging apparatus according to the present embodiment preferably includes an aperture stop that limits the axial light beam, and satisfies the following conditional expression (5).
PS × EXP <−0.7 (5)
here,
PS is the Petzval sum of the imaging optical system,
Petzval sum PS is expressed by the following equation.
Figure 2017049531
here,
i is the order from the object side of each lens in the imaging optical system,
k is the total number of lenses in the imaging optical system,
n i is the refractive index of the i-th lens at the d-line,
f i is the focal length of the i th lens,
EXP is the distance along the optical axis from the image to the paraxial exit pupil position of the imaging optical system, and the sign when the paraxial exit pupil position is on the object side of the image is negative.
It is.

条件式(5)を満足することで、発生する像面湾曲量と撮像面への光線入射角を、湾曲した撮像面に対して適切に行うことに有利となる。   Satisfying the conditional expression (5) is advantageous in appropriately performing the generated curvature of field and the light incident angle on the imaging surface with respect to the curved imaging surface.

条件式(5)に代えて、以下の条件式(5−1)を満足することが好ましい。
−1.7<PS×EXP<−0.7 …(5−1)
It is preferable to satisfy the following conditional expression (5-1) instead of conditional expression (5).
−1.7 <PS × EXP <−0.7 (5-1)

条件式(5)、(5−1)の上限値を上回らないようにして、ペッツバール和を大きくし、結像光学系の像面の湾曲量を確保することに有利となる。又は、射出瞳位置を撮像面に近くなりすぎることを抑え、湾曲した撮像面への光線入射角を抑えて良好な画像を得ることに有利となる。例えば、撮像素子への光線の斜入射の影響による色シェーディングの発生を抑えやすくなる。   It is advantageous to increase the Petzval sum so as not to exceed the upper limit values of the conditional expressions (5) and (5-1), and to ensure the amount of curvature of the image plane of the imaging optical system. Alternatively, it is advantageous to obtain a good image by suppressing the exit pupil position from being too close to the imaging surface and suppressing the light incident angle on the curved imaging surface. For example, it becomes easy to suppress the occurrence of color shading due to the effect of oblique incidence of light rays on the image sensor.

条件式(5−1)の下限値を下回らないようにして、ペッツバール和の過剰を抑え、結像光学系にて大きい像面湾曲が発生しないようにすることで、結像光学系の像面の形状に近似させた撮像素子の作成コストの低減に有利となる。又は、射出瞳位置が撮像面から遠くなることを防ぎ、湾曲した撮像面への光線入射角が大きくなることを抑えることに有利となる。   By avoiding falling below the lower limit of conditional expression (5-1), suppressing excessive Petzval sum and preventing large field curvature from occurring in the imaging optical system, the image plane of the imaging optical system This is advantageous in reducing the production cost of an image sensor approximated to the shape of the image sensor. Alternatively, it is advantageous to prevent the exit pupil position from being far from the imaging surface and to suppress the increase in the light incident angle on the curved imaging surface.

条件式(5−1)について、下限値を−1.5、さらには−1.4とすることが好ましい。条件式(5)、(5−1)について、上限値を−0.8、さらには−0.87とすることがより好ましい。   For conditional expression (5-1), it is preferable to let the lower limit value to be −1.5, more preferably −1.4. For conditional expressions (5) and (5-1), it is more preferable to set the upper limit to −0.8, and further to −0.87.

本実施形態の撮像装置は、明るさ絞りが、物体側レンズ成分と像側レンズ成分との間に配置されていることが好ましい。   In the imaging apparatus according to the present embodiment, it is preferable that the aperture stop be disposed between the object side lens component and the image side lens component.

本実施形態では、例えば、明るさ絞りを物体側レンズ成分と像側レンズ成分の間に配置することで、ぞれぞれのレンズ成分の小型化にいっそう有利としている。また、この構成により、光学性能も維持しやすくなる。   In the present embodiment, for example, an aperture stop is disposed between the object-side lens component and the image-side lens component, which is more advantageous for downsizing each lens component. In addition, this configuration makes it easy to maintain optical performance.

本実施形態の撮像装置は、軸上光束を制限する明るさ絞りを有し、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
(EXP/f)/(φ/φ)<−1.3 …(6)
ここで、
EXPは、像から結像光学系の近軸射出瞳位置までの光軸に沿った距離であり、近軸射出瞳位置が像よりも物体側にある場合の符号を負とし、
fは、結像光学系の焦点距離、
φは、物体側レンズ成分の最も物体側の面における、最大像高位置への結像に寄与する有効光束が通過する領域の光軸に対して垂直に測ったときの最大直径、
φは、物体側レンズ成分の最も物体側の面における、結像光学系の軸上光束が通過する領域の光軸に対して垂直に測った最大直径、
である。
The image pickup apparatus according to the present embodiment preferably includes an aperture stop that limits the axial light beam, and satisfies the following conditional expression (6).
(EXP / f) / (φ e / φ 1 ) <− 1.3 (6)
here,
EXP is the distance along the optical axis from the image to the paraxial exit pupil position of the imaging optical system, and the sign when the paraxial exit pupil position is on the object side of the image is negative,
f is the focal length of the imaging optical system,
φ e is the maximum diameter when measured perpendicular to the optical axis of the region through which the effective light beam contributing to image formation at the maximum image height position on the most object-side surface of the object-side lens component passes,
φ 1 is the maximum diameter measured perpendicular to the optical axis of the region through which the axial light beam of the imaging optical system passes on the most object-side surface of the object-side lens component,
It is.

図3は、パラメータφ、φをそれぞれ説明する図である。φは、物体側レンズ成分L1の最も物体側の面S1における、最大像高位置への結像に寄与する有効光束が通過する領域の光軸AXに対して垂直に測ったときの最大直径、φは、物体側レンズ成分L1の最も物体側の面S1における、結像光学系の軸上光束が通過する領域の光軸AXに対して垂直に測った最大直径、である。 FIG. 3 is a diagram for explaining the parameters φ e and φ 1 . φ e is the maximum diameter when measured perpendicular to the optical axis AX of the region through which the effective light beam contributing to image formation at the maximum image height position on the most object-side surface S1 of the object-side lens component L1 passes. , Φ 1 is the maximum diameter measured perpendicularly to the optical axis AX of the region through which the axial light beam of the imaging optical system passes on the most object-side surface S1 of the object-side lens component L1.

条件式(6)を満足することで、シェーディングの発生を抑えるため、光軸上と光軸外の光量変化を少なくし、かつ、撮像面への光線入射角を、湾曲した撮像面に対して適切にすることに有利となる。   By satisfying conditional expression (6), in order to suppress the occurrence of shading, the change in the amount of light on and off the optical axis is reduced, and the light incident angle on the imaging surface is set to a curved imaging surface. It is advantageous to make it appropriate.

条件式(6)に代えて、以下の条件式(6−1)を満足することが好ましい。
−2.5<(EXP/f)/(φ/φ)<−1.3 …(6−1)
It is preferable to satisfy the following conditional expression (6-1) instead of conditional expression (6).
−2.5 <(EXP / f) / (φ e / φ 1 ) <− 1.3 (6-1)

条件式(6)、(6−1)の上限値を上回らないようにして、光軸上と光軸外の光束径の差を小さくすることで、周辺光量の確保に有利となる。又は、射出瞳位置が撮像面に近くなりすぎないようにすることで、湾曲した撮像面への光線入射角を小さくし、色シェーディングを抑えやすくなる。   By making the difference between the light beam diameters on and off the optical axis small so as not to exceed the upper limit values of conditional expressions (6) and (6-1), it is advantageous for securing the peripheral light amount. Alternatively, by preventing the exit pupil position from being too close to the imaging surface, the light incident angle on the curved imaging surface can be reduced and color shading can be easily suppressed.

条件式(6−1)の下限値を下回らないようにして、射出瞳位置が撮像面から遠くなりすぎないようにすることで、湾曲した撮像面への光線入射角を抑え、色シェーディングを抑えやすくなる。   By keeping the lower limit value of conditional expression (6-1) below and not making the exit pupil position too far from the imaging surface, the light incident angle on the curved imaging surface is suppressed, and color shading is suppressed. It becomes easy.

本実施形態の撮像装置は、照明部と、結像光学系と照明部の双方の前面を同時に覆う透明カバーと、を有することが好ましい。これにより、像を照射しつつ、良好な光学性能で撮像できる。
また、本実施形態の撮像装置をカプセル内視鏡として構成することが好ましい。これにより、小型で良好な光学性能を有するカプセル内視鏡を得られる。
The imaging apparatus according to the present embodiment preferably includes an illumination unit and a transparent cover that simultaneously covers the front surfaces of both the imaging optical system and the illumination unit. Thereby, it is possible to pick up an image with good optical performance while irradiating an image.
Moreover, it is preferable to configure the imaging apparatus of the present embodiment as a capsule endoscope. Thereby, a capsule endoscope having a small size and good optical performance can be obtained.

以下に、本発明のある態様に係る撮像装置の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of an imaging apparatus according to an aspect of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

収差図について説明する。(b)は球面収差(SA)、(c)は非点収差(AS)、(d)は歪曲収差(DT)、(e)は倍率色収差(CC)を示している。非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差の収差図(CC)の縦軸の上端が最大画角に対応する。非点収差(AS)の収差図は、湾曲した撮像面からの収差量を示している。   Aberration diagrams will be described. (B) shows spherical aberration (SA), (c) shows astigmatism (AS), (d) shows distortion (DT), and (e) shows lateral chromatic aberration (CC). The upper end of the vertical axis of the astigmatism (AS), distortion (DT), and lateral chromatic aberration diagrams (CC) corresponds to the maximum angle of view. The aberration diagram of astigmatism (AS) shows the amount of aberration from the curved imaging surface.

実施例1の結像光学系は、物体側から順に、両凹負レンズL1と、平凸正レンズL2と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。   The imaging optical system according to the first exemplary embodiment includes, in order from the object side, a biconcave negative lens L1 and a planoconvex positive lens L2. The imaging surface is spherical and is curved concavely on the object side.

両凹負レンズL1と平凸正レンズL2との間に、開口絞りSが配置されている。非球面は、両凹負レンズL1の両面に設けられている。   An aperture stop S is disposed between the biconcave negative lens L1 and the planoconvex positive lens L2. The aspheric surfaces are provided on both surfaces of the biconcave negative lens L1.

実施例2の結像光学系は、物体側から順に、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、平凸正レンズL2と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。   The imaging optical system of Example 2 is composed of, in order from the object side, a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the image side, and a planoconvex positive lens L2. The imaging surface is spherical and is curved concavely on the object side.

負メニスカスレンズL1と平凸正レンズL2との間に、開口絞りSが配置されている。非球面は、負メニスカスレンズL1の両面に設けられている。   An aperture stop S is disposed between the negative meniscus lens L1 and the planoconvex positive lens L2. The aspheric surfaces are provided on both surfaces of the negative meniscus lens L1.

実施例3の結像光学系は、物体側から順に、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、平凸正レンズL2と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。   The imaging optical system of Example 3 includes, in order from the object side, a negative meniscus lens L1 having a convex surface directed toward the image side, and a planoconvex positive lens L2. The imaging surface is spherical and is curved concavely on the object side.

負メニスカスレンズL1と平凸正レンズL2との間に、開口絞りSが配置されている。非球面は、負メニスカスレンズL1の両面に設けられている。   An aperture stop S is disposed between the negative meniscus lens L1 and the planoconvex positive lens L2. The aspheric surfaces are provided on both surfaces of the negative meniscus lens L1.

実施例4の結像光学系は、物体側から順に、両凸正レンズL1と、平凸正レンズL2と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。   The imaging optical system of Example 4 is composed of, in order from the object side, a biconvex positive lens L1 and a planoconvex positive lens L2. The imaging surface is spherical and is curved concavely on the object side.

両凸正レンズL1と平凸正レンズL2との間に、開口絞りSが配置されている。非球面は、両凸正レンズL1の両面に設けられている。   An aperture stop S is disposed between the biconvex positive lens L1 and the planoconvex positive lens L2. The aspheric surfaces are provided on both surfaces of the biconvex positive lens L1.

実施例5の結像光学系は、物体側から順に、両凸正レンズL1と、平凸正レンズL2と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。   The imaging optical system of Example 5 includes, in order from the object side, a biconvex positive lens L1 and a planoconvex positive lens L2. The imaging surface is spherical and is curved concavely on the object side.

両凸正レンズL1と平凸正レンズL2との間に、開口絞りSが配置されている。非球面は、両凸正レンズL1の両面に設けられている。   An aperture stop S is disposed between the biconvex positive lens L1 and the planoconvex positive lens L2. The aspheric surfaces are provided on both surfaces of the biconvex positive lens L1.

実施例6の結像光学系は、物体側から順に、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、両凸正レンズL2と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。   The imaging optical system of Example 6 includes, in order from the object side, a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the image side and a biconvex positive lens L2. The imaging surface is spherical and is curved concavely on the object side.

負メニスカスレンズL1の面頂と同じ位置に、開口絞りSが配置されている。非球面は、負メニスカスレンズL1の両面に設けられている。開口絞りSは負メニスカスレンズL1の物体側に配置されてもよい。   An aperture stop S is disposed at the same position as the top of the negative meniscus lens L1. The aspheric surfaces are provided on both surfaces of the negative meniscus lens L1. The aperture stop S may be disposed on the object side of the negative meniscus lens L1.

実施例7の結像光学系は、物体側から順に、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、で構成されている。像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。   The imaging optical system of Example 7 is composed of, in order from the object side, a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the image side and a positive meniscus lens L2 having a convex surface facing the image side. The image surface is a spherical surface and is concavely curved toward the object side.

負メニスカスレンズL1の面頂と同じ位置に、開口絞りSが配置されている。非球面は、負メニスカスレンズL1の両面に設けられている。開口絞りSは負メニスカスレンズL1の物体側に配置されてもよい。   An aperture stop S is disposed at the same position as the top of the negative meniscus lens L1. The aspheric surfaces are provided on both surfaces of the negative meniscus lens L1. The aperture stop S may be disposed on the object side of the negative meniscus lens L1.

実施例8の結像光学系は、物体側から順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、両凸正レンズL2と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。   The imaging optical system according to the eighth exemplary embodiment includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L1 having a convex surface directed toward the image side, and a biconvex positive lens L2. The imaging surface is spherical and is curved concavely on the object side.

正メニスカスレンズL1の面頂と同じ位置に、開口絞りSが配置されている。非球面は、正メニスカスレンズL1の両面に設けられている。開口絞りSは正メニスカスレンズL1の物体側に配置されてもよい。   An aperture stop S is disposed at the same position as the top of the positive meniscus lens L1. The aspheric surfaces are provided on both surfaces of the positive meniscus lens L1. The aperture stop S may be disposed on the object side of the positive meniscus lens L1.

実施例9の結像光学系は、物体側から順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、平凸正レンズL2と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。   The image forming optical system according to the ninth exemplary embodiment includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L1 having a convex surface directed toward the image side, and a planoconvex positive lens L2. The imaging surface is spherical and is curved concavely on the object side.

正メニスカスレンズL1の面頂と同じ位置に、開口絞りSが配置されている。非球面は、正メニスカスレンズL1の両面に設けられている。開口絞りSは正メニスカスレンズL1の物体側に配置されてもよい。   An aperture stop S is disposed at the same position as the top of the positive meniscus lens L1. The aspheric surfaces are provided on both surfaces of the positive meniscus lens L1. The aperture stop S may be disposed on the object side of the positive meniscus lens L1.

実施例10の結像光学系は、物体側から順に、両凹負レンズL1と、平凸正レンズL2と、で構成されている。撮像面は非球面で、物体側に凹状に湾曲している。   The imaging optical system of Example 10 includes a biconcave negative lens L1 and a planoconvex positive lens L2 in order from the object side. The imaging surface is aspheric and is curved concavely toward the object side.

両凹負レンズL1と平凸正レンズL2との間に、開口絞りSが配置されている。非球面は、両凹負レンズL1の両面に設けられている。   An aperture stop S is disposed between the biconcave negative lens L1 and the planoconvex positive lens L2. The aspheric surfaces are provided on both surfaces of the biconcave negative lens L1.

実施例11の結像光学系は、物体側から順に、両凹負レンズL1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズL2と両凸正レンズL3とが接合されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。   The imaging optical system of Example 11 includes, in order from the object side, a biconcave negative lens L1, a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the object side, and a biconvex positive lens L3. Here, the negative meniscus lens L2 and the biconvex positive lens L3 are cemented. The imaging surface is spherical and is curved concavely on the object side.

両凹負レンズL1と負メニスカスレンズL2との間に、開口絞りSが配置されている。非球面は、両凹負レンズL1の両面に設けられている。   An aperture stop S is disposed between the biconcave negative lens L1 and the negative meniscus lens L2. The aspheric surfaces are provided on both surfaces of the biconcave negative lens L1.

実施例12の結像光学系は、物体側から順に、両凹負レンズL1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と、両凸正レンズL4と、で構成されている。ここで、両凹負レンズL1と正メニスカスレンズL2とが接合されている。負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4とが接合されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。   The imaging optical system of Example 12 includes, in order from the object side, a biconcave negative lens L1, a positive meniscus lens L2 with a convex surface facing the object side, a negative meniscus lens L3 with a convex surface facing the object side, and a biconvex lens. And a positive lens L4. Here, the biconcave negative lens L1 and the positive meniscus lens L2 are cemented. The negative meniscus lens L3 and the biconvex positive lens L4 are cemented. The imaging surface is spherical and is curved concavely on the object side.

正メニスカスレンズL2と負メニスカスレンズL3との間に、開口絞りSが配置されている。非球面は、負メニスカスレンズL1の物体側面と、正メニスカスレンズL2の像側面と、に設けられている。   An aperture stop S is disposed between the positive meniscus lens L2 and the negative meniscus lens L3. The aspheric surfaces are provided on the object side surface of the negative meniscus lens L1 and the image side surface of the positive meniscus lens L2.

実施例13の結像光学系は、図16に示すように、物体側から順に、光学部材CGと、両凹負レンズL1と、平凸正レンズL2と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。両凹負レンズL1、開口絞りS及び平凸正レンズL2で構成される光学系は、実施例1の結像光学系と同じである。   As shown in FIG. 16, the imaging optical system of Example 13 is composed of an optical member CG, a biconcave negative lens L1, and a planoconvex positive lens L2 in this order from the object side. The imaging surface is spherical and is curved concavely on the object side. The optical system including the biconcave negative lens L1, the aperture stop S, and the planoconvex positive lens L2 is the same as the imaging optical system of the first embodiment.

図16は、光学部材CGが配置できることを例示する概略図である。そのため、レンズの大きさや位置に対して、光学部材CGの大きさや位置は正確に描かれているわけではない。   FIG. 16 is a schematic view illustrating that the optical member CG can be arranged. Therefore, the size and position of the optical member CG are not accurately drawn with respect to the size and position of the lens.

光学部材CGは椀状の部材で、物体側面と像側面は共に曲面になっている。図16では、物体側面と像側面は共に同じ曲率中心を持つ球面になっているので、光学部材CGの全体形状は、半球になっている。本実施例では、光学部材CGの肉厚、すなわち、物体側面と像側面との間隔は曲率中心に向かう方向にて一定になっている。   The optical member CG is a bowl-shaped member, and both the object side surface and the image side surface are curved. In FIG. 16, since the object side surface and the image side surface are both spherical surfaces having the same center of curvature, the overall shape of the optical member CG is a hemisphere. In this embodiment, the thickness of the optical member CG, that is, the distance between the object side surface and the image side surface is constant in the direction toward the center of curvature.

光学部材CGには、光を透過する材質が用いられている。よって、被写体からの光は、光学部材CGを通過して、負レンズL1に入射する。光学部材CGは、像側面の曲率中心が入射瞳の位置と略一致するように配置されている。よって、光学部材CGによる新たな収差は、ほとんど発生しない。すなわち、実施例13の結像光学系の結像性能は、実施例1の結像光学系の結像性能と変わらない。   A material that transmits light is used for the optical member CG. Therefore, the light from the subject passes through the optical member CG and enters the negative lens L1. The optical member CG is disposed so that the center of curvature of the image side surface substantially coincides with the position of the entrance pupil. Therefore, almost no new aberration due to the optical member CG occurs. That is, the imaging performance of the imaging optical system of Example 13 is not different from the imaging performance of the imaging optical system of Example 1.

光学部材CGは、カバーガラスとして機能する。この場合、光学部材CGは、例えば、カプセル内視鏡の外装部に設けられた観察窓に該当する。よって、実施例13の結像光学系は、カプセル内視鏡の光学系に用いることができる。実施例2〜12の結像光学系もカプセル内視鏡の光学系に用いることができる。   The optical member CG functions as a cover glass. In this case, the optical member CG corresponds to, for example, an observation window provided in the exterior part of the capsule endoscope. Therefore, the imaging optical system of Example 13 can be used for an optical system of a capsule endoscope. The imaging optical systems of Examples 2 to 12 can also be used for the optical system of the capsule endoscope.

以下に、上記各実施例の数値データを示す。面データにおいて、rは各レンズ面の曲率半径、dは各レンズ面間の間隔、ndは各レンズのd線の屈折率、νdは各レンズのアッベ数、*印は非球面である。   Below, the numerical data of each said Example are shown. In the surface data, r is the radius of curvature of each lens surface, d is the distance between the lens surfaces, nd is the refractive index of the d-line of each lens, νd is the Abbe number of each lens, and * is an aspherical surface.

また、各種データにおいて、fは全系の焦点距離、FNO.はFナンバー、ωは半画角、IHは像高、LTLは光学系の全長、BFはバックフォーカス、バックフォーカスは、最も像側のレンズ面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。全長は、結像光学系の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離にBF(バックフォーカス)を加えたものである。また、f1、f2、f3及びf4は、各レンズの焦点距離である。半画角の単位は度である。   In various data, f is the focal length of the entire system, FNO. Is the F number, ω is the half field angle, IH is the image height, LTL is the total length of the optical system, BF is the back focus, and the back focus is the distance from the lens surface closest to the image side to the paraxial image plane in terms of air It is a representation. The total length is obtained by adding BF (back focus) to the distance from the lens surface closest to the object side to the lens surface closest to the image side of the imaging optical system. Further, f1, f2, f3, and f4 are focal lengths of the respective lenses. The unit of half angle of view is degrees.

また、非球面形状は、光軸方向をz、光軸に直交する方向をyにとり、円錐係数をk、非球面係数をA4、A6、A8、A10、A12…としたとき、次の式で表される。
z=(y2/r)/[1+{1−(1+k)(y/r)21/2
+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12+…
また、非球面係数において、「e−n」(nは整数)は、「10−n」を示している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
The aspherical shape is expressed by the following equation when the optical axis direction is z, the direction orthogonal to the optical axis is y, the cone coefficient is k, and the aspherical coefficients are A4, A6, A8, A10, A12. expressed.
z = (y 2 / r) / [1+ {1− (1 + k) (y / r) 2 } 1/2 ]
+ A4y 4 + A6y 6 + A8y 8 + A10y 10 + A12y 12 +
In the aspheric coefficient, “e−n” (n is an integer) indicates “10 −n ”. The symbols of these specification values are common to the numerical data of the examples described later.

数値実施例1
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 10.10
1* -3.185 0.30 1.53110 56.00
2* 1.738 0.05
3(絞り) ∞ 0.00
4 ∞ 0.34 1.53110 56.00
5 -0.375 1.07
像面 -9.568

非球面データ
第1面
k=0.000
A4=2.53231e-02,A6=2.07188e+00,A8=-5.74113e+00
第2面
k=0.000
A4=7.56464e+00

各種データ
f 0.855
FNO. 3.047
2ω 164
IH 0.975
LTL 1.760
BF 1.07
f1 -2.065
f2 0.704
Numerical example 1
Unit mm

Surface data Surface number rd nd νd
Object plane ∞ 10.10
1 * -3.185 0.30 1.53110 56.00
2 * 1.738 0.05
3 (Aperture) ∞ 0.00
4 ∞ 0.34 1.53110 56.00
5 -0.375 1.07
Image plane -9.568

Aspheric data first surface
k = 0.000
A4 = 2.53231e-02, A6 = 2.07188e + 00, A8 = -5.74113e + 00
Second side
k = 0.000
A4 = 7.56464e + 00

Various data f 0.855
FNO. 3.047
2ω 164
IH 0.975
LTL 1.760
BF 1.07
f1 -2.065
f2 0.704

数値実施例2
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 10.10
1* -4.280 0.47 1.53110 56.00
2* -6.524 0.06
3(絞り) ∞ 0.00
4 ∞ 0.37 1.53110 56.00
5 -0.512 1.09
像面 -2.437

非球面データ
第1面
k=0.000
A4=-3.36755e-01,A6=1.43642e+00,A8=-1.68203e+00
第2面
k=0.000
A4=2.37328e+00

各種データ
f 0.949
FNO. 3.330
2ω 164
IH 0.975
LTL 1.982
BF 1.09
f1 -25.152
f2 0.960
Numerical example 2
Unit mm

Surface data Surface number rd nd νd
Object plane ∞ 10.10
1 * -4.280 0.47 1.53110 56.00
2 * -6.524 0.06
3 (Aperture) ∞ 0.00
4 ∞ 0.37 1.53110 56.00
5 -0.512 1.09
Image plane -2.437

Aspheric data first surface
k = 0.000
A4 = -3.36755e-01, A6 = 1.43642e + 00, A8 = -1.68203e + 00
Second side
k = 0.000
A4 = 2.37328e + 00

Various data f 0.949
FNO. 3.330
2ω 164
IH 0.975
LTL 1.982
BF 1.09
f1 -25.152
f2 0.960

数値実施例3
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 10.10
1* -3.773 0.30 1.53110 56.00
2* -5.549 0.03
3(絞り) ∞ 0.00
4 ∞ 0.46 1.53110 56.00
5 -0.527 1.13
像面 -1.507

非球面データ
第1面
k=0.000
A4=-8.23828e-02,A6=1.38064e+00,A8=-2.37738e+00
第2面
k=0.000
A4=1.78525e+00

各種データ
f 0.988
FNO. 3.405
2ω 162
IH 0.975
LTL 1.929
BF 1.13
f1 -23.496
f2 0.988
Numerical Example 3
Unit mm

Surface data Surface number rd nd νd
Object plane ∞ 10.10
1 * -3.773 0.30 1.53110 56.00
2 * -5.549 0.03
3 (Aperture) ∞ 0.00
4 ∞ 0.46 1.53110 56.00
5 -0.527 1.13
Image plane -1.507

Aspheric data first surface
k = 0.000
A4 = -8.23828e-02, A6 = 1.38064e + 00, A8 = -2.37738e + 00
Second side
k = 0.000
A4 = 1.78525e + 00

Various data f 0.988
FNO. 3.405
2ω 162
IH 0.975
LTL 1.929
BF 1.13
f1 -23.496
f2 0.988

数値実施例4
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 10.10
1* 83.990 0.50 1.53110 56.00
2* -3.320 0.06
3(絞り) ∞ 0.00
4 ∞ 0.36 1.53110 56.00
5 -0.570 0.99
像面 -1.952

非球面データ
第1面
k=0.000
A4=-5.60219e-01,A6=1.37170e+00,A8=-1.12862e+00
第2面
k=0.000
A4=1.58678e+00

各種データ
f 0.948
FNO. 3.167
2ω 163
IH 0.975
LTL 1.902
BF 0.99
f1 6.000
f2 1.069
Numerical Example 4
Unit mm

Surface data Surface number rd nd νd
Object plane ∞ 10.10
1 * 83.990 0.50 1.53110 56.00
2 * -3.320 0.06
3 (Aperture) ∞ 0.00
4 ∞ 0.36 1.53110 56.00
5 -0.570 0.99
Image plane -1.952

Aspheric data first surface
k = 0.000
A4 = -5.60219e-01, A6 = 1.37170e + 00, A8 = -1.12862e + 00
Second side
k = 0.000
A4 = 1.58678e + 00

Various data f 0.948
FNO. 3.167
2ω 163
IH 0.975
LTL 1.902
BF 0.99
f1 6.000
f2 1.069

数値実施例5
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 10.10
1* 8.422 0.49 1.53110 56.00
2* -1.934 0.05
3(絞り) ∞ 0.00
4 ∞ 0.42 1.53110 56.00
5 -0.690 0.97
像面 -1.506

非球面データ
第1面
k=0.000
A4=-6.27531e-01,A6=1.03387e+00,A8=-5.88990e-01
第2面
k=0.000
A4=5.30326e-01

各種データ
f 0.993
FNO. 3.224
2ω 162
IH 0.975
LTL 1.931
BF 0.97
f1 2.998
f2 1.294
Numerical Example 5
Unit mm

Surface data Surface number rd nd νd
Object plane ∞ 10.10
1 * 8.422 0.49 1.53110 56.00
2 * -1.934 0.05
3 (Aperture) ∞ 0.00
4 ∞ 0.42 1.53110 56.00
5 -0.690 0.97
Image plane -1.506

Aspheric data first surface
k = 0.000
A4 = -6.27531e-01, A6 = 1.03387e + 00, A8 = -5.88990e-01
Second side
k = 0.000
A4 = 5.30326e-01

Various data f 0.993
FNO. 3.224
2ω 162
IH 0.975
LTL 1.931
BF 0.97
f1 2.998
f2 1.294

数値実施例6
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 10.10
1(絞り) ∞ 0.00
2* -1.471 0.30 1.63493 23.89
3* -1.685 0.05
4 30.637 0.30 1.77250 49.60
5 -0.819 1.15
像面 -2.410

非球面データ
第2面
k=0.000
A4=-1.52940e+00,A6=4.61522e+01,A8=-2.70647e+03,A10=5.28160e+04
第3面
k=0.000
A4=2.92858e-01,A6=-1.48191e+01,A8=1.78831e+02,A10=-5.81275e+02

各種データ
f 0.974
FNO. 3.282
2ω 160
IH 0.975
LTL 1.802
BF 1.15
f1 -39.920
f2 1.032
Numerical Example 6
Unit mm

Surface data Surface number rd nd νd
Object plane ∞ 10.10
1 (Aperture) ∞ 0.00
2 * -1.471 0.30 1.63493 23.89
3 * -1.685 0.05
4 30.637 0.30 1.77250 49.60
5 -0.819 1.15
Image plane -2.410

Aspheric data 2nd surface
k = 0.000
A4 = -1.52940e + 00, A6 = 4.61522e + 01, A8 = -2.70647e + 03, A10 = 5.28160e + 04
Third side
k = 0.000
A4 = 2.92858e-01, A6 = -1.48191e + 01, A8 = 1.78831e + 02, A10 = -5.81275e + 02

Various data f 0.974
FNO. 3.282
2ω 160
IH 0.975
LTL 1.802
BF 1.15
f1 -39.920
f2 1.032

数値実施例7
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 10.10
1(絞り) ∞ 0.00
2* -3.775 0.30 1.63493 23.89
3* -4.623 0.05
4 -37.325 0.30 1.77250 49.60
5 -0.764 1.13
像面 -1.491

非球面データ
第2面
k=0.000
A4=-1.00244e+00,A6=3.67646e+01,A8=-2.55931e+03,A10=4.05208e+04
第3面
k=0.000
A4=3.76741e-01,A6=-1.46146e+01,A8=1.55644e+02,A10=-4.99373e+02

各種データ
f 0.991
FNO. 3.340
2ω 173
IH 0.975
LTL 1.784
BF 1.13
f1 -37.207
f2 1.001
Numerical Example 7
Unit mm

Surface data Surface number rd nd νd
Object plane ∞ 10.10
1 (Aperture) ∞ 0.00
2 * -3.775 0.30 1.63493 23.89
3 * -4.623 0.05
4 -37.325 0.30 1.77250 49.60
5 -0.764 1.13
Image plane --1.491

Aspheric data 2nd surface
k = 0.000
A4 = -1.00244e + 00, A6 = 3.67646e + 01, A8 = -2.55931e + 03, A10 = 4.05208e + 04
Third side
k = 0.000
A4 = 3.76741e-01, A6 = -1.46146e + 01, A8 = 1.55644e + 02, A10 = -4.99373e + 02

Various data f 0.991
FNO. 3.340
2ω 173
IH 0.975
LTL 1.784
BF 1.13
f1 -37.207
f2 1.001

数値実施例8
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 10.10
1(絞り) ∞ 0.00
2* -2.258 0.37 1.53110 56.00
3* -0.864 0.05
4 4.873 0.44 1.53110 56.00
5 -0.981 0.98
像面 -1.946

非球面データ
第2面
k=0.000
A4=-7.49745e-01,A6=8.48354e+01,A8=-6.16466e+03,A10=1.26740e+05
第3面
k=0.000
A4=6.12011e-01,A6=-1.00316e+01,A8=5.20328e+01,A10=-1.02293e+02

各種データ
f 0.989
FNO. 3.334
2ω 162
IH 0.975
LTL 1.831
BF 0.98
f1 2.403
f2 1.571
Numerical Example 8
Unit mm

Surface data Surface number rd nd νd
Object plane ∞ 10.10
1 (Aperture) ∞ 0.00
2 * -2.258 0.37 1.53110 56.00
3 * -0.864 0.05
4 4.873 0.44 1.53110 56.00
5 -0.981 0.98
Image plane -1.946

Aspheric data 2nd surface
k = 0.000
A4 = -7.49745e-01, A6 = 8.48354e + 01, A8 = -6.16466e + 03, A10 = 1.26740e + 05
Third side
k = 0.000
A4 = 6.12011e-01, A6 = -1.00316e + 01, A8 = 5.20328e + 01, A10 = -1.02293e + 02

Various data f 0.989
FNO. 3.334
2ω 162
IH 0.975
LTL 1.831
BF 0.98
f1 2.403
f2 1.571

数値実施例9
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 10.10
1(絞り) ∞ 0.00
2* -19.712 0.46 1.53110 56.00
3* -0.657 0.05
4 ∞ 0.30 1.53110 56.00
5 -1.951 0.90
像面 -1.503

非球面データ
第2面
k=0.000
A4=-1.69752e+00,A6=8.48174e+01,A8=-4.79152e+03,A10=8.61262e+04
第3面
k=0.000
A4=1.57455e-01,A6=-5.33428e+00,A8=2.21803e+01,A10=-8.34925e+01

各種データ
f 0.986
FNO. 3.325
2ω 162
IH 0.975
LTL 1.714
BF 0.90
f1 1.263
f2 3.658
Numerical Example 9
Unit mm

Surface data Surface number rd nd νd
Object plane ∞ 10.10
1 (Aperture) ∞ 0.00
2 * -19.712 0.46 1.53110 56.00
3 * -0.657 0.05
4 ∞ 0.30 1.53110 56.00
5 -1.951 0.90
Image plane -1.503

Aspheric data 2nd surface
k = 0.000
A4 = -1.69752e + 00, A6 = 8.48174e + 01, A8 = -4.79152e + 03, A10 = 8.61262e + 04
Third side
k = 0.000
A4 = 1.57455e-01, A6 = -5.33428e + 00, A8 = 2.21803e + 01, A10 = -8.34925e + 01

Various data f 0.986
FNO. 3.325
2ω 162
IH 0.975
LTL 1.714
BF 0.90
f1 1.263
f2 3.658

数値実施例10
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 10.10
1* -6.802 0.30 1.53110 56.00
2* 7.707 0.05
3(絞り) ∞ 0.00
4 ∞ 0.33 1.53110 56.00
5 -0.427 0.98
像面* -9.807

非球面データ
第1面
k=0.000
A4=-2.55684e-01,A6=2.55471e+00,A8=-5.39397e+00
第2面
k=0.000
A4=4.91252e+00
像面
k=0.000
A4=-1.09530e+00,A6=1.89310e+00,A8=-6.95550e-01,A10=-2.08580e-01

各種データ
f 0.856
FNO. 2.953
2ω 163
IH 0.975
LTL 1.653
BF 0.98
f1 -6.726
f2 0.800
Numerical Example 10
Unit mm

Surface data Surface number rd nd νd
Object plane ∞ 10.10
1 * -6.802 0.30 1.53110 56.00
2 * 7.707 0.05
3 (Aperture) ∞ 0.00
4 ∞ 0.33 1.53110 56.00
5 -0.427 0.98
Image plane * -9.807

Aspheric data first surface
k = 0.000
A4 = -2.55684e-01, A6 = 2.55471e + 00, A8 = -5.39397e + 00
Second side
k = 0.000
A4 = 4.91252e + 00
Image plane
k = 0.000
A4 = -1.09530e + 00, A6 = 1.89310e + 00, A8 = -6.95550e-01, A10 = -2.08580e-01

Various data f 0.856
FNO. 2.953
2ω 163
IH 0.975
LTL 1.653
BF 0.98
f1 -6.726
f2 0.800

数値実施例11
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 10.10
1* -10.000 0.30 1.53110 56.00
2* 4.442 0.02
3(絞り) ∞ 0.00
4 8.146 0.30 1.84666 23.78
5 0.806 0.35 1.80610 40.92
6 -0.658 0.97
像面 -9.785

非球面データ
第1面
k=0.000
A4=-5.46945e-01,A6=3.59115e+00,A8=-7.35098e+00
第2面
k=0.000
A4=3.11619e+00

各種データ
f 0.857
FNO. 2.913
2ω 163
IH 0.975
LTL 1.940
BF 0.97
f1 -5.725
f2 -1.067
f3 0.501
Numerical Example 11
Unit mm

Surface data Surface number rd nd νd
Object plane ∞ 10.10
1 * -10.000 0.30 1.53110 56.00
2 * 4.442 0.02
3 (Aperture) ∞ 0.00
4 8.146 0.30 1.84666 23.78
5 0.806 0.35 1.80610 40.92
6 -0.658 0.97
Image plane -9.785

Aspheric data first surface
k = 0.000
A4 = -5.46945e-01, A6 = 3.59115e + 00, A8 = -7.35098e + 00
Second side
k = 0.000
A4 = 3.11619e + 00

Various data f 0.857
FNO. 2.913
2ω 163
IH 0.975
LTL 1.940
BF 0.97
f1 -5.725
f2 -1.067
f3 0.501

数値実施例12
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 10.10
1* -20.000 0.30 1.58913 61.15
2 0.800 0.30 1.80610 40.88
3* 4.197 0.01
4(絞り) ∞ 0.00
5 22.625 0.30 1.84666 23.78
6 0.806 0.40 1.80610 40.92
7 -0.675 0.88
像面 -9.636

非球面データ
第1面
k=0.000
A4=-2.81491e-01,A6=8.35553e-01,A8=-7.60061e-01
第3面
k=0.000
A4=1.86377e+00

各種データ
f 0.853
FNO. 3.182
2ω 164
IH 0.975
LTL 2.188
BF 0.88
f1 -1.294
f2 1.173
f3 -0.984
f4 0.515
Numerical example 12
Unit mm

Surface data Surface number rd nd νd
Object plane ∞ 10.10
1 * -20.000 0.30 1.58913 61.15
2 0.800 0.30 1.80610 40.88
3 * 4.197 0.01
4 (Aperture) ∞ 0.00
5 22.625 0.30 1.84666 23.78
6 0.806 0.40 1.80610 40.92
7 -0.675 0.88
Image plane -9.636

Aspheric data first surface
k = 0.000
A4 = -2.81491e-01, A6 = 8.35553e-01, A8 = -7.60061e-01
Third side
k = 0.000
A4 = 1.86377e + 00

Various data f 0.853
FNO. 3.182
2ω 164
IH 0.975
LTL 2.188
BF 0.88
f1 -1.294
f2 1.173
f3 -0.984
f4 0.515

次に、各実施例における条件式の値を以下に示す。

(1) SAG11/f
(2) |R2e/Rimg|
(3) L1e/TL
(4) PS×SAG11
(5) PS×EXP
(6) (EXP/f)/(φe/φ1)

実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 実施例6
(1) -0.008 -0.013 -0.004 -0.007 -0.001 -0.008
(2) 0.039 0.210 0.350 0.292 0.458 0.340
(3) 0.392 0.451 0.414 0.478 0.499 0.361
(4) -0.004 -0.008 -0.003 -0.004 -0.001 -0.004
(5) -0.860 -0.918 -0.987 -0.926 -0.952 -0.947
(6) -1.992 -1.588 -1.579 -1.506 -1.250 -1.890

実施例7 実施例8 実施例9 実施例10 実施例11 実施例12
(1) -0.001 -0.005 -0.001 -0.005 -0.002 -0.009
(2) 0.512 0.504 1.298 0.044 0.067 0.070
(3) 0.364 0.466 0.472 0.409 0.498 0.601
(4) -0.001 -0.003 -0.001 -0.003 -0.001 -0.005
(5) -0.987 -1.303 -1.161 -0.913 -0.972 -1.005
(6) -2.210 -1.952 -1.706 -1.861 -2.295 -2.296
Next, the value of the conditional expression in each example is shown below.

(1) SAG11 / f
(2) | R2e / Rimg |
(3) L1e / TL
(4) PS × SAG11
(5) PS x EXP
(6) (EXP / f) / (φe / φ1)

Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Example 6
(1) -0.008 -0.013 -0.004 -0.007 -0.001 -0.008
(2) 0.039 0.210 0.350 0.292 0.458 0.340
(3) 0.392 0.451 0.414 0.478 0.499 0.361
(4) -0.004 -0.008 -0.003 -0.004 -0.001 -0.004
(5) -0.860 -0.918 -0.987 -0.926 -0.952 -0.947
(6) -1.992 -1.588 -1.579 -1.506 -1.250 -1.890

Example 7 Example 8 Example 9 Example 10 Example 11 Example 12
(1) -0.001 -0.005 -0.001 -0.005 -0.002 -0.009
(2) 0.512 0.504 1.298 0.044 0.067 0.070
(3) 0.364 0.466 0.472 0.409 0.498 0.601
(4) -0.001 -0.003 -0.001 -0.003 -0.001 -0.005
(5) -0.987 -1.303 -1.161 -0.913 -0.972 -1.005
(6) -2.210 -1.952 -1.706 -1.861 -2.295 -2.296

次に、各実施例におけるパラメータの値を以下に示す。

実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 実施例6
Rimg -9.568 -2.437 -1.507 -1.952 -1.506 -2.410
L1e 0.690 0.893 0.799 0.910 0.963 0.650
PS 0.617 0.651 0.631 0.719 0.725 0.514
EXP -1.393 -1.409 -1.565 -1.289 -1.313 -1.841
R11 -3.185 -4.280 -3.773 83.990 8.422 -1.471
R2e -0.375 -0.512 -0.527 -0.570 -0.690 -0.819
SAG11 -0.007 -0.013 -0.004 -0.006 -0.001 -0.008
φ1 0.274 0.275 0.284 0.288 0.297 0.297
φe 0.224 0.258 0.285 0.260 0.314 0.296

実施例7 実施例8 実施例9 実施例10 実施例11 実施例12
Rimg -1.491 -1.946 -1.503 -9.807 -9.785 -9.636
L1e 0.650 0.853 0.809 0.676 0.967 1.314
PS 0.542 0.675 0.690 0.718 0.608 0.637
EXP -1.823 -1.931 -1.682 -1.271 -1.599 -1.577
R11 -3.775 -2.258 -19.712 -6.802 -10.000 -20.000
R2e -0.764 -0.981 -1.951 -0.427 -0.658 -0.675
SAG11 -0.001 -0.005 -0.001 -0.004 -0.002 -0.008
φ1 0.297 0.296 0.296 0.283 0.288 0.259
φe 0.247 0.296 0.296 0.226 0.234 0.208
Next, parameter values in each example are shown below.

Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Example 6
Rimg -9.568 -2.437 -1.507 -1.952 -1.506 -2.410
L1e 0.690 0.893 0.799 0.910 0.963 0.650
PS 0.617 0.651 0.631 0.719 0.725 0.514
EXP -1.393 -1.409 -1.565 -1.289 -1.313 -1.841
R11 -3.185 -4.280 -3.773 83.990 8.422 -1.471
R2e -0.375 -0.512 -0.527 -0.570 -0.690 -0.819
SAG11 -0.007 -0.013 -0.004 -0.006 -0.001 -0.008
φ1 0.274 0.275 0.284 0.288 0.297 0.297
φe 0.224 0.258 0.285 0.260 0.314 0.296

Example 7 Example 8 Example 9 Example 10 Example 11 Example 12
Rimg -1.491 -1.946 -1.503 -9.807 -9.785 -9.636
L1e 0.650 0.853 0.809 0.676 0.967 1.314
PS 0.542 0.675 0.690 0.718 0.608 0.637
EXP -1.823 -1.931 -1.682 -1.271 -1.599 -1.577
R11 -3.775 -2.258 -19.712 -6.802 -10.000 -20.000
R2e -0.764 -0.981 -1.951 -0.427 -0.658 -0.675
SAG11 -0.001 -0.005 -0.001 -0.004 -0.002 -0.008
φ1 0.297 0.296 0.296 0.283 0.288 0.259
φe 0.247 0.296 0.296 0.226 0.234 0.208

図17は、光学装置の例である。この例では、光学装置はカプセル内視鏡である。カプセル内視鏡100は、カプセルカバー101と透明カバー102とを有する。カプセルカバー101と透明カバー102とによって、カプセル内視鏡100の外装部が構成されている。   FIG. 17 is an example of an optical device. In this example, the optical device is a capsule endoscope. The capsule endoscope 100 includes a capsule cover 101 and a transparent cover 102. The capsule cover 101 and the transparent cover 102 constitute an exterior part of the capsule endoscope 100.

カプセルカバー101は、略円筒形状の中央部と、略椀形状の底部と、で構成されている。透明カバー102は、中央部を挟んで、底部と対向する位置に配置されている。透明カバー102は、略椀形状の透明部材によって構成されている。カプセルカバー101と透明カバー102とは、互いに水密的に連設されている。   The capsule cover 101 includes a substantially cylindrical center portion and a substantially bowl-shaped bottom portion. The transparent cover 102 is disposed at a position facing the bottom with the center portion interposed therebetween. The transparent cover 102 is configured by a substantially bowl-shaped transparent member. The capsule cover 101 and the transparent cover 102 are connected to each other in a watertight manner.

カプセル内視鏡100の内部には、結像光学系103と、照明部104と、撮像素子105と、駆動制御部106と、信号処理部107とを備えている。透明カバー102は、結像光学系103と照明部104の双方の前面を同時に覆う位置に配置されている。なお、図示しないが、カプセル内視鏡100の内部には、受電手段と送信手段が設けられている。   The capsule endoscope 100 includes an imaging optical system 103, an illumination unit 104, an image sensor 105, a drive control unit 106, and a signal processing unit 107. The transparent cover 102 is disposed at a position that simultaneously covers the front surfaces of both the imaging optical system 103 and the illumination unit 104. Although not shown, a power receiving unit and a transmission unit are provided inside the capsule endoscope 100.

照明部104からは、照明光が出射する。照明光は透明カバー102を通過して、被写体に照射される。被写体からの光は、結像光学系103に入射する。結像光学系103によって、撮像面位置に被写体の光学像が形成される。   Illumination light is emitted from the illumination unit 104. The illumination light passes through the transparent cover 102 and is irradiated onto the subject. Light from the subject enters the imaging optical system 103. The imaging optical system 103 forms an optical image of the subject at the imaging surface position.

光学像は、撮像素子105で撮像される。撮像素子105の駆動と制御は、駆動制御部106で行われる。また、撮像素子105からの出力信号は、必要に応じて、信号処理部107で処理される。   The optical image is captured by the image sensor 105. The drive control unit 106 drives and controls the image sensor 105. Further, the output signal from the image sensor 105 is processed by the signal processing unit 107 as necessary.

ここで、結像光学系103には、例えば、上述の実施例1の結像光学系が用いられている。よって、非常に広い範囲(約160°の画角)の光学像が形成される。また、光学像は、物体側に凹状に湾曲した像になっている。   Here, as the imaging optical system 103, for example, the imaging optical system of the above-described first embodiment is used. Therefore, an optical image in a very wide range (an angle of view of about 160 °) is formed. The optical image is an image curved concavely toward the object side.

撮像素子105の撮像面は、物体側に凹状に湾曲している。また、撮像面の曲率半径は、光学像の曲率半径と同じになっている。そのため、非常に広い範囲を撮像した画像でありながら、中心から周辺まで鮮明な画像を取得することができる。   The imaging surface of the imaging element 105 is curved concavely toward the object side. Further, the radius of curvature of the imaging surface is the same as the radius of curvature of the optical image. Therefore, it is possible to acquire a clear image from the center to the periphery while capturing an image of a very wide range.

図18は、光学装置の別の例である。この例では、光学装置は車載カメラである。図18(a)は、車外に車載カメラを搭載した例を示す図である。図18(b)は、車内に車載カメラを搭載した例を示す図である。   FIG. 18 shows another example of the optical device. In this example, the optical device is an in-vehicle camera. FIG. 18A is a diagram illustrating an example in which an in-vehicle camera is mounted outside the vehicle. FIG. 18B is a diagram illustrating an example in which a vehicle-mounted camera is mounted in the vehicle.

図18(a)に示すように、車載カメラ201は、自動車200のフロントグリルに設けられている。車載カメラ201は、結像光学系と撮像素子を備えている。   As shown in FIG. 18 (a), the in-vehicle camera 201 is provided on the front grill of the automobile 200. The in-vehicle camera 201 includes an imaging optical system and an image sensor.

車載カメラ201の結像光学系には、例えば、上述の実施例1の結像光学系が用いられている。よって、非常に広い範囲(約160°の画角)の光学像が形成される。また、撮像素子の撮像面は、物体側に凹状に湾曲している。そして、撮像面の曲率半径は、光学像の曲率半径と同じになっている。そのため、非常に広い範囲を撮像した画像でありながら、中心から周辺まで鮮明な画像を取得することができる。   For example, the imaging optical system of Example 1 described above is used for the imaging optical system of the in-vehicle camera 201. Therefore, an optical image in a very wide range (an angle of view of about 160 °) is formed. Further, the imaging surface of the imaging device is curved concavely toward the object side. The curvature radius of the imaging surface is the same as the curvature radius of the optical image. Therefore, it is possible to acquire a clear image from the center to the periphery while capturing an image of a very wide range.

図18(b)に示すように、車載カメラ201は、自動車200の天井近傍に設けられている。車載カメラ201の作用効果は、既に説明したとおりである。   As shown in FIG. 18B, the in-vehicle camera 201 is provided near the ceiling of the automobile 200. The operational effects of the in-vehicle camera 201 are as already described.

車載カメラ201は、室外であれば、各コーナやヘッド部のポールの頂部に配置しても良い。また、室内であれば、バックミラーの近傍に配置しても良い。   The vehicle-mounted camera 201 may be arranged at the corners or the tops of the poles of the head if it is outdoor. Moreover, if it is indoors, you may arrange | position in the vicinity of a rear-view mirror.

(付記)
なお、これらの実施例から以下の構成の発明が導かれる。
(付記項1−8)
レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の2面のみのレンズとしたときに、
物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の2つのレンズ成分からなり、物体側に凹状に湾曲した撮像面に像を結ぶ結像光学系であって、
以下の条件式(1−4)を満足することを特徴とする結像光学系。
PS×SAG11<0 …(1−4)
ここで、
SAG11は、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面において、前記面の面頂点から、前記結像光学系における最大像高に入射する最周辺の有効光線が前記物体側レンズ成分の最も物体側の面を通過する点までの光軸に沿う方向での距離であり、光線が進む方向を正符号とし、
PSは、前記結像光学系のペッツバール和であり、
ペッツバール和PSは以下の式で表される。

Figure 2017049531
ここで、
iは、前記結像光学系中の各レンズの物体側からの順番、
kは、前記結像光学系中のレンズの総数、
は、i番目のレンズのd線での屈折率、
は、i番目のレンズの焦点距離、
である。
(付記項1−9)
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が少なくとも軸外の有効面内においてメリディオナル方向で物体側に凹形状となる凹形状部分を有する面であることを特徴とする付記項(1−8)に記載の結像光学系。
(付記項1−10)
前記像側レンズ成分の最も像側の面が像側に凸形状の面であることを特徴とする付記項(1−8)又は(1−9)に記載の結像光学系。
(付記項1−11)
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が非球面であることを特徴とする付記項(1−8)から(1−10)のいずれか一項に記載の結像光学系。
(付記項1−12)
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面の非球面は、光軸を含む断面上にて光軸外の有効面内に変曲点を持つ面であることを特徴とする付記項(1−11)に記載の結像光学系。
(付記項2−1)
軸上光束を制限する明るさ絞りを有し、
レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の2面のみのレンズとしたときに、
物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の2つのレンズ成分からなり、物体側に凹状に湾曲した撮像面に像を結ぶ結像光学系であって、
以下の条件式(2−1)を満足することを特徴とする結像光学系。
PS×EXP<−0.7 …(2−1)
ここで、
PSは、前記結像光学系のペッツバール和であり、
ペッツバール和PSは以下の式で表される。
Figure 2017049531
ここで、
iは、結像光学系中の各レンズの物体側からの順番、
kは、結像光学系中のレンズの総数、
は、i番目のレンズのd線での屈折率、
は、i番目のレンズの焦点距離、
EXPは、前記像から前記結像光学系の近軸射出瞳位置までの光軸に沿った距離であり、前記近軸射出瞳位置が前記像よりも物体側にある場合の符号を負とする、
である。
(付記項2−2)
前記明るさ絞りが、前記物体側レンズ成分と前記像側レンズ成分との間に配置され、以下の条件式(2−2)を満足することを特徴とする付記項(2−1)に記載の結像光学系。
1e/TL≦0.65 …(2−2)
ここで、
1eは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面から前記像側レンズ成分の最も像側の面までの光軸上での距離、
TLは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面から前記撮像面までの光軸上での距離、
である。
(付記項2−3)
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が物体側に凹形状の面であることを特徴とする付記項(2−1)又は(2−2)に記載の結像光学系。
(付記項2−4)
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が少なくとも軸外の有効面内においてメリディオナル方向で物体側に凹形状となる凹形状部分を有する面であることを特徴とする付記項(2−1)又は(2−2)に記載の結像光学系。
(付記項2−5)
前記像側レンズ成分の最も像側の面が像側に凸形状の面であることを特徴とする付記項(2−1)から(2−4)のいずれか一項に記載の結像光学系。
(付記項2−6)
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が非球面であることを特徴とする付記項(2−1)から(2−5)のいずれか一項に記載の結像光学系。
(付記項2−7)
付記項(2−1)から(2−6)のいずれか一項に記載の結像光学系と、
前記結像光学系の像側に配置され、物体側に凹状に湾曲した撮像面を持つ撮像部と、
を備えた撮像装置。
(付記項3−1)
軸上光束を制限する明るさ絞りを有し、
レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の2面のみのレンズとしたときに、
物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の2つのレンズ成分からなり、物体側に凹状に湾曲した撮像面に像を結ぶ結像光学系であって、以下の条件式(3−1)を満足することを特徴とする結像光学系。
(EXP/f)/(φ/φ)<−1.3 …(3−1)
ここで、
EXPは、前記像から前記結像光学系の近軸射出瞳位置までの光軸に沿った距離であり、前記近軸射出瞳位置が前記像よりも物体側にある場合の符号を負とし、
fは、前記結像光学系の焦点距離、
φは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面における、最大像高位置への結像に寄与する有効光束が通過する領域の光軸に対して垂直に測ったときの最大直径、
φは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面における、前記結像光学系の軸上光束が通過する領域の光軸に対して垂直に測った最大直径、即ち入射瞳径、
である。
(付記項3−2)
以下の条件式(3−2)を満足することを特徴とする付記項(3−1)に記載の結像光学系。
1e/TL≦0.65 …(3−2)
ここで、
1eは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面から前記像側レンズ成分の最も像側の面までの光軸上での距離、
TLは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面から前記撮像面までの光軸上での距離、
である。
(付記項3−3)
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が物体側に凹形状の面であることを特徴とする付記項(3−1)又は(3−2)に記載の結像光学系。
(付記項3−4)
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が少なくとも軸外の有効面内においてメリディオナル方向で物体側に凹形状となる凹形状部分を有する面であることを特徴とする付記項(3−1)又は(3−2)に記載の結像光学系。
(付記項3−5)
前記像側レンズ成分の最も像側の面が像側に凸形状の面であることを特徴とする付記項(3−1)から(3−4)のいずれか一項に記載の結像光学系。
(付記項3−6)
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が非球面であることを特徴とする付記項(3−1)から(3−5)のいずれか一項に記載の結像光学系。
(付記項3−7)
付記項(3−1)から(3−6)のいずれか一項に記載の結像光学系と、
前記結像光学系の像側に配置され、物体側に凹状に湾曲した撮像面を持つ撮像部と、
を備えた撮像装置。 (Appendix)
In addition, the invention of the following structures is guide | induced from these Examples.
(Appendix 1-8)
When the lens component has only two surfaces, the object side surface and the image side surface, in contact with air in the effective optical path, which is the optical path through which the light flux contributing to image formation passes,
An imaging optical system that consists of two lens components, an object side lens component and an image side lens component, in order from the object side to the image side, and connects an image to an imaging surface that is concavely curved toward the object side,
An imaging optical system characterized by satisfying the following conditional expression (1-4):
PS × SAG 11 <0 (1-4)
here,
The SAG 11 is the most object effective surface of the object side lens component with the most effective light ray incident on the maximum image height in the imaging optical system from the surface apex of the surface on the most object side surface of the object side lens component. It is the distance in the direction along the optical axis to the point passing through the side surface, and the direction in which the light beam travels is a positive sign,
PS is the Petzval sum of the imaging optical system,
Petzval sum PS is expressed by the following equation.
Figure 2017049531
here,
i is the order from the object side of each lens in the imaging optical system,
k is the total number of lenses in the imaging optical system,
n i is the refractive index of the i-th lens at the d-line,
f i is the focal length of the i th lens,
It is.
(Appendix 1-9)
Additional remark (1-8), wherein the most object side surface of the object side lens component is a surface having a concave portion that is concave on the object side in the meridional direction within at least an off-axis effective surface. The imaging optical system described in 1.
(Appendix 1-10)
The imaging optical system according to (1-8) or (1-9), wherein a surface closest to the image side of the image side lens component is a convex surface on the image side.
(Appendix 1-11)
The imaging optical system according to any one of appendices (1-8) to (1-10), wherein the most object-side surface of the object-side lens component is an aspherical surface.
(Appendix 1-12)
The aspherical surface of the most object side surface of the object side lens component is a surface having an inflection point in an effective surface outside the optical axis on a cross section including the optical axis (1- The imaging optical system according to 11).
(Appendix 2-1)
Has an aperture stop that limits the axial luminous flux,
When the lens component has only two surfaces, the object side surface and the image side surface, in contact with air in the effective optical path, which is the optical path through which the light flux contributing to image formation passes,
An imaging optical system that consists of two lens components, an object side lens component and an image side lens component, in order from the object side to the image side, and connects an image to an imaging surface that is concavely curved toward the object side,
An imaging optical system satisfying the following conditional expression (2-1):
PS × EXP <−0.7 (2-1)
here,
PS is the Petzval sum of the imaging optical system,
Petzval sum PS is expressed by the following equation.
Figure 2017049531
here,
i is the order from the object side of each lens in the imaging optical system,
k is the total number of lenses in the imaging optical system,
n i is the refractive index of the i-th lens at the d-line,
f i is the focal length of the i th lens,
EXP is the distance along the optical axis from the image to the paraxial exit pupil position of the imaging optical system, and the sign when the paraxial exit pupil position is on the object side of the image is negative. ,
It is.
(Appendix 2-2)
The brightness stop is disposed between the object-side lens component and the image-side lens component, and satisfies the following conditional expression (2-2): Additional remark (2-1) Imaging optical system.
L 1e /TL≦0.65 (2-2)
here,
L 1e is the distance on the optical axis from the most object side surface of the object side lens component to the most image side surface of the image side lens component;
TL is the distance on the optical axis from the most object-side surface of the object-side lens component to the imaging surface,
It is.
(Appendix 2-3)
The imaging optical system according to (2-1) or (2-2), wherein the most object side surface of the object side lens component is a concave surface on the object side.
(Appendix 2-4)
Additional remark (2-1), wherein the most object-side surface of the object-side lens component is a surface having a concave portion that is concave on the object side in the meridional direction at least in an off-axis effective surface. Or the imaging optical system as described in (2-2).
(Appendix 2-5)
The imaging optics according to any one of items (2-1) to (2-4), wherein the most image-side surface of the image-side lens component is a surface convex toward the image side. system.
(Appendix 2-6)
The imaging optical system according to any one of appendices (2-1) to (2-5), wherein the most object-side surface of the object-side lens component is an aspherical surface.
(Appendix 2-7)
Additional image (2-1) to (2-6) The imaging optical system according to any one of the above,
An imaging unit disposed on the image side of the imaging optical system and having an imaging surface curved concavely on the object side;
An imaging apparatus comprising:
(Appendix 3-1)
Has an aperture stop that limits the axial luminous flux,
When the lens component has only two surfaces, the object side surface and the image side surface, in contact with air in the effective optical path, which is the optical path through which the light flux contributing to image formation passes,
An imaging optical system that includes two lens components, an object side lens component and an image side lens component, in order from the object side to the image side, and connects an image to an imaging surface that is concavely curved toward the object side. An imaging optical system characterized by satisfying (3-1).
(EXP / f) / (φ e / φ 1 ) <− 1.3 (3-1)
here,
EXP is the distance along the optical axis from the image to the paraxial exit pupil position of the imaging optical system, and the sign when the paraxial exit pupil position is on the object side of the image is negative,
f is a focal length of the imaging optical system,
φ e is the maximum diameter when measured perpendicular to the optical axis of the region through which the effective light beam contributing to image formation at the maximum image height position on the most object side surface of the object side lens component passes,
φ 1 is the maximum diameter measured perpendicular to the optical axis of the region through which the on-axis light beam of the imaging optical system passes on the most object-side surface of the object-side lens component, that is, the entrance pupil diameter,
It is.
(Appendix 3-2)
The imaging optical system according to item (3-1), wherein the following conditional expression (3-2) is satisfied.
L 1e /TL≦0.65 (3-2)
here,
L 1e is the distance on the optical axis from the most object side surface of the object side lens component to the most image side surface of the image side lens component;
TL is the distance on the optical axis from the most object-side surface of the object-side lens component to the imaging surface,
It is.
(Additional Item 3-3)
The imaging optical system according to (3-1) or (3-2), wherein the most object side surface of the object side lens component is a concave surface on the object side.
(Appendix 3-4)
Additional remark (3-1), wherein the most object-side surface of the object-side lens component is a surface having a concave portion that is concave on the object side in the meridional direction within at least an off-axis effective surface. Or the imaging optical system as described in (3-2).
(Appendix 3-5)
The imaging optics according to any one of items (3-1) to (3-4), wherein the most image-side surface of the image-side lens component is a surface convex toward the image side. system.
(Appendix 3-6)
The imaging optical system according to any one of appendices (3-1) to (3-5), wherein the most object-side surface of the object-side lens component is an aspherical surface.
(Appendix 3-7)
The imaging optical system according to any one of additional items (3-1) to (3-6);
An imaging unit disposed on the image side of the imaging optical system and having an imaging surface curved concavely on the object side;
An imaging apparatus comprising:

また、上述の各発明は複数を同時に満足することで、小型化、高性能化、広画角化などそれぞれの効果をより確実にでき好ましい。   Further, it is preferable that the above-described inventions satisfy a plurality at the same time, so that the respective effects such as downsizing, high performance, and wide angle of view can be ensured.

以上のように、本発明は、小型でありながら、少ないレンズ成分で、広い範囲を高い解像度で撮像できる撮像装置に有用である。   As described above, the present invention is useful for an imaging apparatus that can capture a wide range with a high resolution with a small number of lens components while being small.

L1、L2、L3、L4 レンズ
S 開口絞り(明るさ絞り)
I 像面
CG 光学部材
光学面
AX 光軸
100 カプセル内視鏡
101 カプセルカバー
102 透明カバー
103 結像光学系
104 照明部
105 撮像素子
106 駆動制御部
107 信号処理部
200 自動車
201 車載カメラ
L1, L2, L3, L4 Lens S Aperture stop (brightness stop)
I Image surface CG Optical member S 1 Optical surface AX Optical axis 100 Capsule endoscope 101 Capsule cover 102 Transparent cover 103 Imaging optical system 104 Illumination unit 105 Imaging element 106 Drive control unit 107 Signal processing unit 200 Automotive 201 Car-mounted camera

Claims (13)

レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の2面のみのレンズとしたときに、
物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の2つのレンズ成分からなる結像光学系と、
前記結像光学系の像側に配置され、物体側に凹状に湾曲した撮像面を持つ撮像部と、
からなる撮像装置であって、
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が少なくとも軸外の有効面内においてメリディオナル方向で物体側に凹形状となる凹形状部分を有する面であり、
前記像側レンズ成分の最も像側の面が曲面であることを特徴とする撮像装置。
When the lens component has only two surfaces, the object side surface and the image side surface, in contact with air in the effective optical path, which is the optical path through which the light flux contributing to image formation passes,
In order from the object side to the image side, an imaging optical system composed of two lens components, an object side lens component and an image side lens component;
An imaging unit disposed on the image side of the imaging optical system and having an imaging surface curved concavely on the object side;
An imaging device comprising:
The most object-side surface of the object-side lens component is a surface having a concave portion that is concave on the object side in the meridional direction within at least an off-axis effective surface;
An image pickup apparatus, wherein the most image side surface of the image side lens component is a curved surface.
前記像側レンズ成分の最も像側の面が像側に凸形状の面であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the most image-side surface of the image-side lens component is a surface convex toward the image side. 前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が非球面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein a most object side surface of the object side lens component is an aspherical surface. 前記物体側レンズ成分の最も物体側の面の非球面は、光軸を含む断面上にて光軸外の有効面内に変曲点を持つ面であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の撮像装置。   The aspherical surface of the object side lens component closest to the object side is a surface having an inflection point in an effective surface outside the optical axis on a cross section including the optical axis. The imaging device according to any one of the above. 以下の条件式(1)を満足することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の撮像装置。
SAG11/f<0 …(1)
ここで、
SAG11は、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面において、前記面の面頂点から、前記結像光学系における最大像高に入射する最周辺の有効光線が前記物体側レンズ成分の最も物体側の面を通過する点までの光軸に沿う方向での距離であり、光線が進む方向を正符号とし、
fは、前記結像光学系の焦点距離、
である。
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the following conditional expression (1) is satisfied.
SAG 11 / f <0 (1)
here,
The SAG 11 is the most object effective surface of the object side lens component with the most effective light ray incident on the maximum image height in the imaging optical system from the surface apex of the surface on the most object side surface of the object side lens component. It is the distance in the direction along the optical axis to the point passing through the side surface, and the direction in which the light beam travels is a positive sign,
f is a focal length of the imaging optical system,
It is.
以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の撮像装置。
0<|R2e/Rimg|≦2.0 …(2)
ここで、
2eは、前記像側レンズ成分の最も像側の面の曲率半径、
imgは、光軸と前記撮像面とが交わる点を面頂点とし、前記面頂点と、前記結像光学系へ半画角60度で入射した光線と前記撮像面とが交わる点と、を含む仮想球面の曲率半径の最小値、
である。
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the following conditional expression (2) is satisfied.
0 <| R 2e / R img | ≦ 2.0 (2)
here,
R 2e is the radius of curvature of the most image-side surface of the image-side lens component,
R img is a point where the optical axis and the imaging surface intersect with each other as a surface vertex, and the surface vertex, and a point where a light beam incident on the imaging optical system at a half angle of view of 60 degrees intersects the imaging surface. The minimum radius of curvature of the phantom sphere, including
It is.
以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の撮像装置。
1e/TL≦0.65 …(3)
ここで、
1eは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面から前記像側レンズ成分の最も像側の面までの光軸上での距離、
TLは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面から前記撮像面までの光軸上での距離、
である。
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the following conditional expression (3) is satisfied.
L 1e /TL≦0.65 (3)
here,
L 1e is the distance on the optical axis from the most object side surface of the object side lens component to the most image side surface of the image side lens component;
TL is the distance on the optical axis from the most object-side surface of the object-side lens component to the imaging surface,
It is.
前記結像光学系は、レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の2面のみのレンズとしたときに、
物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の2つのレンズ成分からなり、物体側に凹状に湾曲した撮像面に像を結ぶ結像光学系であって、
以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の撮像装置。
PS×SAG11<0 …(4)
ここで、
SAG11は、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面において、前記面の面頂点から、前記結像光学系における最大像高に入射する最周辺の有効光線が前記物体側レンズ成分の最も物体側の面を通過する点までの光軸に沿う方向での距離であり、光線が進む方向を正符号とし、
PSは、前記結像光学系のペッツバール和であり、
ペッツバール和PSは以下の式で表される。
Figure 2017049531
ここで、
iは、前記結像光学系中の各レンズの物体側からの順番、
kは、前記結像光学系中のレンズの総数、
は、i番目のレンズのd線での屈折率、
は、i番目のレンズの焦点距離、
である。
When the imaging optical system is a lens having only two surfaces, an object side surface and an image side surface, in contact with air in an effective optical path through which a light beam contributing to imaging passes through a lens component,
An imaging optical system that consists of two lens components, an object side lens component and an image side lens component, in order from the object side to the image side, and connects an image to an imaging surface that is concavely curved toward the object side,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the following conditional expression (4) is satisfied.
PS × SAG 11 <0 (4)
here,
The SAG 11 is the most object effective surface of the object side lens component with the most effective light ray incident on the maximum image height in the imaging optical system from the surface apex of the surface on the most object side surface of the object side lens component. It is the distance in the direction along the optical axis to the point passing through the side surface, and the direction in which the light beam travels is a positive sign,
PS is the Petzval sum of the imaging optical system,
Petzval sum PS is expressed by the following equation.
Figure 2017049531
here,
i is the order from the object side of each lens in the imaging optical system,
k is the total number of lenses in the imaging optical system,
n i is the refractive index of the i-th lens at the d-line,
f i is the focal length of the i th lens,
It is.
軸上光束を制限する明るさ絞りを有し、
以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の撮像装置。
PS×EXP<−0.7 …(5)
ここで、
PSは、前記結像光学系のペッツバール和であり、
ペッツバール和PSは以下の式で表される。
Figure 2017049531
ここで、
iは、結像光学系中の各レンズの物体側からの順番、
kは、結像光学系中のレンズの総数、
は、i番目のレンズのd線での屈折率、
は、i番目のレンズの焦点距離、
EXPは、前記像から前記結像光学系の近軸射出瞳位置までの光軸に沿った距離であり、前記近軸射出瞳位置が前記像よりも物体側にある場合の符号を負とする、
である。
Has an aperture stop that limits the axial luminous flux,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the following conditional expression (5) is satisfied.
PS × EXP <−0.7 (5)
here,
PS is the Petzval sum of the imaging optical system,
Petzval sum PS is expressed by the following equation.
Figure 2017049531
here,
i is the order from the object side of each lens in the imaging optical system,
k is the total number of lenses in the imaging optical system,
n i is the refractive index of the i-th lens at the d-line,
f i is the focal length of the i th lens,
EXP is the distance along the optical axis from the image to the paraxial exit pupil position of the imaging optical system, and the sign when the paraxial exit pupil position is on the object side of the image is negative. ,
It is.
前記明るさ絞りが、前記物体側レンズ成分と前記像側レンズ成分との間に配置されていることを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 9, wherein the brightness stop is disposed between the object side lens component and the image side lens component. 軸上光束を制限する明るさ絞りを有し、
以下の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の撮像装置。
(EXP/f)/(φ/φ)<−1.3 …(6)
ここで、
EXPは、前記像から前記結像光学系の近軸射出瞳位置までの光軸に沿った距離であり、前記近軸射出瞳位置が前記像よりも物体側にある場合の符号を負とし、
fは、前記結像光学系の焦点距離、
φは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面における、最大像高位置への結像に寄与する有効光束が通過する領域の光軸に対して垂直に測ったときの最大直径、
φは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面における、前記結像光学系の軸上光束が通過する領域の光軸に対して垂直に測った最大直径、
である。
Has an aperture stop that limits the axial luminous flux,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the following conditional expression (6) is satisfied.
(EXP / f) / (φ e / φ 1 ) <− 1.3 (6)
here,
EXP is the distance along the optical axis from the image to the paraxial exit pupil position of the imaging optical system, and the sign when the paraxial exit pupil position is on the object side of the image is negative,
f is a focal length of the imaging optical system,
φ e is the maximum diameter when measured perpendicular to the optical axis of the region through which the effective light beam contributing to image formation at the maximum image height position on the most object side surface of the object side lens component passes,
φ 1 is the maximum diameter measured perpendicularly to the optical axis of the region through which the axial light beam of the imaging optical system passes on the most object-side surface of the object-side lens component,
It is.
照明部と、
前記結像光学系と前記照明部の双方の前面を同時に覆う透明カバーと、を有することを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の撮像装置。
An illumination unit;
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising a transparent cover that simultaneously covers front surfaces of both the imaging optical system and the illumination unit.
前記撮像装置をカプセル内視鏡として構成したことを特徴とする請求項12に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 12, wherein the imaging apparatus is configured as a capsule endoscope.
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