JP2019213083A - Imaging optical system, imaging apparatus, and imaging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像光学系、当該撮像光学系を有する撮像装置及び撮像システムに関する。 The present invention relates to an imaging optical system, an imaging apparatus having the imaging optical system, and an imaging system.
カメラ等に代表される、レンズユニットを使用した撮像装置などの光学装置において、レンズの大型化と、撮像装置自体の小型化という相反する2つの要素が求められている(例えば特許文献1、2等参照)。 In an optical device such as an imaging device using a lens unit represented by a camera or the like, two contradictory elements are demanded: an increase in the size of the lens and a reduction in the size of the imaging device itself (for example, Patent Documents 1 and 2). Etc.).
このような撮像装置に用いられる撮像光学系には、一般に光を取り込む範囲である光学有効径が定められており、撮像素子と撮像光学系の設計仕様によって、撮像光学系に必要とされるレンズの径が決められることが多い。
しかしながら、一般的なレンズは円形であり、撮像素子は矩形であることが多いために、十分な小型化を行うことが難しいという問題が生じていた。
An imaging optical system used in such an imaging apparatus generally has an effective optical diameter that is a range in which light is captured, and a lens required for the imaging optical system depending on the design specifications of the imaging element and the imaging optical system. The diameter is often determined.
However, since a general lens is circular and an image pickup element is often rectangular, there is a problem that it is difficult to sufficiently reduce the size.
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、小型化かつ大口径化を行うことができる新規な撮像光学系の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a novel imaging optical system that can be downsized and enlarged.
上述した課題を解決するため、本発明にかかる撮像光学系は、物体からの光を透過して撮像面に結像させるための撮像光学系であって、少なくとも1つのレンズを有し、前記レンズは、前記光が透過する領域のうち、当該レンズの光学有効径外を除去されたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an imaging optical system according to the present invention is an imaging optical system for transmitting light from an object to form an image on an imaging surface, and has at least one lens, and the lens Is characterized in that the outside of the effective optical diameter of the lens is removed from the light transmitting region.
本発明によれば、撮像光学系の小型化かつ大口径化を行うことができる。 According to the present invention, the imaging optical system can be reduced in size and increased in diameter.
本発明の実施形態として、撮像装置の構成の一例を図1に示す。
本発明の撮像装置たるカメラ100は、被写体たる対象物Pからの光を透過して撮像面Qに結像させるための撮像光学系たるレンズ系10と、レンズ系10を構成する複数のレンズ11と、撮像面Qに到達した光を受光する受光素子たる撮像素子20と、を有している。
As an embodiment of the present invention, an example of the configuration of an imaging apparatus is shown in FIG.
A
カメラ100はまた、視野を確認するためのファインダー101と、ミラー102からファインダー101へと光を偏向させるプリズムたる偏向素子104と、露光時間を調整するシャッター105と、これらの部材を制御するための制御部9とを有している。
レンズ系10以外の上述の構成は一般的な一眼レフカメラと同等であって良いが、ファインダー101とミラー102とを外し、変わりに液晶モニタを備えた所謂ミラーレス一眼の構成であっても良い。
The
The above-described configuration other than the
このようなカメラ100において、レンズ系10を通過した光が、シャッター105を通過して、撮像素子20において結像することで、画像を撮影することができる。
かかるカメラ100においては、レンズ系10に入射する光Lは、図2におけるZ軸負方向に向かって進行する。すなわち、入射光は、物体側であるレンズ系10のZ軸方向下流側から入射し、シャッター105を通過して像面側たるZ軸方向上流側へと出射する。
以下、光Lの進行方向についてZ軸方向下流側を「物体側」、Z軸方向上流側を「像面側」との呼称を適宜用いる。
In such a
In such a
Hereinafter, with respect to the traveling direction of the light L, the term “object side” is used as the downstream side in the Z-axis direction, and the term “image surface side” is used as the upstream side in the Z-axis direction.
さて一方、従来例として図3に示す撮像装置200のレンズ系30においては、レンズ31は全て円形のレンズである。
このような円形のレンズ31を用いる場合には、撮像素子20の受光部分のサイズに合わせて、図4に模式的に示すように、レンズ31の直径Rが少なくとも撮像素子20の対角線の長さDよりも大きいことが求められる。
例えば、一般的には撮像素子20は縦横および対角の比がH:V:D=16:9:18.4であるから、直径R=18.4とすれば短手方向(図4でいう縦方向V)には、上下両側合わせて約9.4だけ不要部分が生じてしまうこととなる。
ここで、レンズ31のうち、透過した光が撮像素子20に到達する部分を「光学有効範囲33」または「光学有効径内」と表現すると、不要部分を透過した光については、撮像素子20まで到達せず、撮像装置200の内部の何処かで拡散・吸収されることとなる。
かかる不要部分を、「光学有効径外」として、削除可能領域32として示す。なお、上述の数字は何れも比であり、具体的な数値については各レンズや撮像素子の設計による。また、本発明の実施形態はかかる比に限定されるものではなく、任意の形状あるいはサイズの撮像装置に用いて良い。
On the other hand, in the lens system 30 of the imaging apparatus 200 shown in FIG. 3 as a conventional example, all the lenses 31 are circular lenses.
When such a circular lens 31 is used, the diameter R of the lens 31 is at least the length of the diagonal line of the
For example, in general, the
Here, when the portion of the lens 31 where the transmitted light reaches the
Such an unnecessary portion is indicated as “
さて、本実施形態においても同様に、図5において破線で示したような仮想的な円形のレンズ11’の直径Rのうち、光Lが入射して撮像素子20まで到達する部分を、「光学有効範囲13」あるいは「光学有効径内」と表現し、不要部分を光学有効範囲外として、削除可能領域12として示す。
なお、本発明におけるレンズ11は、仮想的な円形のレンズ11’から、削除可能領域12のうち少なくとも一部を切り取った形状である。本実施形態では、レンズ11は、かかる削除可能領域12のうち、上下方向たるY方向の一部と、左右方向たるX方向の一部とが除去され、図2に示すようにZ方向から見たときに略矩形の形状となっていることを特徴とする。ここでいう『除去』とは切り取る、あるいは削り取るなどの加工によってレンズ11の一部を取り去り、形状を変化させることを意味する。
または、レンズ11の成型時において型等を用いて押圧により除去された状態で成形されるとしても良い。
Similarly, in the present embodiment, the portion of the diameter R of the virtual
The
Alternatively, the
すなわち本実施形態において、レンズ11は、「光が透過する領域のうち、当該レンズの光学有効径外を除去された」構成を備えるものである。
かかる構成により、撮像光学系の小型化かつ大口径化を行うことができる。
That is, in the present embodiment, the
With this configuration, the imaging optical system can be reduced in size and increased in diameter.
さて、この点についてさらに説明する。
本実施形態におけるレンズ系10は、複数のレンズ11を有し、そのそれぞれのレンズ11において、上述したように「光が透過する領域のうち、当該レンズの光学有効径外を除去された」構成を備える。
そのため、図5に示すように、レンズ11を透過する光の大部分が撮像素子20へと到達することとなり、光量を落とすことなくレンズ11の小型化を行うことができる。
さらに、このように各レンズ11の削除可能領域12を除去することで、カメラ100の軽量化にも寄与する。
Now, this point will be further described.
The
Therefore, as shown in FIG. 5, most of the light transmitted through the
Further, by removing the
また本実施形態では、レンズ11のZ方向から見たときの形状は、撮像素子20の形状と相似である。
かかる構成により、レンズ11を透過した光のうち撮像素子20へと到達して撮像面に像を結んだ光の割合が上昇するから、光の利用率が向上して、小型化しながらもより明るいレンズ系10を提供できる。
In this embodiment, the shape of the
With this configuration, the ratio of the light that has passed through the
また本実施形態では、レンズ11は、光学有効範囲13のうち、少なくとも撮像素子20の短手方向に対応するY方向を除去された形状である。かかる構成により、より不要部分の多い方向について除去されて、小型化を行うとともに大口径化をも行うことができる。
In the present embodiment, the
なお、かかる構成に限定されるものではなく、例えば図6、7に示すように、レンズ11の除去される部分は、削除可能領域12の内の一部であっても良い。具体的には、撮像素子20の短手方向に対応する方向であるY方向側のみを除去した図6や、同じく長手方向に対応する方向であるX方向側のみを除去した図7のような構成であっても良い。かかる除去形状は、所謂Iカットと呼ばれる形状である。
Note that the present invention is not limited to such a configuration. For example, as shown in FIGS. Specifically, as shown in FIG. 6 in which only the Y direction side corresponding to the short direction of the
あるいは、図8に示すように、レンズ11は、削除可能領域12のうち、撮像素子20の長手方向に対応するX方向を除去された形状であるとしても良い。
かかる構成によれば、より小型化を図ることができる。
Alternatively, as illustrated in FIG. 8, the
According to this configuration, it is possible to further reduce the size.
さて、このような構成のカメラ100を用いた撮像システムの一例として、車載カメラ300について説明する。
車載カメラ300は、図9〜11に示すようにカメラ100を内部に備え、車両301の運転席前方に取り付けられている。
このとき、カメラ100のY方向側には、車両301の構造体としてのフロントガラス302が設置されている。
すなわち、車載カメラ300は、車両301の天井部分近傍に上から取り付けられている。
かかる構成とすることにより、カメラ100の除去された部分だけ、車載カメラ300を上側に寄せて配置することが可能となるので、省スペース化を行うことができるとともに、軽量化を行うことができる。
Now, an in-
As shown in FIGS. 9 to 11, the in-
At this time, a
That is, the in-
With this configuration, the in-
また、このように車両301の上部に取り付けるタイプの車載カメラのみならず、図12に示すように、カメラ100は車両301のサイドミラー303に取り付けられるサイドミラー用のカメラであっても良い。
なお、カメラ100をサイドミラー用のカメラとして用いる場合には、サイドミラー303の車幅方向(±X方向)端部に取り付けられることが望ましい。すなわち、かかる実施例ではサイドミラー303が「構造体」となるため、レンズ11は、図7に示したように、X方向側のみを除去されることがより好ましい。
In addition to the in-vehicle camera of the type attached to the upper portion of the
In addition, when using the
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and the present invention described in the claims is not specifically limited by the above description. Various modifications and changes are possible within the scope of the above.
例えば、本実施形態ではカメラとしているが、その他の撮像装置であってもよい。 For example, although a camera is used in the present embodiment, other imaging devices may be used.
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。 The effects described in the embodiments of the present invention are only the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.
10…撮像光学系(レンズ系)
11…レンズ
12…光学有効径外(削除可能領域)
13…光学有効径内
100…撮像装置(カメラ)
300…撮像システム(車載カメラ)
10 ... Imaging optical system (lens system)
11 ...
13: Within optical
300 ... Imaging system (vehicle camera)
Claims (5)
少なくとも1つのレンズを有し、
前記レンズは、前記光が透過する領域のうち、当該レンズの光学有効径外を除去されたことを特徴とする撮像光学系。 An imaging optical system for transmitting light from an object to form an image on an imaging surface,
Having at least one lens;
The imaging optical system, wherein the lens is removed from the optically effective diameter of the lens in a region where the light is transmitted.
前記レンズの形状は、前記撮像素子の形状と相似であることを特徴とする撮像装置。 The imaging optical system according to claim 1, and an imaging device disposed on the imaging surface,
The shape of the said lens is similar to the shape of the said image pick-up element, The imaging device characterized by the above-mentioned.
前記レンズは、前記光学有効径外のうち、前記撮像素子の短手方向に対応する方向を除去された形状であることを特徴とする撮像装置。 The imaging optical system according to claim 1, and an imaging device disposed on the imaging surface,
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the lens has a shape in which a direction corresponding to a short direction of the image pickup device is removed from the outside of the optical effective diameter.
前記レンズは、前記光学有効径外のうち、前記撮像素子の長手方向に対応する方向を除去された形状であることを特徴とする撮像装置。 The imaging optical system according to claim 1, and an imaging device disposed on the imaging surface,
2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the lens has a shape in which a direction corresponding to a longitudinal direction of the imaging element is removed from the outside of the optical effective diameter.
前記構造体は、前記レンズの前記除去された側に設置されることを特徴とする撮像システム。 An imaging system for attaching the imaging optical system according to claim 1 or the imaging device according to any one of claims 2 to 4 to a structure,
The imaging system according to claim 1, wherein the structure is installed on the removed side of the lens.
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JP2011166706A (en) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Sharp Corp | In-vehicle photographing and recording apparatus |
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