JPH11264930A - 光学系および光学モジュール - Google Patents
光学系および光学モジュールInfo
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- JPH11264930A JPH11264930A JP10085143A JP8514398A JPH11264930A JP H11264930 A JPH11264930 A JP H11264930A JP 10085143 A JP10085143 A JP 10085143A JP 8514398 A JP8514398 A JP 8514398A JP H11264930 A JPH11264930 A JP H11264930A
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Abstract
い画角で、監視用等のカメラとして実用上十分な光学性
能を有するようにする。 【解決手段】 物体側より、両凸レンズと平板ガラス
にて構成し、明るさ絞りをレンズの第1面上又はレンズ
中に設けた。
Description
用いられる光学系およびその光学系を用いた光学モジュ
ールに関するものである。
ラが普及しており、特に車載用や情報端末用として簡単
に撮像できる小型で低コストなカメラモジュールへの需
要がますます高くなっている。これらカメラに用いられ
るレンズ系は、監視用もしくは近距離撮影用として用い
られることが多いため画角が80°以上の広画角のもの
が求められることが多い。そのために、レンズ構成とし
ては通常レトロフォーカスタイプで4〜6枚のレンズよ
りなることが一般的である。又この種のレンズ系で、特
にレンズ枚数の少ないレンズ系でも2枚構成である。
系において、2〜6枚程度のレンズよりなるレンズ系
は、レンズ枚数が多く、レンズを固定するための鏡枠構
成も複雑なものになるためコスト高になる。又、加工、
組立時に個々のレンズの偏芯により性能が劣化しやす
い。又組立後の調整も必要となりコスト高になる。
上の広い画角を持ち、かつ監視用等のカメラとして実用
上十分な光学性能を有する光学系およびこの光学系を用
いた光学モジュールを提供するものである。
側より順に、両凸形状のレンズと平板ガラスとよりな
り、明るさ絞りをレンズの第1面上もしくはレンズ中に
持つことを特徴とする。
実用上十分な収差補正がなされたレンズ系を均質球面レ
ンズ1枚にて構成するために上記の通りの構成のレンズ
系にした。
護ガラスなどレンズ系の像側に平板ガラスを配置するこ
とが多い。
収差が良好に補正されるようにした。つまり、本発明
は、1枚のレンズにて80°以上の画角のレンズ系にす
るために、全系の焦点距離を短くした縮小効果に加え、
レンズ面のベンディングと平板ガラスの厚みとによる軸
上の球面収差の補正効果によって実用上十分に収差補正
を行なった。
満足することが望ましい。 (1) −10<r1 /r2 <−1.5 ただし、r1 ,r2 は夫々レンズの物体側および像側の
面の曲率半径である。
1.5を超えると、球面収差がアンダー側に悪化し好ま
しくない。
めには、条件(1)の代りに下記条件(1−1)を満足
することが望ましい。 (1−1) −3.5<r1/r2<−1.8
の−3.5を超えると球面収差がアンダー側に大になり
球面収差の補正が十分ではない。
良好に補正するためには平板ガラスの厚みDを下記条件
(2)を満足する範囲内に定めることが好ましい。 (2) 0.4<D/f<1 ただしfは光学系(レンズ系)全系の焦点距離である。
収差がアンダー側に悪化し、条件(2)の上限の1を超
えると平板ガラスが厚くなりすぎて像が平板ガラス内に
形成され好ましくない。
めには、上記条件(2)の代わりに下記条件(2−1)
を満足することが好ましい。 (2−1) 0.6<D/f<1
ると、球面収差を十分良好に補正することが困難にな
る。
るコマ収差、非点収差、歪曲収差を良好に補正し許容レ
ベルにするためには、明るさ絞りの位置を適切に配置す
ることが望ましく、明るさ絞りをレンズの物体側の面上
もしくはレンズ内部に配置することが望ましい。通常、
明るさ絞りは平面状のものが多い。この明るさ絞りを例
えば図5に示すように球面であるレンズ面上に密着させ
て構成する場合は球面状の絞りとなる。明るさ絞りは、
光学系における軸外主光線を決定するものであり、絞り
の中心を通るのが主光線である。したがって、光学系に
おいては絞りの中心の位置が重要であり、本発明におけ
る絞り位置とは絞りの中心の位置を指すものとする。
は、次の条件(3)を満足することが望ましい。 (3) 0≦Ds /t≦0.3 ただし、Ds はレンズの物体側の面から絞りまでの光軸
方向の距離、tはレンズの厚みである。
点収差、歪曲収差が悪化する。この条件(3)を満足す
ればコマ収差、非点収差は良好に補正できる。しかし歪
曲収差は樽型の収差が残存し良好に補正することができ
ないが、簡易な撮像を行なうためには十分許容されるレ
ベルに補正できる。
非点収差を更に良好に補正するためには、条件(3)の
代りに下記条件(3−1)を満足することが望ましい。 (3−1) 0.05<Ds /t<0.25
差、非点収差が十分良好に補正することが困難になる。
の面上もしくはレンズ内部に配置する場合、例えば図5
又は図6に示すようにレンズと絞りとを一体化すること
が望ましい。図5は、レンズの物体側の面上に金属コー
トを施すことによって絞り効果を持たせたものであり、
図6はレンズの外形をステップ状に加工したものでステ
ップ状に削り取った部分に遮光性を持つリング状の絞り
部材を接着したもので、これによりレンズの内部を絞り
を設けたと同じ効果を持たせることができる。これによ
って、前述のような収差補正上望ましい絞りを簡単に構
成し得る。
にて構成したが、非球面を導入すれば歪曲収差等の収差
の発生を低減させることができる。これら収差を良好に
補正するために非球面を導入する場合、レンズ面の少な
くとも1面に光軸から周辺に行くにしたがって正の屈折
力が減少するような形状の非球面を設けることが望まし
い。
も良好に補正できる。したがって、条件(1)や条件
(1−1)を満足しなくとも、球面収差を極めて良好に
補正できる。しかし、平面ガラスによる補正効果を一層
大にするためには、球面レンズを用いた本発明の光学系
と同様に条件(2)を満足することが望ましく、更に条
件(2−1)を満足するようにすれば一層望ましい。
の光学系においても、絞り位置が前記条件(3)を満足
することが望ましい。
満足すれば、一層望ましい。
像側の面が歪曲収差を良好に補正する上では効果的であ
る。
光学系を用いたもので、その平板ガラスの1面に撮像素
子を密着させたことを特徴とする。
図7に示すように1枚のレンズと、平板ガラス基板と、
撮像素子とよりなり、平板ガラスの1面に撮像素子の撮
像面を密着させるとともにレンズの他の面の側に前記の
ようなレンズを配置し、光学系による像を平板ガラス基
板を通して撮像面上に形成するようにしたことを特徴と
する。
系だけではなく、撮像素子や保持構造等も考慮した光学
モジュールを構成することが望ましい。
えば図8に示すようにレンズの外形部分をガラス基板ま
で延長してレンズとガラス基板とを一体にして平板ガラ
ス基板を光学モジュール全体の保持基板にすることが望
ましい。
常のレンズ系において撮像系を組み立てた後にレンズの
結像面が撮像面と一致するようにレンズを動かして調整
する必要がない。一般のレンズ系では、レンズ自体やレ
ンズ保持部材、撮像素子の撮像面などのばらつきにより
組み立て後にレンズの結像面が撮像面からずれることが
あり、したがって調整が必要である。
平板ガラス基板の1面に撮像素子が密着され、又は、レ
ンズとガラス基板と撮像素子とが一体化されているた
め、レンズ自体、レンズ保持部材、撮像素子の撮像面等
のばらつきにより、組立時にレンズの結像面が撮像面か
らずれることが少ない。特に図8に示すような構成にす
れば前記レンズ自体、レンズ保持部材、撮像素子の撮像
面などのばらつきを極めて小さく抑えることができる。
また、図8に示すような構成にすることにより、レンズ
Lをプラスチックモールドで製作した場合、温度変化に
よるピントずれを補正し得るため好ましい。つまり、プ
ラスチックモールドレンズは、温度が上昇するにつれて
レンズの屈折率が下がり、結像位置がレンズから離れる
方向に変化する。しかし、図8に示すように、レンズの
外形部分7を伸ばしてガラス基板Pに接着すれば、温度
上昇によりこの外形部分7も伸びるため、前記結像位置
のずれをキャンセルすることが可能である。
に接着する場合、図9に示すように別部材11を介して
接着してもよい。ここで、別部材としてピエゾ素子を用
い、ピエゾ素子の伸縮によりフォーカシングを行なうこ
とが可能である。
うにレンズ像側面を囲む筒状にすることがある。この場
合レンズLと平板ガラス5の間に遮光部材12を設ける
か、図11に示すように円筒状のレンズ外形部分13に
遮光性を持たせることによって、レンズ外形部分から撮
像素子への光もれによるフレアーを防止することが可能
になる。
ィルターやローパスフィルターが配置される。本発明の
光学系および光学モジュールにおいては、平板ガラスに
Cu等の金属イオンを含ませるか、平板ガラス面に赤外
カットコートを施すことにより、前記の赤外カットフィ
ルターとすることが可能である。また、平板ガラス上に
所定の回折パターンを構成するか、水晶ローパスフィル
ターを貼り付けて、ローパスフィルターとすることが可
能である。
記実施例にもとづき説明する。 実施例1 f=2.6mm ,F/2.8 ,IH=2.0mm ,2ω=89.2° r1 =3.7444(絞り) d1 =2.000 n1 =1.51633 ν1 =64.14 r2 =-1.7121 d2 =0.808 r3 =∞ d3 =2.000 n2 =1.51633 ν2 =64.14 r4 =∞ d4 =0.000 (バックフォーカス) Ds /t=0 ,D/f=0.77,r1 /r2 =-2.19
率半径、d1 ,d2,・・・ はレンズ,平板ガラスの肉厚
およびレンズ間隔、n1 ,n2 ,・・・ はレンズ,平板ガ
ラスの屈折率、ν1 ,ν2 ,・・・ はレンズ平板ガラスの
アッベ数である。
り、物体側より順に、両凸レンズLと平板ガラス基板P
とからなり、レンズLは両面球面である。この実施例に
おいて絞りSはレンズLの物体側の面上に配置されてい
る。又、光学系による像は、丁度平面ガラス板Pのレン
ズLとは反対側の面に形成される。
り順に、両凸レンズLと平板ガラスPとからなってお
り、レンズ面はともに球面であり、絞りSはレンズ中に
配置されている。また物体像は平面ガラスPのレンズL
とは反対側の面に形成される。
体側より順に、両凸レンズLと平板ガラスPとよりな
り、絞りSはレンズLの中に配置されている。又この実
施例の光学系により形成される像は、平板ガラスPのレ
ンズLとは反対側の面に位置する。この実施例3は、非
球面を用いた例で、レンズLの物体側の面が球面、像側
の面が非球面である。
点を原点として光軸方向にx軸を光軸と垂直な面内にy
軸をとるとき、次の式にて表わされる。 ただし、rは基準球面の曲率半径、p,A2iは非球面を
表わす係数である。
体側より順に、両凸レンズと平板ガラスとよりなり、レ
ンズ面は両面とも球面で、絞りはレンズ中に配置されて
いる。また、物体像はちょうど平板ガラスの、レンズと
は反対側の面に形成される。
遠物体に対する収差曲線図である。この図から明らかな
通り、実施例1はビデオカメラ等に用いる光学系として
実用上十分な光学性能を有している。又実施例2、3も
代表例として示した実施例1と同程度の収差状況で実用
上十分な光学性能を有する。
りSをレンズLの物体側のレンズ面に設けた例である。
このように明るさ絞りSをレンズ面上に設ける場合、既
に述べたように図4に示すような構成にすることが望ま
しい。即ち図5に示すようにレンズLの表面1の周辺部
分に金属コートを施すことにより明るさ絞りSを形成す
ればよい。又実施例2および実施例3は、明るさ絞りS
をレンズ中に設けた例であり、これら実施例では、図6
に示すように明るさ絞りを形成することが望ましい。即
ち図6に示すようにレンズLの周辺部分を明るさ絞りを
形成する位置まで削りとってステップ状部分2を形成
し、このステップ状部分2に遮光性を有するリング状の
絞り部材3を接着する等により絞りを形成すればよい。
これにより、これら実施例2、3のようにレンズ中に明
るさ絞りを形成したことになる。
ルの実施の形態を示す図である。
Pの1面のレンズLとは反対側の面4に撮像素子5の撮
像面6を密着させ配置したもので、光学系(レンズL)
による物体像を平面ガラス基板Pを通し撮像素子5の撮
像面6上に形成するようにした例である。
その外形部分7が平面ガラス基板Pまで延長した形状に
し、この延長した外形部分7の先端をガラス基板Pの面
8に接合し、平面ガラス基板PのレンズLと反対側の面
4に撮像素子5とを密着させてレンズLと平面ガラス基
板Pと撮像素子5とを一体にした構成である。又、基板
保持部材9を平面ガラス基板Pに固定して、この保持部
材9にてカメラボディー10に取り付けている。
ズLと平面ガラス基板Pとを保持部材11を介して接合
した構成にした例である。この実施の形態において保持
部材11をピエゾ素子とすることにより、ピント合わせ
が可能になる。
の外形部分7を保持部材を介して平面ガラス基板Pの面
8に接合した光学モジュールで保持部材を遮光部材12
にて構成し、これによりフレアー等を防止した例であ
る。
外形部分7を遮光性をもたせた筒状の外形部分13とし
て構成した例で、これにより図9と同様、フレアー等の
防止作用を持たせた例である。
モジュールをカメラモジュールとした例であって、本発
明の光学モジュールの利用形態の一例である。
明の光学モジュールの基板保持部材9にて保持した平板
ガラス基板Pを介して不要光遮光カバー20に取り付け
てこのカバー内に収納した構成である。又、平板ガラス
基板Pには撮像素子が貼り付けられ、撮像面がガラス基
板Pに密着するように、また樹脂15にて全体が覆われ
るように接着固定されている。又、撮像素子5の電極に
は、フレキシブル基板16が直接半田付けにて接続さ
れ、フレキシブル基板16の面上には、撮像素子駆動回
路や信号処理回路などの関連ICチップ17が配置さ
れ、配線されている。
メラモジュールとして利用し得る。
ュールは、特許請求の範囲に記載するもののほか次の各
項に記載するものもその目的を達成し得る。
る光学系で、下記条件(3)を満足することを特徴とす
る光学系。 (3) 0≦Ds /t≦0.3
で、条件(3)の代りに下記条件(3−1)を満足する
ことを特徴とする光学系。 (3−1) 0.05≦Ds /t≦0.25
前記の(1)又は(2)の項に記載する光学系で、前記
レンズと明るさ絞りとが一体化されていることを特徴と
する光学系。
前記の(1),(2)又は(3)の項に記載する光学系
で、下記条件(2)を満足することを特徴とする光学
系。 (2) 0.4<D/f<1
条件(2)の代りに下記条件(2−1)を満足すること
を特徴とする光学系。 (2−1) 0.6<D/f<1
前記の(1),(2),(3),(4)又は(5)の項
に記載する光学系で、下記条件(1)を満足することを
特徴とする光学系。 (1) −10<r1 /r2 <−1.5
で、条件(1)の代りに下記条件(1−1)を満足する
ことを特徴とする光学系。 (1−1) −3.5<r1 /r2 <−1.8
前記の(1),(2),(3),(4),(5),
(6)又は(7)の項に記載する光学系で、前記レンズ
の少なくとも1面が非球面であることを特徴とする光学
系。
で、前記レンズの像側の面が非球面であることを特徴と
する光学系。
(4),(5),(6),(7),(8)又は(9)の
項に記載する光学系の像側に撮像素子を配置しその撮像
面が光学系の平板ガラスの1面でレンズとは反対側の面
に密着されたことを特徴とする光学モジュール。
は前記の(10)の項に記載する光学モジュールで、前
記平板ガラスを光学モジュール全体の保持部材としたこ
とを特徴とする光学モジュール。
は前記の(10)の項に記載する光学モジュールで、前
記レンズの外形部分を延長して前記平板ガラスに直接又
は別部材を介して接着一体化したことを特徴とする光学
モジュール。
学モジュールで、前記別部材もしくは前記レンズの外形
部分が遮光性を有することを特徴とする光学モジュー
ル。
広い画角であってかつ監視用カメラ等にて実用上十分な
光学性能を有する光学系を実現するものである。
影出来る小型で低コストな光学モジュールを実現するも
のである。
図
す図
す図
示す図
示す図
示す図
Claims (2)
- 【請求項1】物体側より順に、両凸形状のレンズと平板
ガラスとよりなり、明るさ絞りが前記レンズの第1面上
又はレンズ中に設けられたことを特徴とする光学系。 - 【請求項2】物体側より順に、1枚のレンズと平板ガラ
ス基板と撮像素子とよりなり、前記平板ガラス基板の一
面と前記撮像素子の撮像面とが密着され、前記平板ガラ
ス基板を通して撮像面上に像が形成されることを特徴と
する光学モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10085143A JPH11264930A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 光学系および光学モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10085143A JPH11264930A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 光学系および光学モジュール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11264930A true JPH11264930A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13850448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10085143A Pending JPH11264930A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 光学系および光学モジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11264930A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001029613A1 (fr) * | 1999-10-22 | 2001-04-26 | Waseda University | Appareil photographique supergrandangulaire et objectif utilise dans cet appareil |
EP1162481A2 (en) * | 2000-06-07 | 2001-12-12 | Enplas Corporation | Image pickup lens system |
JP2003051973A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Hitachi Maxell Ltd | カメラモジュール |
WO2021100278A1 (ja) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 赤外線用レンズ及び撮像装置 |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP10085143A patent/JPH11264930A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001029613A1 (fr) * | 1999-10-22 | 2001-04-26 | Waseda University | Appareil photographique supergrandangulaire et objectif utilise dans cet appareil |
EP1162481A2 (en) * | 2000-06-07 | 2001-12-12 | Enplas Corporation | Image pickup lens system |
EP1162481A3 (en) * | 2000-06-07 | 2004-01-02 | Enplas Corporation | Image pickup lens system |
JP2003051973A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Hitachi Maxell Ltd | カメラモジュール |
JP4647851B2 (ja) * | 2001-08-07 | 2011-03-09 | 日立マクセル株式会社 | カメラモジュール |
WO2021100278A1 (ja) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 赤外線用レンズ及び撮像装置 |
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