JPH09138342A - 小型固体撮像素子用レンズ - Google Patents
小型固体撮像素子用レンズInfo
- Publication number
- JPH09138342A JPH09138342A JP7296896A JP29689695A JPH09138342A JP H09138342 A JPH09138342 A JP H09138342A JP 7296896 A JP7296896 A JP 7296896A JP 29689695 A JP29689695 A JP 29689695A JP H09138342 A JPH09138342 A JP H09138342A
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- JP
- Japan
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- lens
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- front group
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、固体撮像素子用の小型でレンズ構
成枚数の少ない広角撮影レンズを提供することを目的と
する。 【構成】 物体側より順に、負の屈折力を有する前群
と、正の屈折力を有する後群とからなり、該前群の後側
主点が前群の物体側頂点よりも像側にある光学系におい
て、ローパスフィルタを前群と後群の間に配置したこと
を特徴とする小型固体撮像素子用レンズにより達成され
る。
成枚数の少ない広角撮影レンズを提供することを目的と
する。 【構成】 物体側より順に、負の屈折力を有する前群
と、正の屈折力を有する後群とからなり、該前群の後側
主点が前群の物体側頂点よりも像側にある光学系におい
て、ローパスフィルタを前群と後群の間に配置したこと
を特徴とする小型固体撮像素子用レンズにより達成され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は小型固体撮像素子用
レンズに係わり、さらに詳しくは１／５インチＣＣＤな
どの固体撮像素子とともに用いられる小型で広角系の小
型固体撮像素子用レンズに関する。
レンズに係わり、さらに詳しくは１／５インチＣＣＤな
どの固体撮像素子とともに用いられる小型で広角系の小
型固体撮像素子用レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、固体撮像素子を受光素子とし
て利用する撮影レンズではモアレ縞の発生を抑えるため
にローパスフィルタを用いるものがある。さらに、ＣＣ
Ｄのような固体撮像素子は赤外光に対する感度が高いた
めに、通常可視域の撮影を行う場合、赤外線カットフィ
ルタを用いることが好ましい。
て利用する撮影レンズではモアレ縞の発生を抑えるため
にローパスフィルタを用いるものがある。さらに、ＣＣ
Ｄのような固体撮像素子は赤外光に対する感度が高いた
めに、通常可視域の撮影を行う場合、赤外線カットフィ
ルタを用いることが好ましい。
【０００３】従来、これらのローパスフィルタ、赤外線
カットフィルタのこれらフィルタのうち少なくとも一方
は光学系の像側最後方に配置され、そのためバックフォ
ーカスを長くとる必要があった。このことは光学系を大
型化する要因となり、また特に１／５インチＣＣＤ等の
小型の固体撮像素子を利用する場合には、レンズ設計を
困難にする要因となっていた。例えば、特開平７−１１
３９５１号公報では、前記フィルタのような光学部材を
配置するために焦点距離の約２倍にもおよぶバックフォ
ーカスを有する光学系が開示されている。また、その他
にも特開平７−１８１３７６号公報等にも同様の目的の
ためにバックフォーカスが空気換算長で１０ｍｍ以上に
もなる光学系が開示されている。
カットフィルタのこれらフィルタのうち少なくとも一方
は光学系の像側最後方に配置され、そのためバックフォ
ーカスを長くとる必要があった。このことは光学系を大
型化する要因となり、また特に１／５インチＣＣＤ等の
小型の固体撮像素子を利用する場合には、レンズ設計を
困難にする要因となっていた。例えば、特開平７−１１
３９５１号公報では、前記フィルタのような光学部材を
配置するために焦点距離の約２倍にもおよぶバックフォ
ーカスを有する光学系が開示されている。また、その他
にも特開平７−１８１３７６号公報等にも同様の目的の
ためにバックフォーカスが空気換算長で１０ｍｍ以上に
もなる光学系が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の光学系は非常に長いバックフォーカスのために全長が
長く大型化してしまっているという課題がある。
の光学系は非常に長いバックフォーカスのために全長が
長く大型化してしまっているという課題がある。
【０００５】本発明の目的は上記の課題に鑑みなされた
もので、小型でレンズ構成枚数の少なく、広角系の小型
固体撮像素子用レンズを提供することにある。
もので、小型でレンズ構成枚数の少なく、広角系の小型
固体撮像素子用レンズを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的は下記のよう
な手段により達成される。即ち、本発明は物体側より順
に、負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後
群とからなり、該前群の後側主点が前群の物体側頂点よ
りも像側にある光学系において、ローパスフィルタを前
群と後群の間に配置したことを特徴とする固体撮像素子
用撮影レンズである。
な手段により達成される。即ち、本発明は物体側より順
に、負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後
群とからなり、該前群の後側主点が前群の物体側頂点よ
りも像側にある光学系において、ローパスフィルタを前
群と後群の間に配置したことを特徴とする固体撮像素子
用撮影レンズである。
【０００７】負の屈折力の前群と、正の屈折力の後群か
ら構成される、いわゆるレトロフォーカスタイプの光学
系では、少ないレンズ枚数で光学系を構成するために、
前群と後群の主点間隔を大きくすることが望ましい。こ
れは主点間隔が大きい方が各群の屈折力を弱くすること
ができ、収差の補正が容易なためである。しかしなが
ら、前群を例えば物体側に凸である負メニスカスレンズ
１枚、あるいは負レンズ２枚といった簡単な構成とする
と、前群の後側主点は前群の物体側頂点よりも像側にあ
ることになる。そのため、前群と後群の空気間隔を大き
くするためには、前群と後群の空気間隔を大きくするこ
とが必要となる。本発明では、このような光学系におい
て、従来光学系の後方に配置されたローパスフィルタや
赤外線カットフィルタを前群と後群の間に配置した。そ
のため光学系の後方に間隔的余裕が生じるので、バック
フォーカスを短くすることができ、光学系の全長を短縮
できる。ここで、光学系の全長を短縮できる長さは、フ
ィルタの厚さをｔ，屈折率をｎとしたとき、ｔ／ｎであ
る。これはバックフォーカスをｔだけ短くできる代わり
に、前群と後群との空気換算長を一定に保つためｔ（１
−１／ｎ）だけ前後群間隔を大きくするためである。
ら構成される、いわゆるレトロフォーカスタイプの光学
系では、少ないレンズ枚数で光学系を構成するために、
前群と後群の主点間隔を大きくすることが望ましい。こ
れは主点間隔が大きい方が各群の屈折力を弱くすること
ができ、収差の補正が容易なためである。しかしなが
ら、前群を例えば物体側に凸である負メニスカスレンズ
１枚、あるいは負レンズ２枚といった簡単な構成とする
と、前群の後側主点は前群の物体側頂点よりも像側にあ
ることになる。そのため、前群と後群の空気間隔を大き
くするためには、前群と後群の空気間隔を大きくするこ
とが必要となる。本発明では、このような光学系におい
て、従来光学系の後方に配置されたローパスフィルタや
赤外線カットフィルタを前群と後群の間に配置した。そ
のため光学系の後方に間隔的余裕が生じるので、バック
フォーカスを短くすることができ、光学系の全長を短縮
できる。ここで、光学系の全長を短縮できる長さは、フ
ィルタの厚さをｔ，屈折率をｎとしたとき、ｔ／ｎであ
る。これはバックフォーカスをｔだけ短くできる代わり
に、前群と後群との空気換算長を一定に保つためｔ（１
−１／ｎ）だけ前後群間隔を大きくするためである。
【０００８】また、バックフォーカスを短くすると、前
群の屈折力を弱くすることができる。そのため、後群に
入射する光束の拡がりを抑えられ、球面収差、その他の
補正が容易となる。したがって少ないレンズ構成枚数で
も十分に高性能な光学系を設計することができる。
群の屈折力を弱くすることができる。そのため、後群に
入射する光束の拡がりを抑えられ、球面収差、その他の
補正が容易となる。したがって少ないレンズ構成枚数で
も十分に高性能な光学系を設計することができる。
【０００９】前群と後群の空気間隔をｄ12、前群の焦点
距離をｆ1 とすると、次の条件を満たすことが望まし
い。
距離をｆ1 とすると、次の条件を満たすことが望まし
い。
【００１０】ｄ12≧２．０ｍｍ ・・・・（１）式 ｜ｄ12／ｆ1 ｜≦１．８・・（２）式 ここでいう空気間隔ｄ12とは前群と後群との間に配置さ
れた光学部材中の長さを、その厚みを屈折率で割った値
として計算したものである。条件（１）式よりｄ12が小
さくなるとフィルタを前群と後群の間に配置することが
困難となる。また、条件（２）式の上限を越えてｄ12が
大きくなると、バックフォーカスが長くなるので望まし
くない。
れた光学部材中の長さを、その厚みを屈折率で割った値
として計算したものである。条件（１）式よりｄ12が小
さくなるとフィルタを前群と後群の間に配置することが
困難となる。また、条件（２）式の上限を越えてｄ12が
大きくなると、バックフォーカスが長くなるので望まし
くない。
【００１１】バックフォーカスを短くして、光学系全長
を十分に短縮するためにはｄ12はさらに次の条件を満た
すことが望ましい。
を十分に短縮するためにはｄ12はさらに次の条件を満た
すことが望ましい。
【００１２】 ｜ｄ12／ｆ1｜≦１．２・・・・・（３）式 本発明の光学系においてローパスフィルタとして回折型
のものを使用することができる。また、赤外線カットフ
ィルタとローパスフィルタとは一体となっている方が望
ましい。何故なら一体となっている方がフィルタ全体の
厚さを減らせるので、光学系の全長が短くなるからであ
る。
のものを使用することができる。また、赤外線カットフ
ィルタとローパスフィルタとは一体となっている方が望
ましい。何故なら一体となっている方がフィルタ全体の
厚さを減らせるので、光学系の全長が短くなるからであ
る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明に係わる実施例の小型撮像素子
用レンズについて説明する。
用レンズについて説明する。
【００１４】本発明は実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形可能であ
る。ここで、使用する記号について説明すると、 ｒ：レンズ面の曲率半径、 ｄ：面間距離、 ｎd：ｄ線に対する屈折率， ｆ：焦点距離 ｆb ：バックフォーカス ＦNO：Ｆナンバー ω：半画角 νd：ｄ線に対するアッベ数 また、非球面の形状は次の「数１」により表される。即
ち、
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形可能であ
る。ここで、使用する記号について説明すると、 ｒ：レンズ面の曲率半径、 ｄ：面間距離、 ｎd：ｄ線に対する屈折率， ｆ：焦点距離 ｆb ：バックフォーカス ＦNO：Ｆナンバー ω：半画角 νd：ｄ線に対するアッベ数 また、非球面の形状は次の「数１」により表される。即
ち、
【００１５】
【数１】
【００１６】但し、Ｘ：非球面の頂点を原点とし，光軸
に沿って物体側から像側に向かう座標 Ｋ：面の円錐定数 Ａ2i(i＝２，３，４，５）：非球面係数 Ｃ：曲率（１／ｒ） ｈ：光軸からの距離 また、各実施例において、赤外線カットフィルタは厚さ
２ｍｍ，屈折率１．５１４とし、ローパスフィルタは厚
さ１ｍｍ、屈折率１．４９２とした。
に沿って物体側から像側に向かう座標 Ｋ：面の円錐定数 Ａ2i(i＝２，３，４，５）：非球面係数 Ｃ：曲率（１／ｒ） ｈ：光軸からの距離 また、各実施例において、赤外線カットフィルタは厚さ
２ｍｍ，屈折率１．５１４とし、ローパスフィルタは厚
さ１ｍｍ、屈折率１．４９２とした。
【００１７】なお、後述の図１、３、５でＦｉは赤外線
カットフィルタ、ＬOはローパスフィルタ、Ｇはカバー
ガラスをそれぞれ示している。
カットフィルタ、ＬOはローパスフィルタ、Ｇはカバー
ガラスをそれぞれ示している。
【００１８】（実施例１）図１は、実施例１の小型固体
撮像素子用レンズの光学系断面を示す。さらに、本発明
に係わる実施例の光学データを表１に示す。
撮像素子用レンズの光学系断面を示す。さらに、本発明
に係わる実施例の光学データを表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】図２は、実施例１のレンズの球面収差、非
点収差、歪曲収差を示す。図のように各収差とも良く補
正され優秀な小型固体撮像素子用レンズとなっている。
点収差、歪曲収差を示す。図のように各収差とも良く補
正され優秀な小型固体撮像素子用レンズとなっている。
【００２１】（実施例２）図３は、実施例２の小型固体
撮像素子用レンズの光学系断面を示す。さらに、本発明
に係わる実施例の光学データを表２に示す。
撮像素子用レンズの光学系断面を示す。さらに、本発明
に係わる実施例の光学データを表２に示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】図４は、実施例２のレンズの球面収差、非
点収差、歪曲収差を示す。図のように各収差とも良く補
正され優秀な小型固体撮像素子用レンズとなっている。
点収差、歪曲収差を示す。図のように各収差とも良く補
正され優秀な小型固体撮像素子用レンズとなっている。
【００２４】（実施例３）図５は、実施例３の小型固体
撮像素子用レンズの光学系断面を示す。さらに、本発明
に係わる実施例の光学データを表３に示す。
撮像素子用レンズの光学系断面を示す。さらに、本発明
に係わる実施例の光学データを表３に示す。
【００２５】
【表３】
【００２６】図６は、実施例３のレンズの球面収差、非
点収差、歪曲収差を示す。図のように各収差とも良く補
正され優秀な小型固体撮像素子用レンズとなっている。
点収差、歪曲収差を示す。図のように各収差とも良く補
正され優秀な小型固体撮像素子用レンズとなっている。
【００２７】以上に掲げた実施例は、いずれもバックフ
ォーカスｆbが４から５ｍｍ程度であるため、全長も１
９ｍｍから２３ｍｍ程度とコンパクトなものになってい
る。
ォーカスｆbが４から５ｍｍ程度であるため、全長も１
９ｍｍから２３ｍｍ程度とコンパクトなものになってい
る。
【００２８】
【発明の効果】以上のように構成したので、小型で、レ
ンズ構成枚数の少ない、広角系の小型固体撮像素子用レ
ンズを得ることができた。
ンズ構成枚数の少ない、広角系の小型固体撮像素子用レ
ンズを得ることができた。
【図１】本発明に係わる実施例１の光学系断面図であ
る。
る。
【図２】本発明に係わる実施例１の球面収差、非点収
差、歪曲収差の各収差図である。
差、歪曲収差の各収差図である。
【図３】本発明に係わる実施例２の光学系断面図であ
る。
る。
【図４】本発明に係わる実施例２の球面収差、非点収
差、歪曲収差の各収差図である。
差、歪曲収差の各収差図である。
【図５】本発明に係わる実施例３の光学系断面図であ
る。
る。
【図６】本発明に係わる実施例３の球面収差、非点収
差、歪曲収差の各収差図である。
差、歪曲収差の各収差図である。
１ １面 ２ ２面 ３ ３面 ４ ４面 ５ ５面 ６ ６面 ７ ７面 ８ ８面 ９ ９面 １０ １０面 １１ １１面 １２ １２面 １３ １３面 Ｆｉ 赤外線カットフィルタ ＬO ローパスフィルタ Ｇ カバーガラス
Claims (4)
- 【請求項１】 物体側より順に、負の屈折力を有する前
群と、正の屈折力を有する後群とからなり、該前群の後
側主点が前群の物体側頂点よりも像側にある光学系にお
いて、ローパスフィルタを前群と後群の間に配置したこ
とを特徴とする小型固体撮像素子用レンズ。 - 【請求項２】 赤外線カットフィルタを前記前群と後群
との間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の小
型固体撮像素子用レンズ。 - 【請求項３】 前群と後群の空気間隔をｄ12、前群の焦
点距離をｆ1としたとき、 ｄ12≧２．０ｍｍ ｜ｄ12／ｆ1｜≦１．８ の条件を満足することを特徴とする請求項１または請求
項２に記載の小型固体撮像素子用レンズ。 - 【請求項４】 前記前群を両凹レンズまたは物体側に凸
であるメニスカスレンズとすると共に前記後群を正の屈
折力を有する単レンズと、接合レンズによって構成した
ことを特徴とする請求項１または３に記載の小型固体撮
像素子用レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7296896A JPH09138342A (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | 小型固体撮像素子用レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7296896A JPH09138342A (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | 小型固体撮像素子用レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09138342A true JPH09138342A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=17839573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7296896A Pending JPH09138342A (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | 小型固体撮像素子用レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09138342A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09269450A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡対物レンズ |
| JPH09318876A (ja) * | 1996-03-22 | 1997-12-12 | Nikon Corp | 投射レンズ系及びそれを備えた投射装置 |
| JPH11119093A (ja) * | 1997-10-09 | 1999-04-30 | Mark:Kk | レトロフォーカス型広角レンズ |
| JP2001159732A (ja) * | 1999-12-02 | 2001-06-12 | Nikon Corp | 超広角レンズ及び該レンズを備える撮影装置 |
| WO2013018748A1 (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-07 | 株式会社オプトロジック | 撮像レンズ |
| JP2016206336A (ja) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡用対物レンズおよび内視鏡 |
| WO2021046698A1 (zh) * | 2019-09-09 | 2021-03-18 | 南昌欧菲精密光学制品有限公司 | 光学成像系统、取像装置及电子设备 |
-
1995
- 1995-11-15 JP JP7296896A patent/JPH09138342A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09318876A (ja) * | 1996-03-22 | 1997-12-12 | Nikon Corp | 投射レンズ系及びそれを備えた投射装置 |
| JPH09269450A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡対物レンズ |
| JPH11119093A (ja) * | 1997-10-09 | 1999-04-30 | Mark:Kk | レトロフォーカス型広角レンズ |
| JP2001159732A (ja) * | 1999-12-02 | 2001-06-12 | Nikon Corp | 超広角レンズ及び該レンズを備える撮影装置 |
| WO2013018748A1 (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-07 | 株式会社オプトロジック | 撮像レンズ |
| JP2016206336A (ja) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡用対物レンズおよび内視鏡 |
| WO2021046698A1 (zh) * | 2019-09-09 | 2021-03-18 | 南昌欧菲精密光学制品有限公司 | 光学成像系统、取像装置及电子设备 |
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