JP3409248B2 - 広角レンズ - Google Patents
広角レンズInfo
- Publication number
- JP3409248B2 JP3409248B2 JP33482198A JP33482198A JP3409248B2 JP 3409248 B2 JP3409248 B2 JP 3409248B2 JP 33482198 A JP33482198 A JP 33482198A JP 33482198 A JP33482198 A JP 33482198A JP 3409248 B2 JP3409248 B2 JP 3409248B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- biconvex
- meniscus
- biconvex lens
- diaphragm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Lenses (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として監視用や
通信用の画像を得るためのカメラに適用される広角レン
ズに関するものである。
通信用の画像を得るためのカメラに適用される広角レン
ズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近では、たとえば来客を撮像するテレ
ビカメラをドアホンに設けたり、屋内外に監視カメラを
設けて侵入者を監視したりする監視用のカメラ、あるい
はまた、テレビ電話のように通話者をテレビカメラによ
り撮像して相手側に映像を伝送する通信用のカメラが普
及してきている。この種のカメラでは、比較的近距離の
物体を撮像する必要があり、また被写界深度を深くする
必要があり、しかも解像力とともに広い撮像範囲が要求
されるから、撮像素子の前方には広角レンズが配置され
る。さらに、夜間での使用を考慮するとＦナンバーが小
さい明るいレンズが要求され、かつまた中心部と周辺部
との画質や光量の差が小さいレンズが要求される。
ビカメラをドアホンに設けたり、屋内外に監視カメラを
設けて侵入者を監視したりする監視用のカメラ、あるい
はまた、テレビ電話のように通話者をテレビカメラによ
り撮像して相手側に映像を伝送する通信用のカメラが普
及してきている。この種のカメラでは、比較的近距離の
物体を撮像する必要があり、また被写界深度を深くする
必要があり、しかも解像力とともに広い撮像範囲が要求
されるから、撮像素子の前方には広角レンズが配置され
る。さらに、夜間での使用を考慮するとＦナンバーが小
さい明るいレンズが要求され、かつまた中心部と周辺部
との画質や光量の差が小さいレンズが要求される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なレンズは単レンズでは実現が難しく複合レンズを用い
ることになるが、小型かつ安価に作成するには、組み合
わせるレンズの枚数を極力少なくすることが必要であ
る。玄関付近の監視カメラなどに用いられているレンズ
は、現状では２枚組のレンズであって、Ｆナンバーも比
較的小さいものではあるが、中心部に比較して周辺部が
暗く解像力も低いものであるから、周辺部の視認性が悪
いという問題を有している。また、Ｆナンバーを維持し
たままで視認性を改善しようとすると、レンズの枚数を
３枚以上に増やすことが必要になり、コストが増加し、
かつレンズが全体として大型化するという問題が生じ
る。
なレンズは単レンズでは実現が難しく複合レンズを用い
ることになるが、小型かつ安価に作成するには、組み合
わせるレンズの枚数を極力少なくすることが必要であ
る。玄関付近の監視カメラなどに用いられているレンズ
は、現状では２枚組のレンズであって、Ｆナンバーも比
較的小さいものではあるが、中心部に比較して周辺部が
暗く解像力も低いものであるから、周辺部の視認性が悪
いという問題を有している。また、Ｆナンバーを維持し
たままで視認性を改善しようとすると、レンズの枚数を
３枚以上に増やすことが必要になり、コストが増加し、
かつレンズが全体として大型化するという問題が生じ
る。
【０００４】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、２枚組の複合レンズを用いながら
も、解像力、Ｆナンバーなどの光学的諸特性に優れた広
角レンズを提供することにある。
あり、その目的は、２枚組の複合レンズを用いながら
も、解像力、Ｆナンバーなどの光学的諸特性に優れた広
角レンズを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、物体
側から像側に向かって、屈折力が負であるメニスカスレ
ンズと、屈折力が正である両凸レンズとがこの順に配置
され、前記両凸レンズにおける各レンズ面の間にメニス
カスレンズ側のレンズ面よりも開口径の小さい絞りが形
成され、前記両凸レンズにおいて前記絞りの開口径と像
側のレンズ面の開口径とを等しくしたものである。この
構成によれば、両凸レンズの両レンズ面間に絞りを設け
ていることによって、光軸近傍を通過する光線束と周辺
部分を通過する光線束とをバランスよく絞ることが可能
になり、レンズの全面に亘って解像力が高くなるととも
に、中心部と周辺部との明るさの差を大幅に低減させる
ことが可能になる。しかも、２枚組のレンズ構成である
から、比較的安価かつ小型に作成することが可能であ
る。
側から像側に向かって、屈折力が負であるメニスカスレ
ンズと、屈折力が正である両凸レンズとがこの順に配置
され、前記両凸レンズにおける各レンズ面の間にメニス
カスレンズ側のレンズ面よりも開口径の小さい絞りが形
成され、前記両凸レンズにおいて前記絞りの開口径と像
側のレンズ面の開口径とを等しくしたものである。この
構成によれば、両凸レンズの両レンズ面間に絞りを設け
ていることによって、光軸近傍を通過する光線束と周辺
部分を通過する光線束とをバランスよく絞ることが可能
になり、レンズの全面に亘って解像力が高くなるととも
に、中心部と周辺部との明るさの差を大幅に低減させる
ことが可能になる。しかも、２枚組のレンズ構成である
から、比較的安価かつ小型に作成することが可能であ
る。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記両凸レンズの前記絞りと像側のレンズ面との間
の外径寸法を、前記絞りと物体側のレンズ面との間の外
径寸法よりも小さくかつ一定としたものである。
て、前記両凸レンズの前記絞りと像側のレンズ面との間
の外径寸法を、前記絞りと物体側のレンズ面との間の外
径寸法よりも小さくかつ一定としたものである。
【０００７】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記両凸レンズの前記絞りと像側のレンズ面との間
には前記両凸レンズの光軸回りの全周に亘って環状かつ
一体に遮光部材が形成されているものである。
て、前記両凸レンズの前記絞りと像側のレンズ面との間
には前記両凸レンズの光軸回りの全周に亘って環状かつ
一体に遮光部材が形成されているものである。
【０００８】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３の発明において、前記メニスカスレンズおよび前記両
凸レンズの各レンズ面の形状を２次曲面に補正項を加算
した形の非球面式によって表すときに、 ｎ＝１．４９２ Ｒ１／ｆ＝４．５４６２ Ｒ２／ｆ＝０．３９６８ Ｒ３／ｆ＝２．３９３１ Ｒ５／ｆ＝−０．６３７７ Ｋ１＝２．３７６ Ｋ２＝−０．８２２２４９ Ｋ３＝−０．９４３３２７ Ｋ５＝−１．５４４２４ Ｄ１／ｆ＝０．４０５７ Ｄ２／ｆ＝０．６２９０ Ｄ３／ｆ＝０．５３８２ Ｄ４／ｆ＝０．６７８７ φ４／ｆ≧０．７１８７ φ４＜φ３ ただし、 ｆ：メニスカスレンズと両凸レンズとの合成焦点距離 ｎ：メニスカスレンズと両凸レンズとを形成する材料の
屈折率 Ｒ１：メニスカスレンズの物体側のレンズ面の頂点の曲
率半径 Ｒ２：メニスカスレンズの両凸レンズ側のレンズ面の頂
点の曲率半径 Ｒ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面の頂
点の曲率半径 Ｒ５：両凸レンズの像側のレンズ面の頂点の曲率半径 Ｋ１：メニスカスレンズの物体側のレンズ面の２次曲面
パラメータ Ｋ２：メニスカスレンズの両凸レンズ側のレンズ面の２
次曲面パラメータ Ｋ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面の２
次曲面パラメータ Ｋ５：両凸レンズの像側のレンズ面の２次曲面パラメー
タ Ｄ１：メニスカスレンズの両レンズ面間の距離 Ｄ２：メニスカスレンズと両凸レンズとの対向するレン
ズ面間の距離 Ｄ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面と絞
りとの間の距離 Ｄ４：両凸レンズの絞りと像側のレンズ面との間の距離 φ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面側の
開口径 φ４：絞りの開口径 という条件を満たすことを特徴とするものである。この
構成はメニスカスレンズおよび両凸レンズの材料として
アクリルを選択したときの最適値を与える。
３の発明において、前記メニスカスレンズおよび前記両
凸レンズの各レンズ面の形状を２次曲面に補正項を加算
した形の非球面式によって表すときに、 ｎ＝１．４９２ Ｒ１／ｆ＝４．５４６２ Ｒ２／ｆ＝０．３９６８ Ｒ３／ｆ＝２．３９３１ Ｒ５／ｆ＝−０．６３７７ Ｋ１＝２．３７６ Ｋ２＝−０．８２２２４９ Ｋ３＝−０．９４３３２７ Ｋ５＝−１．５４４２４ Ｄ１／ｆ＝０．４０５７ Ｄ２／ｆ＝０．６２９０ Ｄ３／ｆ＝０．５３８２ Ｄ４／ｆ＝０．６７８７ φ４／ｆ≧０．７１８７ φ４＜φ３ ただし、 ｆ：メニスカスレンズと両凸レンズとの合成焦点距離 ｎ：メニスカスレンズと両凸レンズとを形成する材料の
屈折率 Ｒ１：メニスカスレンズの物体側のレンズ面の頂点の曲
率半径 Ｒ２：メニスカスレンズの両凸レンズ側のレンズ面の頂
点の曲率半径 Ｒ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面の頂
点の曲率半径 Ｒ５：両凸レンズの像側のレンズ面の頂点の曲率半径 Ｋ１：メニスカスレンズの物体側のレンズ面の２次曲面
パラメータ Ｋ２：メニスカスレンズの両凸レンズ側のレンズ面の２
次曲面パラメータ Ｋ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面の２
次曲面パラメータ Ｋ５：両凸レンズの像側のレンズ面の２次曲面パラメー
タ Ｄ１：メニスカスレンズの両レンズ面間の距離 Ｄ２：メニスカスレンズと両凸レンズとの対向するレン
ズ面間の距離 Ｄ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面と絞
りとの間の距離 Ｄ４：両凸レンズの絞りと像側のレンズ面との間の距離 φ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面側の
開口径 φ４：絞りの開口径 という条件を満たすことを特徴とするものである。この
構成はメニスカスレンズおよび両凸レンズの材料として
アクリルを選択したときの最適値を与える。
【０００９】
【発明の実施の形態】（基本構成） 図１は本発明の基本構成を示し
、メニスカスレンズ１と
両凸レンズ２との２枚組の複合レンズからなる広角レン
ズにより形成される像を撮像素子３により撮像する例を
示す。また、広角レンズと撮像素子３との間には平板状
の保護板４が配置される。メニスカスレンズ１は屈折力
が負である発散レンズとなり、両凸レンズ２は屈折力が
正である収束レンズとなるように構成される。メニスカ
スレンズ１と両凸レンズ２とは一つの光軸ＡＸ上に配置
される。
両凸レンズ２との２枚組の複合レンズからなる広角レン
ズにより形成される像を撮像素子３により撮像する例を
示す。また、広角レンズと撮像素子３との間には平板状
の保護板４が配置される。メニスカスレンズ１は屈折力
が負である発散レンズとなり、両凸レンズ２は屈折力が
正である収束レンズとなるように構成される。メニスカ
スレンズ１と両凸レンズ２とは一つの光軸ＡＸ上に配置
される。
【００１０】さらに詳しく説明する。メニスカスレンズ
１の物体側のレンズ面１ａは物体側に凸となる凸曲面で
あり、両凸レンズ２側のレンズ面１ｂは物体側に凸とな
る凹曲面になっている。両凸レンズ２はメニスカスレン
ズ１側のレンズ面２ａと撮像素子３側のレンズ面２ｂと
の間に絞り５が形成されている。すなわち、光軸ＡＸに
沿った両凸レンズ２の中間部の外周面には、光軸ＡＸを
含む断面がＶ溝状となった溝部２ｃが光軸ＡＸ回りの全
周に亘って形成され、溝部２ｃに囲まれる部位は両レン
ズ面２ａ，２ｂよりも開口径が小さくなっており、した
がって絞り５として機能することになる。
１の物体側のレンズ面１ａは物体側に凸となる凸曲面で
あり、両凸レンズ２側のレンズ面１ｂは物体側に凸とな
る凹曲面になっている。両凸レンズ２はメニスカスレン
ズ１側のレンズ面２ａと撮像素子３側のレンズ面２ｂと
の間に絞り５が形成されている。すなわち、光軸ＡＸに
沿った両凸レンズ２の中間部の外周面には、光軸ＡＸを
含む断面がＶ溝状となった溝部２ｃが光軸ＡＸ回りの全
周に亘って形成され、溝部２ｃに囲まれる部位は両レン
ズ面２ａ，２ｂよりも開口径が小さくなっており、した
がって絞り５として機能することになる。
【００１１】一例としてメニスカスレンズ１と両凸レン
ズ２とを組み合わせたＦナンバーが２．８である広角レ
ンズの設計値を示す。なお、各レンズ面１ａ，１ｂ，２
ａ，２ｂは以下に示す非球面式で表すものとする。この
非球面式は、２次曲面に補正項を加算した形になってい
る。すなわち、光軸ＡＸに直交する一つの平面であって
目的とする非球面に接する平面をｘｙ平面とするととも
に、この平面と光軸との交点を原点とし、ｘｙ平面から
の距離をｚとして、各レンズ面１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ
の形状を次式で表すことができる。 ｚ＝ｃρ２ ／｛１＋ＳＱＲＴ（１−Ｋｃ２ρ２）｝＋
補正項 ただし、補正項＝Ａ４・ρ４＋Ａ６・ρ６＋Ａ８・ρ８
＋Ａ１０・ρ１０ ｃ：レンズ面と光軸との交点の曲率 ρ＝ＳＱＲＴ（ｘ２＋ｙ２）：光軸からの距離 Ｋ：２次曲面パラメータ（＝１＋円錐係数） 関数ＳＱＲＴ（ｘ）はｘの平方根を表す。補正項は本基
本構成では４項の多項式としているが、項数はさらに多
くてもよい。
ズ２とを組み合わせたＦナンバーが２．８である広角レ
ンズの設計値を示す。なお、各レンズ面１ａ，１ｂ，２
ａ，２ｂは以下に示す非球面式で表すものとする。この
非球面式は、２次曲面に補正項を加算した形になってい
る。すなわち、光軸ＡＸに直交する一つの平面であって
目的とする非球面に接する平面をｘｙ平面とするととも
に、この平面と光軸との交点を原点とし、ｘｙ平面から
の距離をｚとして、各レンズ面１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ
の形状を次式で表すことができる。 ｚ＝ｃρ２ ／｛１＋ＳＱＲＴ（１−Ｋｃ２ρ２）｝＋
補正項 ただし、補正項＝Ａ４・ρ４＋Ａ６・ρ６＋Ａ８・ρ８
＋Ａ１０・ρ１０ ｃ：レンズ面と光軸との交点の曲率 ρ＝ＳＱＲＴ（ｘ２＋ｙ２）：光軸からの距離 Ｋ：２次曲面パラメータ（＝１＋円錐係数） 関数ＳＱＲＴ（ｘ）はｘの平方根を表す。補正項は本基
本構成では４項の多項式としているが、項数はさらに多
くてもよい。
【００１２】しかして、メニスカスレンズ１および両凸
レンズ２の材料として屈折率が１．４９２のアクリルを
用い、保護板４の材料として屈折率が１．５１７のＢＫ
７（ホウケイ酸クラウンガラス）を用いるものとし、メ
ニスカスレンズ１と両凸レンズ２との合成焦点距離を
１．３２６ｍｍに設定するとすれば、各パラメータを表
１のように設定することができる。
レンズ２の材料として屈折率が１．４９２のアクリルを
用い、保護板４の材料として屈折率が１．５１７のＢＫ
７（ホウケイ酸クラウンガラス）を用いるものとし、メ
ニスカスレンズ１と両凸レンズ２との合成焦点距離を
１．３２６ｍｍに設定するとすれば、各パラメータを表
１のように設定することができる。
【００１３】
【表１】
【００１４】部位１〜８は、それぞれレンズ面１ａ
（１）、レンズ面１ｂ（２）、レンズ面２ａ（３）、絞
り（４）、レンズ面２ｂ（５）、保護板４における両凸
レンズ２の対向面（６）、保護板４における撮像素子３
との対向面（７）、撮像素子３（８）を示す。さらに、
各レンズ面１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの２次曲面パラメー
タＫおよび補正項の係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０はそ
れぞれ以下のように設定される。K=2.376 A4=−7.
6088−５ A6=−5.3894−５ A8=−9.1817−６ A10=−
5.0528−６ K=−0.822249 A4=−0.112636 A6=−1.25504 A8=−0.2
655 A10=−5.5747−３ K=−0.943327 A4=−0.0136578 A6=−0.579181 A8=−0.1
5522 A10=−5.7183−３ K=−1.54424 A4=−0.0177209 A6=−0.395792 A8=−0.4
38498 A10=0.0433701 図１の構成について、上述のように各種定数を設定した
場合の光学特性を図２〜図４に示す。図２はスポットダ
イヤグラム、図３は横収差図、図４はＭＴＦ（modulati
on transfer function）である。各図における１．０
０、０．７２、０．４８、０．００などの数値は、結像
面における光軸ＡＸからの相対距離を示し、５０．００
°、４０．７０°、３０．００°、０．０００°は結像
位置への光線が光軸ＡＸとなす角度である。また、ＭＴ
ＦにおけるＴ，Ｒはタンジェンシャルのチャート、ラジ
アルのチャートを意味する。
（１）、レンズ面１ｂ（２）、レンズ面２ａ（３）、絞
り（４）、レンズ面２ｂ（５）、保護板４における両凸
レンズ２の対向面（６）、保護板４における撮像素子３
との対向面（７）、撮像素子３（８）を示す。さらに、
各レンズ面１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの２次曲面パラメー
タＫおよび補正項の係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０はそ
れぞれ以下のように設定される。K=2.376 A4=−7.
6088−５ A6=−5.3894−５ A8=−9.1817−６ A10=−
5.0528−６ K=−0.822249 A4=−0.112636 A6=−1.25504 A8=−0.2
655 A10=−5.5747−３ K=−0.943327 A4=−0.0136578 A6=−0.579181 A8=−0.1
5522 A10=−5.7183−３ K=−1.54424 A4=−0.0177209 A6=−0.395792 A8=−0.4
38498 A10=0.0433701 図１の構成について、上述のように各種定数を設定した
場合の光学特性を図２〜図４に示す。図２はスポットダ
イヤグラム、図３は横収差図、図４はＭＴＦ（modulati
on transfer function）である。各図における１．０
０、０．７２、０．４８、０．００などの数値は、結像
面における光軸ＡＸからの相対距離を示し、５０．００
°、４０．７０°、３０．００°、０．０００°は結像
位置への光線が光軸ＡＸとなす角度である。また、ＭＴ
ＦにおけるＴ，Ｒはタンジェンシャルのチャート、ラジ
アルのチャートを意味する。
【００１５】上述の基本構成の光学特性の良否の程度を
示すために、両凸レンズ２に絞り５を形成せずに、図５
に示すように、両凸レンズ２においてメニスカスレンズ
１と対向するレンズ面２ａに絞り５’を設けた広角レン
ズを比較例として示す。比較例においてもメニスカスレ
ンズ１および両凸レンズ２の材料として屈折率が１．４
９２のアクリルを用い、保護板４の材料として屈折率が
１．５１７のＢＫ７（ホウケイ酸クラウンガラス）を用
いるものとして、各パラメータを表２のように設定す
る。
示すために、両凸レンズ２に絞り５を形成せずに、図５
に示すように、両凸レンズ２においてメニスカスレンズ
１と対向するレンズ面２ａに絞り５’を設けた広角レン
ズを比較例として示す。比較例においてもメニスカスレ
ンズ１および両凸レンズ２の材料として屈折率が１．４
９２のアクリルを用い、保護板４の材料として屈折率が
１．５１７のＢＫ７（ホウケイ酸クラウンガラス）を用
いるものとして、各パラメータを表２のように設定す
る。
【００１６】
【表２】
【００１７】部位１〜３，５〜８は、それぞれレンズ面
１ａ（１）、レンズ面１ｂ（２）、レンズ面２ａおよび
絞り５’（３）、レンズ面２ｂ（５）、保護板４におけ
る両凸レンズ２の対向面（６）、保護板４における撮像
素子３との対向面（７）、撮像素子３（８）を示す。各
レンズ面１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの２次曲面パラメータ
Ｋおよび補正項の係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は本基
本構成と同じ値に設定する。
１ａ（１）、レンズ面１ｂ（２）、レンズ面２ａおよび
絞り５’（３）、レンズ面２ｂ（５）、保護板４におけ
る両凸レンズ２の対向面（６）、保護板４における撮像
素子３との対向面（７）、撮像素子３（８）を示す。各
レンズ面１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの２次曲面パラメータ
Ｋおよび補正項の係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は本基
本構成と同じ値に設定する。
【００１８】図５の構成について、上述のように各種定
数を設定した場合の光学特性を図６〜図８に示す。図６
はスポットダイヤグラム、図７は横収差図、図８はＭＴ
Ｆである。
数を設定した場合の光学特性を図６〜図８に示す。図６
はスポットダイヤグラム、図７は横収差図、図８はＭＴ
Ｆである。
【００１９】図２〜図４と図６〜図８とを比較すれば、
図１の構成は図５の構成に比較して収差が少なく、中心
部と周辺部とでのコントラストの差が小さいことがわか
る。つまり、周辺光線のぼけが小さく、解像力が高いこ
とがわかる。とくに、図４と図８とを比較すれば、本基
本構成では周辺光線の１０〜３０本／ｍｍ付近での改善
の程度が高いことがわかる。
図１の構成は図５の構成に比較して収差が少なく、中心
部と周辺部とでのコントラストの差が小さいことがわか
る。つまり、周辺光線のぼけが小さく、解像力が高いこ
とがわかる。とくに、図４と図８とを比較すれば、本基
本構成では周辺光線の１０〜３０本／ｍｍ付近での改善
の程度が高いことがわかる。
【００２０】ところで、図１に示した基本構成では、両
凸レンズ２の外周面に形成した溝部２ｃに囲まれる部位
を絞り５として用いており、両凸レンズ２を成形により
形成する場合には、金型を溝部２ｃに対応した形状とし
ておけば絞り５を形成することができる。このような溝
部２ｃにより形成した絞り５では、外光が溝部２ｃから
両凸レンズ２に入射したり、両凸レンズ２にレンズ面２
ａから入射した光が溝部２ｃを通過したりすることによ
って、撮像素子３に届くことも考えられるから、このよ
うな迷光を防止するために、溝部２ｃの内周面にシボ加
工を施したり、溝部２ｃの内周面を黒色に塗装してもよ
い。あるいはまた、溝部２ｃに合致するアパーチャを別
部品として両凸レンズ２に取り付けてもよい。
凸レンズ２の外周面に形成した溝部２ｃに囲まれる部位
を絞り５として用いており、両凸レンズ２を成形により
形成する場合には、金型を溝部２ｃに対応した形状とし
ておけば絞り５を形成することができる。このような溝
部２ｃにより形成した絞り５では、外光が溝部２ｃから
両凸レンズ２に入射したり、両凸レンズ２にレンズ面２
ａから入射した光が溝部２ｃを通過したりすることによ
って、撮像素子３に届くことも考えられるから、このよ
うな迷光を防止するために、溝部２ｃの内周面にシボ加
工を施したり、溝部２ｃの内周面を黒色に塗装してもよ
い。あるいはまた、溝部２ｃに合致するアパーチャを別
部品として両凸レンズ２に取り付けてもよい。
【００２１】たとえば、図９（ａ）に示すように、光軸
ＡＸを含む断面が溝部２ｃの断面に一致する楔状となっ
た遮光部材６を用いてもよい。遮光部材６は光を遮断す
る材料（たとえば黒色の成形品）により形成される。こ
のような遮光部材６は両凸レンズ２と一体成形が可能で
あるから、低コストで作成することができる。しかも、
遮光部材６を設けたことによって迷光を確実に防止する
ことができる。
ＡＸを含む断面が溝部２ｃの断面に一致する楔状となっ
た遮光部材６を用いてもよい。遮光部材６は光を遮断す
る材料（たとえば黒色の成形品）により形成される。こ
のような遮光部材６は両凸レンズ２と一体成形が可能で
あるから、低コストで作成することができる。しかも、
遮光部材６を設けたことによって迷光を確実に防止する
ことができる。
【００２２】さらに、図９（ｂ）のように、両凸レンズ
２の外周面に光軸ＡＸ回りの全周に亘って遮光部材６’
を形成してもよい。このように両凸レンズ２におけるレ
ンズ面２ａ，２ｂ以外の外周面を全面に亘って遮光部材
６’で覆えば迷光の入射がほとんどなくなるのである。
しかも、両凸レンズ２の外周面に凹凸が少なくなるか
ら、両凸レンズ２の成形時の位置決めが容易になる。
２の外周面に光軸ＡＸ回りの全周に亘って遮光部材６’
を形成してもよい。このように両凸レンズ２におけるレ
ンズ面２ａ，２ｂ以外の外周面を全面に亘って遮光部材
６’で覆えば迷光の入射がほとんどなくなるのである。
しかも、両凸レンズ２の外周面に凹凸が少なくなるか
ら、両凸レンズ２の成形時の位置決めが容易になる。
【００２３】（実施の形態）
本実施形態は、図１０に示すように、上述の基本構成に
おける絞り５と両凸レンズ２における保護板４側のレン
ズ面２ｂとの間で両凸レンズ２の外径を一定としたもの
である。つまり、絞り５の開口径と像側のレンズ面２ｂ
の開口径とが等しくなっているのである。本実施形態の
形状では図１に示した基本構成の形状のように楔状の溝
部２ｃを形成する必要がないから、金型の型閉め・型開
きの際に光軸ＡＸの方向に金型を移動させることができ
るから、金型の構造が上記基本構成よりも簡単になって
金型費用が低減される。
おける絞り５と両凸レンズ２における保護板４側のレン
ズ面２ｂとの間で両凸レンズ２の外径を一定としたもの
である。つまり、絞り５の開口径と像側のレンズ面２ｂ
の開口径とが等しくなっているのである。本実施形態の
形状では図１に示した基本構成の形状のように楔状の溝
部２ｃを形成する必要がないから、金型の型閉め・型開
きの際に光軸ＡＸの方向に金型を移動させることができ
るから、金型の構造が上記基本構成よりも簡単になって
金型費用が低減される。
【００２４】いま、図１０に示す構成の広角レンズを、
両凸レンズ２のレンズ面２ｂと絞り５との間の形状のみ
を変更し（つまり、レンズ面２ｂの開口径を絞り５の開
口径と等しい０．９５３ｍｍに設定する）、他の寸法を
上記基本構成と同寸法に設定し、球面式に用いる２次曲
面パラメータおよび補正項の係数も上記基本構成と同じ
値に設定すると、このときのスポットダイアグラム、横
収差図、ＭＴＦは、それぞれ図１１〜図１３のようにな
る。
両凸レンズ２のレンズ面２ｂと絞り５との間の形状のみ
を変更し（つまり、レンズ面２ｂの開口径を絞り５の開
口径と等しい０．９５３ｍｍに設定する）、他の寸法を
上記基本構成と同寸法に設定し、球面式に用いる２次曲
面パラメータおよび補正項の係数も上記基本構成と同じ
値に設定すると、このときのスポットダイアグラム、横
収差図、ＭＴＦは、それぞれ図１１〜図１３のようにな
る。
【００２５】図１１〜図１３と図６〜図８とを比較する
と、上記基本構成と同様に、図１０の構成は図５の構成
に比較して収差が少なく、中心部と周辺部とでのコント
ラストの差が小さいことがわかる。つまり、周辺光線の
ぼけが小さく、解像力が高いことがわかる。とくに、図
１３と図８とを比較すれば、本実施形態の構成では周辺
光線の１０〜３０本／ｍｍ付近での改善の程度が高いこ
とがわかる。
と、上記基本構成と同様に、図１０の構成は図５の構成
に比較して収差が少なく、中心部と周辺部とでのコント
ラストの差が小さいことがわかる。つまり、周辺光線の
ぼけが小さく、解像力が高いことがわかる。とくに、図
１３と図８とを比較すれば、本実施形態の構成では周辺
光線の１０〜３０本／ｍｍ付近での改善の程度が高いこ
とがわかる。
【００２６】本実施形態においても、基本構成と同様
に、外光が両凸レンズ２の外周から入射したり、両凸レ
ンズ２にレンズ面２ａから入射した光が両凸レンズ２か
ら一端外に出て再入射したりすることによって、撮像素
子３に届くことも考えられるから、このような迷光を防
止するために、両凸レンズ２の外周面にシボ加工を施し
たり、両凸レンズ２の外周面を黒色に塗装してもよい。
あるいはまた、絞り５からレンズ面２ｂに至る部位の外
周を覆う筒状の部材を別部品として両凸レンズ２に取り
付けてもよい。
に、外光が両凸レンズ２の外周から入射したり、両凸レ
ンズ２にレンズ面２ａから入射した光が両凸レンズ２か
ら一端外に出て再入射したりすることによって、撮像素
子３に届くことも考えられるから、このような迷光を防
止するために、両凸レンズ２の外周面にシボ加工を施し
たり、両凸レンズ２の外周面を黒色に塗装してもよい。
あるいはまた、絞り５からレンズ面２ｂに至る部位の外
周を覆う筒状の部材を別部品として両凸レンズ２に取り
付けてもよい。
【００２７】たとえば、図１４に示すように、絞り５と
レンズ面２ｂとの間の外周を全周に亘って覆うように成
形品により筒状に形成した遮光部材６”を用いることに
よって、迷光を抑制することができる。また、このよう
な遮光部材６”は両凸レンズ２と一体に成形することが
できるから、製造コストの低減につながる。とくに、本
実施形態の構成では、光軸ＡＸに直交する断面内での両
凸レンズ２の直径が上記基本構成と等しいとすれば、遮
光部材６”の厚み寸法を上記基本構成（図９（ｂ）の構
成）よりも大きくとることができ、一体成形時の位置決
めが容易であるとともに成形による歪が発生しにくくな
り、遮光性も高くなる。他の構成および動作は上記基本
構成と同様であるから説明を省略する。
レンズ面２ｂとの間の外周を全周に亘って覆うように成
形品により筒状に形成した遮光部材６”を用いることに
よって、迷光を抑制することができる。また、このよう
な遮光部材６”は両凸レンズ２と一体に成形することが
できるから、製造コストの低減につながる。とくに、本
実施形態の構成では、光軸ＡＸに直交する断面内での両
凸レンズ２の直径が上記基本構成と等しいとすれば、遮
光部材６”の厚み寸法を上記基本構成（図９（ｂ）の構
成）よりも大きくとることができ、一体成形時の位置決
めが容易であるとともに成形による歪が発生しにくくな
り、遮光性も高くなる。他の構成および動作は上記基本
構成と同様であるから説明を省略する。
【００２８】なお、図１５から明らかなように、画角が
大きくなると照度が低下するが、基本構成（）および
本実施形態（）では図５に示した比較例（）よりも
低下の程度が少なくなり、画角の大きい領域ほど改善の
程度が大きいことがわかる。
大きくなると照度が低下するが、基本構成（）および
本実施形態（）では図５に示した比較例（）よりも
低下の程度が少なくなり、画角の大きい領域ほど改善の
程度が大きいことがわかる。
【００２９】
【発明の効果】本発明は、物体側から像側に向かって、
屈折力が負であるメニスカスレンズと、屈折力が正であ
る両凸レンズとがこの順に配置され、前記両凸レンズに
おける各レンズ面の間にメニスカスレンズ側のレンズ面
よりも開口径の小さい絞りが形成され、前記両凸レンズ
において前記絞りの開口径と像側のレンズ面の開口径と
を等しくしたものであり、両凸レンズの両レンズ面間に
絞りを設けているので、光軸近傍を通過する光線束と周
辺部分を通過する光線束とをバランスよく絞ることが可
能になり、レンズの全面に亘って解像力が高くなるとと
もに、中心部と周辺部との明るさの差を大幅に低減させ
ることが可能になるという効果を奏し、しかも、２枚組
のレンズ構成であるから、比較的安価かつ小型に作成す
ることが可能であるという利点を有する。
屈折力が負であるメニスカスレンズと、屈折力が正であ
る両凸レンズとがこの順に配置され、前記両凸レンズに
おける各レンズ面の間にメニスカスレンズ側のレンズ面
よりも開口径の小さい絞りが形成され、前記両凸レンズ
において前記絞りの開口径と像側のレンズ面の開口径と
を等しくしたものであり、両凸レンズの両レンズ面間に
絞りを設けているので、光軸近傍を通過する光線束と周
辺部分を通過する光線束とをバランスよく絞ることが可
能になり、レンズの全面に亘って解像力が高くなるとと
もに、中心部と周辺部との明るさの差を大幅に低減させ
ることが可能になるという効果を奏し、しかも、２枚組
のレンズ構成であるから、比較的安価かつ小型に作成す
ることが可能であるという利点を有する。
【図１】本発明の基本構成を示す断面図である。
【図２】同上のスポットダイヤグラムを示す動作説明図
である。
である。
【図３】同上の横収差図である。
【図４】同上のＭＴＦを示す動作説明図である。
【図５】比較例を示す断面図である。
【図６】同上のスポットダイヤグラムを示す動作説明図
である。
である。
【図７】同上の横収差図である。
【図８】同上のＭＴＦを示す動作説明図である。
【図９】同上の他例を示す両凸レンズの断面図である。
【図１０】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図１１】同上のスポットダイヤグラムを示す動作説明
図である。
図である。
【図１２】同上の横収差図である。
【図１３】同上のＭＴＦを示す動作説明図である。
【図１４】同上の他例を示す両凸レンズの断面図であ
る。
る。
【図１５】基本構成と実施形態と比較例とについて画角
と照度との関係示す動作説明図である。
と照度との関係示す動作説明図である。
１ メニスカスレンズ
１ａ，１ｂ レンズ面
２ 両凸レンズ
２ａ，２ｂ レンズ面
２ｃ 溝部
３ 撮像素子
５，５’ 絞り
６．６’，６” 遮光部材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−215964（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−251903（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−325285（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−152401（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−5120（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭59−176001（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 13/00
G02B 3/00
G02B 27/00 C
G02B 9/00
Claims (4)
- 【請求項１】物体側から像側に向かって、屈折力が負で
あるメニスカスレンズと、屈折力が正である両凸レンズ
とがこの順に配置され、前記両凸レンズにおける各レン
ズ面の間にメニスカスレンズ側のレンズ面よりも開口径
の小さい絞りが形成され、前記両凸レンズにおいて前記
絞りの開口径と像側のレンズ面の開口径とを等しくした
ことを特徴とする広角レンズ。 - 【請求項２】前記両凸レンズの前記絞りと像側のレンズ
面との間の外径寸法は、前記絞りと物体側のレンズ面と
の間の外径寸法よりも小さくかつ一定であることを特徴
とする請求項１記載の広角レンズ。 - 【請求項３】前記両凸レンズの前記絞りと像側のレンズ
面との間には前記両凸レンズの光軸回りの全周に亘って
環状かつ一体に遮光部材が形成されていることを特徴と
する請求項１記載の広角レンズ。 - 【請求項４】前記メニスカスレンズおよび前記両凸レン
ズの各レンズ面の形状を２次曲面に補正項を加算した形
の非球面式によって表すときに、 ｎ＝１．４９２ Ｒ１／ｆ＝４．５４６２ Ｒ２／ｆ＝０．３９６８ Ｒ３／ｆ＝２．３９３１ Ｒ５／ｆ＝−０．６３７７ Ｋ１＝２．３７６ Ｋ２＝−０．８２２２４９ Ｋ３＝−０．９４３３２７ Ｋ５＝−１．５４４２４ Ｄ１／ｆ＝０．４０５７ Ｄ２／ｆ＝０．６２９０ Ｄ３／ｆ＝０．５３８２ Ｄ４／ｆ＝０．６７８７ φ４／ｆ≧０．７１８７ φ４＜φ３ ただし、 ｆ：メニスカスレンズと両凸レンズとの合成焦点距離 ｎ：メニスカスレンズと両凸レンズとを形成する材料の
屈折率 Ｒ１：メニスカスレンズの物体側のレンズ面の頂点の曲
率半径 Ｒ２：メニスカスレンズの両凸レンズ側のレンズ面の頂
点の曲率半径 Ｒ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面の頂
点の曲率半径 Ｒ５：両凸レンズの像側のレンズ面の頂点の曲率半径 Ｋ１：メニスカスレンズの物体側のレンズ面の２次曲面
パラメータ Ｋ２：メニスカスレンズの両凸レンズ側のレンズ面の２
次曲面パラメータ Ｋ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面の２
次曲面パラメータ Ｋ５：両凸レンズの像側のレンズ面の２次曲面パラメー
タ Ｄ１：メニスカスレンズの両レンズ面間の距離 Ｄ２：メニスカスレンズと両凸レンズとの対向するレン
ズ面間の距離 Ｄ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面と絞
りとの間の距離 Ｄ４：両凸レンズの絞りと像側のレンズ面との間の距離 φ３：両凸レンズのメニスカスレンズ側のレンズ面側の
開口径 φ４：絞りの開口径 という条件を満たすことを特徴とする請求項１ないし請
求項３のいずれかに 記載の広角レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33482198A JP3409248B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 広角レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33482198A JP3409248B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 広角レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000162498A JP2000162498A (ja) | 2000-06-16 |
| JP3409248B2 true JP3409248B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=18281601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33482198A Expired - Lifetime JP3409248B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 広角レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3409248B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103799951A (zh) * | 2012-11-07 | 2014-05-21 | 全视技术有限公司 | 胶囊内镜的大视场透镜系统以及具有大视场透镜系统的胶囊内镜 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3717486B2 (ja) | 2003-03-10 | 2005-11-16 | フジノン株式会社 | 撮像レンズ |
| EP2474851B1 (en) | 2009-09-01 | 2016-12-14 | Olympus Corporation | Objective optical system |
| JP2016106239A (ja) * | 2013-03-27 | 2016-06-16 | 富士フイルム株式会社 | レンズユニット、撮像モジュール、及び電子機器 |
| WO2015122261A1 (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-20 | コニカミノルタ株式会社 | 撮像レンズ及び撮像装置 |
| WO2015182488A1 (ja) * | 2014-05-26 | 2015-12-03 | コニカミノルタ株式会社 | 複眼撮像光学系及び複眼撮像装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59152401A (ja) * | 1983-02-19 | 1984-08-31 | Olympus Optical Co Ltd | プラスチツクレンズ |
| JPS59176001U (ja) * | 1983-05-10 | 1984-11-24 | キヤノン株式会社 | モ−ルドレンズを用いた結像光学系 |
| JPH02251903A (ja) * | 1989-03-27 | 1990-10-09 | Olympus Optical Co Ltd | インクジェット装置を用いたレンズ塗装方法及び装置 |
| JP2567445Y2 (ja) * | 1989-05-31 | 1998-04-02 | オリンパス光学工業株式会社 | レンズ構体 |
| JPH05215964A (ja) * | 1992-02-04 | 1993-08-27 | Kiyousera Opt Kk | レトロフォーカス型レンズ |
| JPH09325285A (ja) * | 1996-05-31 | 1997-12-16 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡対物レンズ |
-
1998
- 1998-11-25 JP JP33482198A patent/JP3409248B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103799951A (zh) * | 2012-11-07 | 2014-05-21 | 全视技术有限公司 | 胶囊内镜的大视场透镜系统以及具有大视场透镜系统的胶囊内镜 |
| CN103799951B (zh) * | 2012-11-07 | 2016-02-10 | 全视技术有限公司 | 胶囊内镜的大视场透镜系统以及具有大视场透镜系统的胶囊内镜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000162498A (ja) | 2000-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6950246B2 (en) | Imaging optical system and apparatus using the same | |
| KR100933061B1 (ko) | 촬상 광학 시스템 | |
| JP4623993B2 (ja) | 結像光学系及びそれを用いた電子機器 | |
| JP4658511B2 (ja) | 結像光学系、それを備えた撮像装置及び電子機器 | |
| JP2004326097A (ja) | 結像光学系及びそれを用いた電子機器 | |
| US7009784B2 (en) | Imaging optical system and electronic apparatus using the same | |
| JP4587702B2 (ja) | 結像光学系及びそれを用いた電子機器 | |
| JPH1039207A (ja) | 結像レンズ | |
| KR20040049794A (ko) | 촬상렌즈 | |
| US20220121017A1 (en) | Imaging lens and imaging apparatus | |
| JP3725276B2 (ja) | 結像レンズ | |
| US7532416B2 (en) | Imaging lens, imaging unit and optical device | |
| US7092172B2 (en) | Imaging optical system and electronic apparatus using the same | |
| JP3409248B2 (ja) | 広角レンズ | |
| JPH09304695A (ja) | 結像レンズ | |
| CN115166949B (zh) | 光学镜头、摄像模组及智能终端 | |
| JP4616566B2 (ja) | 結像光学系 | |
| CN114488477B (zh) | 光学系统、镜头模组和电子设备 | |
| JP3511392B2 (ja) | ３枚玉による結像レンズ | |
| US20220128799A1 (en) | Optical lens | |
| US7492533B2 (en) | Imaging lens, imaging unit, and optical device | |
| US11838616B2 (en) | Optical lens assembly and photographing module | |
| CN213986979U (zh) | 光学系统、摄像头模组及终端设备 | |
| CN114114653B (zh) | 光学系统、取像模组及电子设备 | |
| KR100896602B1 (ko) | 초소형 촬상 광학계 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030212 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080320 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320 Year of fee payment: 6 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100320 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100320 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110320 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120320 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120320 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130320 Year of fee payment: 10 |