廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在內(nèi)窺鏡、監(jiān)視攝像機(jī)等中利用的小型的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)，特 別是涉及一種具有視角為100°以上的視角的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，(XD、CM0S傳感器等固體攝像兀件的尚精細(xì)化以及尚像素化正在發(fā)展。另 一方面，對于在內(nèi)窺鏡、監(jiān)視攝像機(jī)等中應(yīng)用的物鏡，一直以來期望攝影范圍擴(kuò)大、即廣角 化。并且，在內(nèi)窺鏡中，需要在前端部配置照明用光學(xué)系統(tǒng)、用于使處置器具貫穿的通道、送 氣/送水用的噴嘴，因此期望物鏡的前端部小徑化。對于監(jiān)視攝像機(jī)也期望前端部的小徑 化使得透鏡的存在不明顯。
[0003] 作為這樣的廣角的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，例如在專利文獻(xiàn)1~專利文獻(xiàn)3中公開了分別 從物體側(cè)起依次由負(fù)的折射率的第一透鏡、負(fù)的折射率的第二透鏡、亮度光圈、正的折射率 的第三透鏡構(gòu)成的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。在這些各物鏡光學(xué)系統(tǒng)中，為了減小前端部的外徑并實 現(xiàn)廣角化，而將第一透鏡設(shè)為負(fù)的折射率，盡可能地將亮度光圈配置在物體側(cè)來將入射光 瞳配置于前部。
[0004] 另外，對于這樣的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，還期望降低制造成本，在便攜式電話等中，利用 使用了塑料光學(xué)材料的注射模塑成型技術(shù)在短時間內(nèi)大量地制作透鏡，由此實現(xiàn)了成本降 低。
[0005] 并且，為了支持固體攝像元件的高精細(xì)、高像素化，需要將物鏡光學(xué)系統(tǒng)中所產(chǎn)生 的像差抑制得更小，為了實現(xiàn)廣角化，而需要將對周邊性能產(chǎn)生較強(qiáng)影響的倍率的色像差 抑制得特別小。
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平10-20189號公報
[0007] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開平10-197787公報
[0008] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開昭61-162021公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的問題
[0010] 然而，在專利文獻(xiàn)1的物鏡光學(xué)系統(tǒng)中，由于各透鏡的折射力配置在使透鏡全長 縮短的方面發(fā)揮作用，因此必須使用很多的折射率高的玻璃材料，從而導(dǎo)致制造成本提高。 在專利文獻(xiàn)2的物鏡光學(xué)系統(tǒng)中，構(gòu)成透鏡片數(shù)過少，從而對于攝像元件的高精細(xì)化和廣 角化來說成像性能不足。在專利文獻(xiàn)3的物鏡光學(xué)系統(tǒng)中，由于第一透鏡、第二透鏡的折射 力配置和形狀而未能使入射光瞳位置產(chǎn)生于前部，從而前端部的外徑變大。
[0011] 本發(fā)明是鑒于上述的情況而完成的，其目的在于提供一種廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)，該 廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)使像差校正良好，還適合于高精細(xì)、高像素的固體攝像元件，同時前端部 的外徑小，能夠降低制造成本。
[0012] 用于解決問題的方案
[0013] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供以下方案。
[0014] 本發(fā)明的一個實施方式是廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)，該廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)起向 像側(cè)依次具備第一透鏡組和具有正的折射力的第二透鏡組，上述第一透鏡組從物體側(cè)起向 像側(cè)依次具備具有負(fù)的折射力的第一透鏡、物體側(cè)的面為凹面且具有負(fù)的折射力的第二透 鏡、亮度光圈以及具有正的折射力的第三透鏡，該廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)滿足下面的條件式。
[0015] -0· 5 < f/fl < 0· 5 · · · (1)
[0016] 0· 3 < f/f2 < 0· 7 · · · (2)
[0017] 其中，Π 是第一透鏡組的焦距，f2是第二透鏡組的焦距，f是廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)整 體的焦距。
[0018] 根據(jù)本方式，通過將廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)分為第一透鏡組和具有正的折射力的第二 透鏡組這兩個透鏡組，能夠針對各透鏡組個別獨(dú)立地校正像差，并能夠在兩個透鏡組間均 衡地分配像差校正的負(fù)擔(dān)。因而，能夠以少的透鏡片數(shù)來得到高性能的物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
[0019] 另外，第一透鏡組從物體側(cè)起向像側(cè)依次具備具有負(fù)的折射力的第一透鏡、物體 側(cè)的面為凹面且具有負(fù)的折射力的第二透鏡、亮度光圈以及具有正的折射力的第三透鏡， 由此能夠使入射光瞳位置盡可能地在物體側(cè)，因此能夠使物鏡光學(xué)系統(tǒng)的前端部的外徑小 徑化。
[0020] 這樣，根據(jù)本方式，使像差校正良好，還適合于高精細(xì)、高像素的固體攝像元件，同 時如端部的外徑小，能夠降低制造成本。
[0021] 另外，在上述方式中，優(yōu)選滿足下面的條件式。
[0022] 0· 8 < D/f < 1. 2 · · · (3)
[0023] 其中，D是從第一透鏡組的最靠像側(cè)的具有折射力的曲面到第二透鏡組的最靠物 體側(cè)的具有折射力的曲面為止的空氣間隔。
[0024] 通過這樣，能夠適當(dāng)?shù)匦ＵS外像差，并且能夠?qū)崿F(xiàn)前端部的小徑化。
[0025] 另外，在上述方式中，優(yōu)選為上述第二透鏡組從物體側(cè)起向像側(cè)依次具備具有正 的折射力的第四透鏡、具有負(fù)的折射力的第五透鏡以及具有正的折射力的第六透鏡。
[0026] 通過這樣，能夠通過少的透鏡構(gòu)成片數(shù)和低折射率的光學(xué)構(gòu)件適當(dāng)?shù)匦Ｕ堵噬?像差、像散差以及像面彎曲，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的同時降低制造成本。
[0027] 另外，在上述方式中，優(yōu)選為上述第二透鏡組從物體側(cè)起向像側(cè)依次具備具有正 的折射力的第四透鏡、具有負(fù)的折射力的第五透鏡、具有正的折射力的第六透鏡以及具有 正的折射力的第七透鏡。
[0028] 通過這樣，能夠通過低折射率的光學(xué)構(gòu)件適當(dāng)?shù)匦Ｕ堵噬癫?、像散差以及?面彎曲，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的同時降低制造成本。
[0029] 另外，在上述方式中，優(yōu)選滿足下面的條件式。
[0030] 0· 5 < f/fl3 < 0· 9 · · · (4)
[0031] 其中，Π 3是上述第一透鏡組的具有正的折射力的第三透鏡的焦距。
[0032] 通過這樣，能夠適當(dāng)?shù)匦Ｕ衩鎻澢⑾裆⒉?、慧差、倍率色像差等軸外像差。
[0033] 另外，在上述方式中，優(yōu)選滿足下面的條件式。
[0034] -0· 3 < f/fl2 < 0· 0 · · · (5)
[0035] 其中，Π 2是第一透鏡組的負(fù)的折射力的第二透鏡的焦距。
[0036] 通過這樣，能夠適當(dāng)?shù)匦Ｕ衩鎻澢⑾裆⒉?、慧差、倍率色像差等軸外像差。
[0037] 發(fā)明的效果
[0038] 根據(jù)本發(fā)明，起到如下的效果：使像差校正良好，還適合于高精細(xì)、高像素的固體 攝像元件，同時前端部的外徑小，能夠降低制造成本。
【附圖說明】
[0039] 圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截 面圖。
[0040] 圖2是與無焦點(diǎn)的配置有關(guān)的說明圖。
[0041] 圖3是表示本發(fā)明的一個實施方式的另一例所涉及的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體 結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0042] 圖4是表示本發(fā)明的一個實施方式的又一例所涉及的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體 結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0043] 圖5是表示本發(fā)明的實施例1所涉及的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0044] 圖6是圖5的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的像差曲線圖。
[0045] 圖7是表示本發(fā)明的實施例2所涉及的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0046] 圖8是圖7的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的像差曲線圖。
[0047] 圖9是表示本發(fā)明的實施例3所涉及的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0048] 圖10是圖9的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的像差曲線圖。
[0049] 圖11是表示本發(fā)明的實施例4所涉及的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0050] 圖12是圖11的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的像差曲線圖。
[0051] 圖13是表示本發(fā)明的實施例5所涉及的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0052] 圖14是圖13的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的像差曲線圖。
[0053] 圖15是表示本發(fā)明的實施例6所涉及的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0054] 圖16是圖15的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的像差曲線圖。
[0055] 圖17是表示本發(fā)明的實施例7所涉及的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0056] 圖18是圖17的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的像差曲線圖。
[0057] 圖19是表示本發(fā)明的實施例8所涉及的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0058] 圖20是圖19的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的像差曲線圖。
[0059] 圖21是表示本發(fā)明的實施例9所涉及的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0060] 圖22是圖21的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的像差曲線圖。
【具體實施方式】
[0061] 下面，參照【附圖說明】本發(fā)明的一個實施方式所涉及的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)。
[0062] 圖1示出了表示本實施方式所涉及的廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。如 圖1所示，廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)起向像側(cè)依次具備第一透鏡組Gl和具有正的折射力 的（下面，僅稱為"正的"）第二透鏡組G2。
[0063] 第一透鏡組Gl從物體側(cè)起向像側(cè)依次具備具有負(fù)的折射力的（下面，僅稱為"負(fù) 的")第一透鏡L1、物體側(cè)的面為凹面且負(fù)的第二透鏡L2、亮度光圈S以及正的第三透鏡L3。
[0064] 正的第二透鏡組G2從物體側(cè)起依次具有正的第四透鏡L4、負(fù)的第五透鏡L5以及 正的第六透鏡L6。
[0065] 而且，在廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的像面附近配置未圖示的攝像元件，構(gòu)成了廣角物鏡 光學(xué)系統(tǒng)和攝像光學(xué)系統(tǒng)。在攝像元件上粘貼有用于保護(hù)攝像面的平行平板F。
[0066] 如本實施方式那樣，將廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)分為第一透鏡組Gl和正的折射力的第 二透鏡組G2兩個，并且，將第一透鏡組分為負(fù)的前組Gln和正的后組Glp，將其配置設(shè)為無 焦點(diǎn)。由此，能夠高性能地校正廣角物鏡光學(xué)系統(tǒng)的像差，抑制透鏡構(gòu)成片數(shù)，并以能夠使 用塑料光學(xué)材料那樣的低折射率構(gòu)成，并且能夠?qū)崿F(xiàn)廣角化。
[0067] 在此，無焦點(diǎn)的配置是指，如圖2所示，在第二透鏡組的焦距f2下，構(gòu)成第一透鏡 組Gl的前組的焦距fgln、后組的焦距fglp以及Gln與Glp之間的主點(diǎn)間隔Dnp大致滿足 下面的式（A)。
[0068] Dnp N fglp+fgln · · · (A)
[0069] 另外，此時，整體的焦距f接近下面的式（B)。
[0070] f N -fgln/fglp X f2 · · · (B)