廣角物鏡光學系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種在內窺鏡、監視攝像機等中利用的小型的廣角物鏡光學系統，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系統。
【背景技術】
[0002] 近年來，(XD、CM0S傳感器等固體攝像兀件的尚精細化以及尚像素化正在發展。另 一方面，對于在內窺鏡、監視攝像機等中應用的物鏡，一直以來期望攝影范圍擴大、即廣角 化。并且，在內窺鏡中，需要在前端部配置照明用光學系統、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。對于監視攝像機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系統，例如在專利文獻1~專利文獻3中公開了分別 從物體側起依次由負的折射率的第一透鏡、負的折射率的第二透鏡、亮度光圈、正的折射率 的第三透鏡構成的物鏡光學系統。在這些各物鏡光學系統中，為了減小前端部的外徑并實 現廣角化，而將第一透鏡設為負的折射率，盡可能地將亮度光圈配置在物體側來將入射光 瞳配置于前部。
[0004] 另外，對于這樣的物鏡光學系統，還期望降低制造成本，在便攜式電話等中，利用 使用了塑料光學材料的注射模塑成型技術在短時間內大量地制作透鏡，由此實現了成本降 低。
[0005] 并且，為了支持固體攝像元件的高精細、高像素化，需要將物鏡光學系統中所產生 的像差抑制得更小，為了實現廣角化，而需要將對周邊性能產生較強影響的倍率的色像差 抑制得特別小。
[0006] 專利文獻1 :日本特開平10-20189號公報
[0007] 專利文獻2 :日本特開平10-197787公報
[0008] 專利文獻3 :日本特開昭61-162021公報

【發明內容】

[0009] 發明要解決的問題
[0010] 然而，在專利文獻1的物鏡光學系統中，由于各透鏡的折射力配置在使透鏡全長 縮短的方面發揮作用，因此必須使用很多的折射率高的玻璃材料，從而導致制造成本提高。 在專利文獻2的物鏡光學系統中，構成透鏡片數過少，從而對于攝像元件的高精細化和廣 角化來說成像性能不足。在專利文獻3的物鏡光學系統中，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生于前部，從而前端部的外徑變大。
[0011] 本發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系統，該 廣角物鏡光學系統使像差校正良好，還適合于高精細、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] 為了達成上述目的，本發明提供以下方案。
[0014] 本發明的一個實施方式是廣角物鏡光學系統，該廣角物鏡光學系統從物體側起向 像側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起向 像側依次具備具有負的折射力的第一透鏡、物體側的面為凹面且具有負的折射力的第二透 鏡、亮度光圈以及具有正的折射力的第三透鏡，該廣角物鏡光學系統滿足下面的條件式。
[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是廣角物鏡光學系統整 體的焦距。
[0018] 根據本方式，通過將廣角物鏡光學系統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擔。因而，能夠以少的透鏡片數來得到高性能的物鏡光學系統。
[0019] 另外，第一透鏡組從物體側起向像側依次具備具有負的折射力的第一透鏡、物體 側的面為凹面且具有負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，因此能夠使物鏡光學系統的前端部的外徑小 徑化。
[0020] 這樣，根據本方式，使像差校正良好，還適合于高精細、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的具有折射力的曲面到第二透鏡組的最靠物 體側的具有折射力的曲面為止的空氣間隔。
[0024] 通過這樣，能夠適當地校正軸外像差，并且能夠實現前端部的小徑化。
[0025] 另外，在上述方式中，優選為上述第二透鏡組從物體側起向像側依次具備具有正 的折射力的第四透鏡、具有負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成片數和低折射率的光學構件適當地校正倍率色 像差、像散差以及像面彎曲，因此能夠實現高性能的同時降低制造成本。
[0027] 另外，在上述方式中，優選為上述第二透鏡組從物體側起向像側依次具備具有正 的折射力的第四透鏡、具有負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構件適當地校正倍率色像差、像散差以及像 面彎曲，因此能夠實現高性能的同時降低制造成本。
[0029] 另外，在上述方式中，優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，能夠適當地校正像面彎曲、像散差、慧差、倍率色像差等軸外像差。
[0033] 另外，在上述方式中，優選滿足下面的條件式。
[0034] -0· 3 < f/fl2 < 0· 0 · · · (5)
[0035] 其中，Π 2是第一透鏡組的負的折射力的第二透鏡的焦距。
[0036] 通過這樣，能夠適當地校正像面彎曲、像散差、慧差、倍率色像差等軸外像差。
[0037] 發明的效果
[0038] 根據本發明，起到如下的效果：使像差校正良好，還適合于高精細、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是表示本發明的一個實施方式所涉及的廣角物鏡光學系統的整體結構的截 面圖。
[0040] 圖2是與無焦點的配置有關的說明圖。
[0041] 圖3是表示本發明的一個實施方式的另一例所涉及的廣角物鏡光學系統的整體 結構的截面圖。
[0042] 圖4是表示本發明的一個實施方式的又一例所涉及的廣角物鏡光學系統的整體 結構的截面圖。
[0043] 圖5是表示本發明的實施例1所涉及的廣角物鏡光學系統的整體結構的截面圖。
[0044] 圖6是圖5的廣角物鏡光學系統的像差曲線圖。
[0045] 圖7是表示本發明的實施例2所涉及的廣角物鏡光學系統的整體結構的截面圖。
[0046] 圖8是圖7的廣角物鏡光學系統的像差曲線圖。
[0047] 圖9是表示本發明的實施例3所涉及的廣角物鏡光學系統的整體結構的截面圖。
[0048] 圖10是圖9的廣角物鏡光學系統的像差曲線圖。
[0049] 圖11是表示本發明的實施例4所涉及的廣角物鏡光學系統的整體結構的截面圖。
[0050] 圖12是圖11的廣角物鏡光學系統的像差曲線圖。
[0051] 圖13是表示本發明的實施例5所涉及的廣角物鏡光學系統的整體結構的截面圖。
[0052] 圖14是圖13的廣角物鏡光學系統的像差曲線圖。
[0053] 圖15是表示本發明的實施例6所涉及的廣角物鏡光學系統的整體結構的截面圖。
[0054] 圖16是圖15的廣角物鏡光學系統的像差曲線圖。
[0055] 圖17是表示本發明的實施例7所涉及的廣角物鏡光學系統的整體結構的截面圖。
[0056] 圖18是圖17的廣角物鏡光學系統的像差曲線圖。
[0057] 圖19是表示本發明的實施例8所涉及的廣角物鏡光學系統的整體結構的截面圖。
[0058] 圖20是圖19的廣角物鏡光學系統的像差曲線圖。
[0059] 圖21是表示本發明的實施例9所涉及的廣角物鏡光學系統的整體結構的截面圖。
[0060] 圖22是圖21的廣角物鏡光學系統的像差曲線圖。
【具體實施方式】
[0061] 下面，參照【附圖說明】本發明的一個實施方式所涉及的廣角物鏡光學系統。
[0062] 圖1示出了表示本實施方式所涉及的廣角物鏡光學系統的整體結構的截面圖。如 圖1所示，廣角物鏡光學系統從物體側起向像側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從物體側起向像側依次具備具有負的折射力的（下面，僅稱為"負 的")第一透鏡L1、物體側的面為凹面且負的第二透鏡L2、亮度光圈S以及正的第三透鏡L3。
[0064] 正的第二透鏡組G2從物體側起依次具有正的第四透鏡L4、負的第五透鏡L5以及 正的第六透鏡L6。
[0065] 而且，在廣角物鏡光學系統的像面附近配置未圖示的攝像元件，構成了廣角物鏡 光學系統和攝像光學系統。在攝像元件上粘貼有用于保護攝像面的平行平板F。
[0066] 如本實施方式那樣，將廣角物鏡光學系統分為第一透鏡組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的前組Gln和正的后組Glp，將其配置設為無 焦點。由此，能夠高性能地校正廣角物鏡光學系統的像差，抑制透鏡構成片數，并以能夠使 用塑料光學材料那樣的低折射率構成，并且能夠實現廣角化。
[0067] 在此，無焦點的配置是指，如圖2所示，在第二透鏡組的焦距f2下，構成第一透鏡 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)