(57)【要約】  撮像装置は、複数のレンズを有する光学系と、光学系の像位置に配置された撮像素子と、を有し、光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、明るさ絞りＳと、第３レンズＬ３と、を有し、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３は、いずれも屈折率が１．７０以下の材料から形成され、以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする。  ２．０＜Σｄ／ＦＬ＜５．５      （１）  ０．５＜Φ１Ｌ／ＩＨ＜３．０      （２）
2017068726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズを有する光学系と、
前記光学系の像位置に配置された撮像素子と、を有し、
前記光学系は、物体側から順に、
負の屈折力を有する第１レンズと、
正の屈折力を有する第２レンズと、
明るさ絞りと、
第３レンズと、を有し、
前記第１レンズ、前記第２レンズ及び前記第３レンズは、いずれも屈折率が１．７０以下の材料から形成され、
以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする撮像装置。
２．０＜Σｄ／ＦＬ＜５．５      （１）
０．５＜Φ１Ｌ／ＩＨ＜３．０      （２）
ここで、
Σｄは、前記第１レンズの物体側面から最も像側に位置するレンズ面までの距離、
ＦＬは、前記光学系全系の焦点距離、
ＩＨは、前記最大像高、
Φ１Ｌは、前記第１レンズの物体側面における有効口径、
である。
【請求項２】
前記第３レンズの最も物体側の面は、物体側に向いた凸面であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
半画角が６５度以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
０．７＜ｆ２／ｆ３＜５      （３）
ここで、
ｆ２は、前記第２レンズの焦点距離、
ｆ３は、前記第３レンズの焦点距離、
である。
【請求項５】
横軸をνｄ２、及び縦軸をθｇＦ２とする直交座標系において、
θｇＦ２＝αｐ×νｄ２＋β、但し、αｐ＝−０．００５、で表される直線を設定したときに、
以下の条件式（４）の範囲の下限値であるときの直線、及び上限値であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（５）で定まる領域との両方の領域に、前記第２レンズのνｄ２とθｇＦ２が含まれることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。
０．７５０＜β＜０．７７５      （４）
１２＜νｄ２＜３０      （５）
ここで、
θｇＦ２は、前記第２レンズの部分分散比（ｎｇ２−ｎＦ２)／（ｎＦ２−ｎＣ２）、
νｄ２は、前記第２レンズのアッベ数（ｎｄ２−１)／（ｎＦ２−ｎＣ２）、
ｎｄ２、ｎＣ２、ｎＦ２、ｎｇ２は、各々、前記第２レンズのｄ線、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線における屈折率、
である。
【請求項６】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像装置。
−１．５＜（Ｒ３Ｌ＋Ｒ３Ｒ）／（Ｒ３Ｌ−Ｒ３Ｒ）＜２      （６）
ここで、
Ｒ３Ｌは、前記第３レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ３Ｒは、前記第３レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
【請求項７】
以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の撮像装置。
−４．０＜ｆ１／ＦＬ＜−１．０      （７）
ここで、
ｆ１は、前記第１レンズの焦点距離、
ＦＬは、前記光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項８】
以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置。
０．８＜（Ｒ１Ｌ＋Ｒ１Ｒ）／（Ｒ１Ｌ−Ｒ１Ｒ）＜１．２      （８）
ここで、
Ｒ１Ｌは、前記第１レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ１Ｒは、前記第１レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
【請求項９】
以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の撮像装置。
１．５＜Ｄ１Ｌｓ／ＦＬ＜５      （９）
ここで、
Ｄ１Ｌｓは、前記第１レンズの物体側面から前記明るさ絞りまでの距離、
ＦＬは、前記光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項１０】
以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の撮像装置。
−０．１＜ｆ１／Ｒ１Ｌ＜０．１      （１０）
ここで、
Ｒ１Ｌは、前記第１レンズの物体側面の近軸曲率半径、
ｆ１は、前記第１レンズの焦点距離、
である。
【請求項１１】
以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の撮像装置。
αmax-αmin＜４．０×１０−５／℃      （１１）
ここで、
αmaxは、前記複数のレンズの２０度における線膨張係数のうちで、最も大きな線膨張係数、
αminは、前記複数のレンズの２０度における線膨張係数のうちで、最も小さな線膨張係数、
である。
【請求項１２】
以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の撮像装置。
０．８５＜ｎｄ１／ｎｄ２＜１      （１２）
ここで、
ｎｄ１は、前記第１レンズのｄ線における屈折率、
ｎｄ２は、前記第２レンズのｄ線における屈折率、
である。
【請求項１３】
以下の条件式（１３）を満足することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の撮像装置。
１５．０＜νｄ１−νｄ２＜４０．０      （１３）
ここで、
νｄ１は、前記第１レンズのアッベ数、
νｄ２は、前記第２レンズのアッベ数、
である。
【請求項１４】
以下の条件式（１４）を満足することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の撮像装置。
２．０＜Σｄ／Ｄmaxair＜７      （１４）
ここで、
Σｄは、前記第１レンズの物体側面から最も像側に位置するレンズ面までの距離、
Ｄmaxairは、前記第１レンズの物体側面から前記最も像側に位置するレンズ面までの間の空気間隔のうちで、最も大きな空気間隔、
である。
【請求項１５】
以下の条件式（１５）を満足することを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の撮像装置。
０．２５＜Ｄ２／ＦＬ＜２      （１５）
ここで、
Ｄ２は、前記第２レンズの厚み、
ＦＬは、前記光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項１６】
以下の条件式（１６）を満足することを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の撮像装置。
１．２＜ｆ２／ＦＬ＜５      （１６）
ここで、
ｆ２は、前記第２レンズの焦点距離、
ＦＬは、前記光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項１７】
前記光学系よりも物体側に、光を透過する光学部材を有し、
前記光学部材の両面は共に曲面であることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１８】
以下の条件式（１７）を満足することを特徴とする請求項１７に記載の撮像装置。
１００＜｜Ｆｃ／ＦＬ｜      （１７）
ここで、
Ｆｃは、前記光学部材の焦点距離、
ＦＬは、前記光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項１９】
請求項１から１８の何れか一項に記載の撮像装置と、信号処理回路と、を備えることを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びそれを備えた光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡やデジタルカメラ等の光学装置では、広い範囲を撮像できることが望まれている。そのため、これらの光学装置の対物光学系には、画角が広いことが望まれている。【０００３】
内視鏡には、スコープ部を有する内視鏡（以下、「スコープ型内視鏡」という）とカプセル内視鏡とがある。スコープ型内視鏡の対物光学系やカプセル内視鏡の対物光学系（以下、「内視鏡の対物光学系」という）では、広角化が望まれている。内視鏡の対物光学系に望まれている画角は、一般的には、１３０度以上である。【０００４】
また、スコープ型内視鏡やカプセル内視鏡では、患者への負担を極力軽減し、操作者の操作性を向上することが望まれている。そのために、スコープ型内視鏡では、先端硬性部の長さを短くすることが望まれ、カプセル内視鏡では、全長を短くすることが望まれている。そこで、内視鏡の対物光学系には、光軸方向の長さを短くすることが求められている。このようなことから、内視鏡の対物光学系に関しては、光学系の全長を極力短くすることが重要である。【０００５】
一方で、上述の光学装置の対物光学系には、コストの低減が望まれている。コストを低減する手段としては、例えば、対物光学系を構成するレンズの枚数の削減がある。レンズの枚数を削減する種々の技術が、これまで提案がされている。【０００６】
しかしながら、レンズの枚数を削減し過ぎると、収差補正が不十分になる場合がある。そのため、少ないレンズ枚数で十分な収差補正を行おうとすると、広角化を実現することが困難になる。【０００７】
このようなことから、特に、内視鏡の対物光学系では、十分な収差補正と広角化の両立を図ることが技術上の課題となっている。また、内視鏡の対物光学系に関しては、単にレンズ枚数を削減するだけではなく、上述のように光学系の全長を極力短くすることが重要である。【０００８】
コストを低減するためには、レンズの枚数を削減するだけではなく、レンズの材料に安価な材料を用いることが好ましい。レンズの材料としては、ガラスや樹脂が知られている。このうち、樹脂は比較的安価である。このようなことから、レンズの材料としては、樹脂を使用することが好ましい。【０００９】
ただし、樹脂では、低価格になるほど屈折率が小さくなることが多い。レンズの屈折率が小さくなるほど、広角化や小型化が困難になる。このようなことから、比較的屈折率が小さい樹脂を用いても、広角化や小型化ができるように工夫する必要がある。【００１０】
少ないレンズ枚数で構成された撮像レンズが、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された撮像レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、第２レンズと、開口絞りと、正の屈折力を有する第３レンズと、からなる。【００１１】
第１レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状になっている。第２レンズでは、少なくとも一方の面が非球面になっている。第３レンズでは、像側の面が凸面で、少なくとも一方の面が非球面になっている。【００１２】
この撮影レンズでは、光学系の小型化を図るという観点から、レンズの枚数は３枚になっている。また、コスト低減の観点から、レンズの材料に樹脂を使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第４８１５３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１の撮影レンズは、広い画角という観点では画角が十分ではない。そのため、この撮影レンズで、さらに広角化をすすめようとすると、第１レンズの負の屈折力を大きくする必要がある。【００１５】
しかしながら、第１レンズの負の屈折力を大きくすると、第１レンズで像面湾曲や色収差が大きく発生する。これらの収差は正の屈折力を有するレンズで補正することになるが、特許文献１の撮影レンズでは、これらの収差が残ってしまう傾向が強い。その結果、特許文献１の撮像レンズでは、光学系の全長を短縮しようとすると、収差を良好に補正することが難しい。【００１６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、小型でありながら、広い画角を有すると共に、諸収差が良好に補正された光学系を備えた撮像装置を提供することを目的とする。また、小型でありながら、高解像で広角な画像が得られる光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、
複数のレンズを有する光学系と、
光学系の像位置に配置された撮像素子と、を有し、
光学系は、物体側から順に、
負の屈折力を有する第１レンズと、
正の屈折力を有する第２レンズと、
明るさ絞りと、
第３レンズと、を有し、
第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズは、いずれも屈折率が１．７０以下の材料から形成され、
以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする。
２．０＜Σｄ／ＦＬ＜５．５      （１）
０．５＜Φ１Ｌ／ＩＨ＜３．０      （２）
ここで、
Σｄは、第１レンズの物体側面から最も像側に位置するレンズ面までの距離、
ＦＬは、光学系全系の焦点距離、
ＩＨは、最大像高、
Φ１Ｌは、第１レンズの物体側面における有効口径、
である。【００１８】
また、本発明の光学装置は、
撮像装置と、信号処理回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、小型でありながら、広い画角を有すると共に、諸収差が良好に補正された光学系を備えた撮像装置を提供することができる。また、小型でありながら、高解像で広角な画像が得られる光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１の光学系の断面図と収差図であって、（ａ）はレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は収差図である。
【図２】実施例２の光学系の断面図と収差図であって、（ａ）はレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は収差図である。
【図３】実施例３の光学系の断面図と収差図であって、（ａ）はレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は収差図である。
【図４】実施例４の光学系の断面図と収差図であって、（ａ）はレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は収差図である。
【図５】実施例５の光学系の断面図と収差図であって、（ａ）はレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は収差図である。
【図６】実施例６の光学系の断面図と収差図であって、（ａ）はレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は収差図である。
【図７】実施例７の光学系の断面図と収差図であって、（ａ）はレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は収差図である。
【図８】実施例８の光学系の断面図と収差図であって、（ａ）はレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は収差図である。
【図９】実施例９の光学系の断面図と収差図であって、（ａ）はレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は収差図である。
【図１０】実施例１０の光学系の断面図と収差図であって、（ａ）はレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は収差図である。
【図１１】実施例１１の光学系の断面図と収差図であって、（ａ）はレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は収差図である。
【図１２】実施例１２の光学系の断面図と収差図であって、（ａ）はレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は収差図である。
【図１３】実施例１３の光学系の断面図である。
【図１４】カプセル内視鏡の概略構成を示す図である。
【図１５】車載カメラを示す図であって、（ａ）は車外に車載カメラを搭載した例を示す図、（ｂ）は車内に車載カメラを搭載した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施例の説明に先立ち、本発明のある態様にかかる実施形態の作用効果を説明する。なお、本実施形態の作用効果を具体的に説明するに際しては、具体的な例を示して説明することになる。しかし、後述する実施例の場合と同様に、それらの例示される態様はあくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、その態様には数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は例示される態様に限定されるものではない。
【００２２】
本実施形態の撮像装置は、複数のレンズを有する光学系と、光学系の像位置に配置された撮像素子と、を有し、光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、明るさ絞りと、第３レンズと、を有し、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズは、いずれも屈折率が１．７０以下の材料から形成され、以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする。
２．０＜Σｄ／ＦＬ＜５．５      （１）
０．５＜Φ１Ｌ／ＩＨ＜３．０      （２）
ここで、
Σｄは、第１レンズの物体側面から最も像側に位置するレンズ面までの距離、
ＦＬは、光学系全系の焦点距離、
ＩＨは、最大像高、
Φ１Ｌは、第１レンズの物体側面における有効口径、
である。
【００２３】
本実施形態の撮像装置の光学系は、第１レンズに負の屈折力を有するレンズを用いている。これにより、広い画角を確保することができる。
【００２４】
第１レンズを負の屈折力を有するレンズで構成した場合、第１レンズでは、像面湾曲や色収差が発生する。そこで、第１レンズの像側に、正の屈折力を有するレンズを配置して、像面湾曲や色収差を良好に補正している。
【００２５】
具体的には、第１レンズの像側に、正の屈折力を有する第２レンズを配置している。これにより、像面湾曲や色収差を良好に補正することができる。
【００２６】
また、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズは、いずれも屈折率が１．７０以下の材料から形成されている。各レンズの材料の屈折率が１．７０を上回らないようにすることで、温度変化、屈折率の製造誤差などによる焦点位置の変動を抑えることができる。
【００２７】
そして、本実施形態の撮像装置は、上述の条件式（１）、（２）を満足する。
【００２８】
条件式（１）は、光学系の全長と光学系全系の焦点距離の比に関する条件式である。条件式（１）を満足することで、光学系の小型化と広角化を達成することができる。
【００２９】
条件式（１）の下限値を上回ることで、光学系全系の焦点距離を小さくすることができる。その結果、光学系の画角をより広げることができる。条件式（１）の上限値を下回ることで、光学系の全長の増大を抑えることができる。その結果、光学系を小型化することができる。
【００３０】
条件式（２）は、最大像高と第１レンズにおける有効口径との比に関する条件式である。条件式（２）を満足することにより、光学系を小型化することができる。
【００３１】
条件式（２）の下限値を上回ることで、最大像高を小さく抑えることができる。そのため、撮像素子のサイズが大きくなりすぎない。その結果、撮像装置を小型化することができる。条件式（２）の上限値を下回ることで、第１レンズの径を小さく抑えることができる。その結果、光学系を小型化することができる。
【００３２】
条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）を満足することが好ましい。
２．２＜Σｄ／ＦＬ＜５．５      （１’）
条件式（１）に代えて、以下の条件式（１”）を満足することがより好ましい。
２．５＜Σｄ／ＦＬ＜５．２５      （１”）
【００３３】
条件式（２）に代えて、以下の条件式（２’）を満足することが好ましい。
０．８＜Φ１Ｌ／ＩＨ＜２．８      （２’）
条件式（２）に代えて、以下の条件式（２”）を満足することがより好ましい。
１．０＜Φ１Ｌ／ＩＨ＜２．５      （２”）
【００３４】
このように、本実施形態の撮像装置の光学系は、小型でありながら、広い画角を有すると共に、諸収差が良好に補正されている。よって、本実施形態の撮像装置の光学系によれば、小型でありながら、高い解像度を有する広角な光学像が得られる。また、本実施形態の撮像装置によれば、小型でありながら、広い画角を有すると共に、諸収差が良好に補正された光学系を備えた撮像装置を実現することができる。
【００３５】
本実施形態の撮像装置では、第３レンズの最も物体側の面は、物体側に向いた凸面であることが好ましい。
【００３６】
広角化のためには、第１レンズの負の屈折力を大きくすることが好ましい。しかしながら、第１レンズの負の屈折力を大きくすると、諸収差の発生量が大きくなる。この場合、第３レンズの屈折力を正の屈折力にして、第２レンズと共に第１レンズで増大した諸収差を良好に補正することが好ましい。
【００３７】
このとき、第３レンズの最も物体側の面を物体側に向いた凸面にすることで、第３レンズの正の屈折力を容易に大きくすることができる。その結果、第１レンズの負の屈折力を大きくしても、第１レンズで増大した諸収差を良好に補正することができる。
【００３８】
本実施形態の撮像装置では、半画角が６５度以上であることが好ましい。
【００３９】
このようにすることで、広い範囲を撮影することができる。
【００４０】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．７＜ｆ２／ｆ３＜５      （３）
ここで、
ｆ２は、第２レンズの焦点距離、
ｆ３は、第３レンズの焦点距離、
である。
【００４１】
条件式（３）は、第２レンズの焦点距離と第３レンズの焦点距離の比に関する条件式である。条件式（３）を満足することにより、光学系を小型化すると共に、色収差やコマ収差を良好に補正することができる。
【００４２】
条件式（３）の下限値を上回ることで、第３レンズの屈折力を適切な大きさにできる。その結果、軸外のコマ収差を良好に補正することができる。条件式（３）の上限値を下回ることで、第２レンズの屈折力を大きくすることができる。その結果、光学系の全長を短縮すると共に、第１レンズで発生する色収差を良好に補正できる。また、倍率色収差と軸上色収差を、共に良好に補正することができる。
【００４３】
条件式（３）に代えて、以下の条件式（３’）を満足することが好ましい。
０．８＜ｆ２／ｆ３＜４      （３’）
条件式（３）に代えて、以下の条件式（３”）を満足することがより好ましい。
０．９＜ｆ２／ｆ３＜４．５      （３”）
【００４４】
本実施形態の撮像装置では、横軸をνｄ２、及び縦軸をθｇＦ２とする直交座標系において、θｇＦ２＝αｐ×νｄ２＋β、但し、αｐ＝−０．００５、で表される直線を設定したときに、以下の条件式（４）の範囲の下限値であるときの直線、及び上限値であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（５）で定まる領域との両方の領域に、第２レンズのνｄ２とθｇＦ２が含まれることが好ましい。
０．７５０＜β＜０．７７５      （４）
１２＜νｄ２＜３０      （５）
ここで、
θｇＦ２は、第２レンズの部分分散比（ｎｇ２−ｎＦ２)／（ｎＦ２−ｎＣ２）、
νｄ２は、第２レンズのアッベ数（ｎｄ２−１)／（ｎＦ２−ｎＣ２）、
ｎｄ２、ｎＣ２、ｎＦ２、ｎｇ２は、各々、第２レンズのｄ線、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線における屈折率、
である。
【００４５】
このようにすることで、Ｆ線とＣ線とで色消しを行うことができ、更に、二次スペクトルについても十分に補正することができる。二次スペクトルとは、Ｆ線とＣ線で色消しを行ったときのｇ線における色収差である。
【００４６】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
−１．５＜（Ｒ３Ｌ＋Ｒ３Ｒ）／（Ｒ３Ｌ−Ｒ３Ｒ）＜２      （６）
ここで、
Ｒ３Ｌは、第３レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ３Ｒは、第３レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
【００４７】
条件式（６）は、第３レンズの形状に関する条件式である。
【００４８】
条件式（６）の下限値を上回ることで、球面収差を良好に補正することができる。その結果、良好な光学性能を保つことができる。条件式（６）の上限値を下回ることで、非点収差を良好に補正することができる。その結果、良好な光学性能を保つことができる。
【００４９】
条件式（６）に代えて、以下の条件式（６’）を満足することが好ましい。
−１．２＜（Ｒ３Ｌ＋Ｒ３Ｒ）／（Ｒ３Ｌ−Ｒ３Ｒ）＜１．８      （６’）
条件式（６）に代えて、以下の条件式（６”）を満足することがより好ましい。
−０．８＜（Ｒ３Ｌ＋Ｒ３Ｒ）／（Ｒ３Ｌ−Ｒ３Ｒ）＜１．５      （６”）
【００５０】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
−４．０＜ｆ１／ＦＬ＜−１．０      （７）
ここで、
ｆ１は、第１レンズの焦点距離、
ＦＬは、光学系全系の焦点距離、
である。
【００５１】
条件式（７）は、第１レンズの焦点距離と光学系全系の焦点距離の比に関する条件式である。条件式（７）を満足することで、光学系を小型化すると共に、色収差を良好に補正することができる。
【００５２】
条件式（７）の下限値を上回ることで、倍率色収差を良好に補正することができる。条件式（７）の上限値を下回ることで、軸上色収差を良好に補正することができる。また、光学系全体の主点を物体側に位置させることができるため、光学系を小型化することができる。
【００５３】
条件式（７）に代えて、以下の条件式（７’）を満足することが好ましい。
−３．５＜ｆ１／ＦＬ＜−１．１      （７’）
条件式（７）に代えて、以下の条件式（７”）を満足することがより好ましい。
−２．８＜ｆ１／ＦＬ＜−１．２      （７”）
【００５４】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
０．８＜（Ｒ１Ｌ＋Ｒ１Ｒ）／（Ｒ１Ｌ−Ｒ１Ｒ）＜１．２      （８）
ここで、
Ｒ１Ｌは、第１レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ１Ｒは、第１レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
【００５５】
条件式（８）は、第１レンズの形状に関する条件式である。
【００５６】
条件式（８）の下限値を上回ることで、非点収差を良好に補正することができる。その結果、良好な光学性能を保つことができる。条件式（８）の上限値を下回ることで、球面収差を良好に補正することができる。その結果、良好な光学性能を保つことができる。
【００５７】
条件式（８）に代えて、以下の条件式（８’）を満足することが好ましい。
０．９＜（Ｒ１Ｌ＋Ｒ１Ｒ）／（Ｒ１Ｌ−Ｒ１Ｒ）＜１．１５      （８’）
条件式（８）に代えて、以下の条件式（８”）を満足することがより好ましい。
０．９＜（Ｒ１Ｌ＋Ｒ１Ｒ）／（Ｒ１Ｌ−Ｒ１Ｒ）＜１．１      （８”）
【００５８】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
１．５＜Ｄ１Ｌｓ／ＦＬ＜５      （９）
ここで、
Ｄ１Ｌｓは、第１レンズの物体側面から明るさ絞りまでの距離、
ＦＬは、光学系全系の焦点距離、
である。
【００５９】
明るさ絞りの厚みが薄い場合、Ｄ１Ｌｓは、第１レンズの物体側面から明るさ絞りの物体側面までの距離、又は、第１レンズの物体側面から明るさ絞りの像側面までの距離になる。明るさ絞りがある程度の厚みを持つ場合、Ｄ１Ｌｓは、第１レンズの物体側面から明るさ絞りの物体側面までの距離になる。
【００６０】
条件式（９）の下限値を上回ることで、明るさ絞り（開口絞り）を、第１レンズの物体側面から遠ざけることができる。これにより、第１レンズにおいて、軸上光束が通過する位置と軸外光束が通過する位置とを離すことができる。その結果、軸上収差と軸外収差を、共に良好に補正することができる。条件式（９）の上限値を下回ることで、第１レンズから明るさ絞りまでの距離を短く抑えることができる。その結果、光学系の全長を短縮することができる。
【００６１】
条件式（９）に代えて、以下の条件式（９’）を満足することが好ましい。
１．８＜Ｄ１Ｌｓ／ＦＬ＜４．８      （９’）
条件式（９）に代えて、以下の条件式（９”）を満足することがより好ましい。
１．８＜Ｄ１Ｌｓ／ＦＬ＜４．５      （９”）
【００６２】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。
−０．１＜ｆ１／Ｒ１Ｌ＜０．１      （１０）
ここで、
Ｒ１Ｌは、第１レンズの物体側面の近軸曲率半径、
ｆ１は、第１レンズの焦点距離、
である。
【００６３】
条件式（１０）の下限値を上回ることで、像の周辺部で発生する収差を小さく抑えることができる。その結果、特に、非点収差を良好に補正することができる。条件式（１０）の上限値を下回ることで、像の中心部で発生する収差を小さく抑えることができる。その結果、特に、球面収差を良好に補正することができる。
【００６４】
条件式（１０）に代えて、以下の条件式（１０’）を満足することが好ましい。
−０．０９＜ｆ１／Ｒ１Ｌ＜０．０９      （１０’）
条件式（１０）に代えて、以下の条件式（１０”）を満足することがより好ましい。
−０．０８＜ｆ１／Ｒ１Ｌ＜０．０８      （１０”）
【００６５】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（１１）を満足することが好ましい。
αmax-αmin＜４．０×１０−５／℃      （１１）
ここで、
αmaxは、複数のレンズの２０度における線膨張係数のうちで、最も大きな線膨張係数、
αminは、複数のレンズの２０度における線膨張係数のうちで、最も小さな線膨張係数、
である。
【００６６】
条件式（１１）は、２つのレンズの線膨張係数の差をとったものである。線膨張係数は、２０度における線膨張係数である。本実施形態の光学系は、複数のレンズを有する。複数のレンズの各レンズでは、温度変化に伴って、レンズ形状や屈折率が変化する。そのため、温度変化に伴って、各レンズで焦点距離が変化する。
【００６７】
そこで、条件式（１１）を満足することで、温度変化に伴って各レンズで焦点距離が変化しても、光学系全体としては焦点距離を略一定に保つことができる。その結果、収差の変動、特に、球面収差の変動や像面湾曲の変動を抑えることができる。また、焦点位置の変動を小さくすることができる。
【００６８】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（１２）を満足することが好ましい。
０．８５＜ｎｄ１／ｎｄ２＜１      （１２）
ここで、
ｎｄ１は、第１レンズのｄ線における屈折率、
ｎｄ２は、第２レンズのｄ線における屈折率、
である。
【００６９】
条件式（１２）は、第１レンズの屈折率と第２レンズの屈折率との比に関する条件式である。この条件式は、光学系を小型化すると共に、像面湾曲を良好に補正するための条件である。
【００７０】
条件式（１２）の下限値を上回ることで、正レンズの屈折率を大きくすることができる。その結果、光学系の全長を短縮することができる。条件式（１２）の上限値を下回ることで、負レンズの屈折率を小さくすることができる。この場合、ペッツバール和を良好に補正できる。よって、条件式（１２）の下限値を上回ることは、ペッツバール和の補正に有利である。また、像面湾曲を良好に補正できる。
【００７１】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（１３）を満足することが好ましい。
１５．０＜νｄ１−νｄ２＜４０．０      （１３）
ここで、
νｄ１は、第１レンズのアッベ数、
νｄ２は、第２レンズのアッベ数、
である。
【００７２】
条件式（１３）は、第１レンズのアッベ数と第２レンズのアッベ数の差に関する条件式である。条件式（１３）を満足することで、色収差を良好に補正することができる。
【００７３】
条件式（１３）の下限値を上回ることで、軸上色収差を良好に補正することができる。条件式（１３）の上限値を下回ることで、倍率色収差を良好に補正することができる。
【００７４】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（１４）を満足することが好ましい。
２．０＜Σｄ／Ｄmaxair＜７      （１４）
ここで、
Σｄは、第１レンズの物体側面から最も像側に位置するレンズ面までの距離、
Ｄmaxairは、第１レンズの物体側面から最も像側に位置するレンズ面までの間の空気間隔のうちで、最も大きな空気間隔、
である。
【００７５】
空気間隔は、隣り合う２つのレンズの間隔である。また、隣り合う２つのレンズの間に明るさ絞りが位置する場合も、空気間隔は明るさ絞りの両側に位置する２つのレンズの間隔である。
【００７６】
条件式（１４）の下限値を上回ることで、レンズの肉厚を適正に保つことができる。その結果、レンズの加工性を良好にすることができる。条件式（１４）の上限値を下回ることで、光学系の全長の増大を抑えることができる。その結果、光学系を小型化することができる。
【００７７】
また、Ｄmaxairに第１レンズと第２レンズとの間隔が該当するとき、第１レンズと第２レンズとの間隔が十分に広く取れる。そのため、第１レンズにおいて、軸上光束が通過する位置と軸外光束が通過する位置とを離すことができる。その結果、軸外収差、特に像面湾曲を良好に補正することができ、また、歪曲収差が更に増大することを防ぐことができる。
【００７８】
このように、第１レンズと第２レンズとの間隔が、Ｄmaxairに該当するようにすることが好ましい。ただし、第２レンズと第３レンズとの間隔が、Ｄmaxairに該当するようにしても良い、この場合、第２レンズの屈折力と第３レンズの屈折力を、共に適切に保つことができるので、光学系の小型化と広角化を両立することができる。
【００７９】
条件式（１４）に代えて、以下の条件式（１４’）を満足することが好ましい。
２．２＜Σｄ／Ｄmaxair＜６      （１４’）
条件式（１４）に代えて、以下の条件式（１４”）を満足することがより好ましい。
２．３＜Σｄ／Ｄmaxair＜５．５      （１４”）
【００８０】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（１５）を満足することが好ましい。
０．２５＜Ｄ２／ＦＬ＜２      （１５）
ここで、
Ｄ２は、第２レンズの厚み、
ＦＬは、光学系全系の焦点距離、
である。
【００８１】
条件式（１５）の下限値を上回ることで、光学系全系の焦点距離を小さくすることができる。その結果、光学系の画角をより広げることができる。条件式（１５）の上限値を下回ることで、光学系の全長の増大を抑えることができる。その結果、光学系を小型化することができる。
【００８２】
条件式（１５）に代えて、以下の条件式（１５’）を満足することが好ましい。
０．４＜Ｄ２／ＦＬ＜１．８      （１５’）
条件式（１５）に代えて、以下の条件式（１５”）を満足することがより好ましい。
０．５＜Ｄ２／ＦＬ＜１．６      （１５”）
【００８３】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（１６）を満足することが好ましい。
１．２＜ｆ２／ＦＬ＜５      （１６）
ここで、
ｆ２は、第２レンズの焦点距離、
ＦＬは、光学系全系の焦点距離、
である。
【００８４】
条件式（１６）は、第２レンズの焦点距離と光学系全系の焦点距離の比に関する条件式である。条件式（１６）を満足することで、光学系を小型化すると共に、色収差を良好に補正することができる。
【００８５】
条件式（１６）の下限値を上回ることで、倍率色収差を良好に補正することができる。条件式（１６）の上限値を下回ることで、球面収差を良好に補正することができる。また、第２レンズの屈折力を大きくすることができるため、光学系を小型化することができる。
【００８６】
条件式（１６）に代えて、以下の条件式（１６’）を満足することが好ましい。
１．３＜ｆ２／ＦＬ＜４．８      （１６’）
条件式（１６）に代えて、以下の条件式（１６”）を満足することがより好ましい。
１．５＜ｆ２／ＦＬ＜４．３      （１６”）
【００８７】
本実施形態の撮像装置は、光学系よりも物体側に、光を透過する光学部材を有し、光学部材の両面は共に曲面であることが好ましい。
【００８８】
光学部材によって２つの空間を形成することができる。例えば、一方の空間に光学系を配置し、光学部材と他の部材によって閉空間を形成する。このようにすることで、他方の空間の環境に左右されること無く、他方の空間を安定して撮像することができる。このような撮像には、例えば、カプセル内視鏡による撮像がある。
【００８９】
カプセル内視鏡では、体内の様々な部位について撮像が行われる。撮影のために、被験者はカプセル内視鏡を飲み込む。そのため、カプセル内視鏡では、撮像装置を水密にすると共に、飲み込み時の抵抗や体内の各器官との摩擦を最小限にする必要がある。そこで、光学部材の両面を共に曲面にすることで、これらの要求に応えることができる。このように、本実施形態の撮像装置は、上述のようにすることで、カプセル内視鏡の撮像装置として用いることができる。また、体内の撮像以外の用途においても、光学部材によって光学系を保護することができる。
【００９０】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（１７）を満足することが好ましい。
１００＜｜Ｆｃ／ＦＬ｜      （１７）
ここで、
Ｆｃは、光学部材の焦点距離、
ＦＬは、光学系全系の焦点距離、
である。
【００９１】
条件式（１７）を満足することで、光学系の製造における組立精度を緩和しても、光学系の結像性能を良好に保つことができる。
【００９２】
本実施形態の光学装置は、上述の撮像装置と、信号処理回路と、を備えることを特徴とする。
【００９３】
本実施形態の光学装置によれば、小型でありながら、高解像で広角な画像が得られる。
【００９４】
なお、上述の撮像装置や光学装置は、複数の構成を同時に満足してもよい。このようにすることが、良好な撮像装置や光学装置を得る上で好ましい。また、好ましい構成の組み合わせは任意である。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値又は下限値のみを限定しても構わない。
【００９５】
以下に、本発明のある態様に係る撮像装置の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。以下では、撮像装置の光学系について説明する。光学系によって形成された像位置に、撮像素子が配置されているものとする。
【００９６】
収差図について説明する。（ｂ）は球面収差（ＳＡ）、（ｃ）は非点収差（ＡＳ）、（ｄ）は歪曲収差（ＤＴ）、（ｅ）は倍率色収差（ＣＣ）を示している。
【００９７】
実施例１の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。
【００９８】
両凸正レンズＬ２と両凸正レンズＬ３との間に、明るさ絞りＳが配置されている。
【００９９】
実施例２の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。
【０１００】
両凸正レンズＬ２と両凸正レンズＬ３との間に、明るさ絞りＳが配置されている。
【０１０１】
非球面は、負メニスカスレンズＬ１の像側面と、両凸正レンズＬ２の物体側面と、両凸正レンズＬ３の像側面と、の合計３面に設けられている。
【０１０２】
実施例３の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。
【０１０３】
両凸正レンズＬ２と両凸正レンズＬ３との間に、明るさ絞りＳが配置されている。
【０１０４】
実施例４の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。
【０１０５】
両凸正レンズＬ２と両凸正レンズＬ３との間に、明るさ絞りＳが配置されている。
【０１０６】
非球面は、負メニスカスレンズＬ１の像側面と、両凸正レンズＬ２の両面と、両凸正レンズＬ３の像側面と、の合計４面に設けられている。
【０１０７】
実施例５の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。
【０１０８】
両凸正レンズＬ２と両凸正レンズＬ３との間に、明るさ絞りＳが配置されている。
【０１０９】
実施例６の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。
【０１１０】
両凸正レンズＬ２と両凸正レンズＬ３との間に、明るさ絞りＳが配置されている。
【０１１１】
非球面は、負メニスカスレンズＬ１の像側面と、両凸正レンズＬ２の両面と、両凸正レンズＬ３の像側面と、の合計４面に設けられている。
【０１１２】
実施例７の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。
【０１１３】
正メニスカスレンズＬ２と両凸正レンズＬ３との間に、明るさ絞りＳが配置されている。
【０１１４】
非球面は、負メニスカスレンズＬ１の像側面と、正メニスカスレンズＬ２の物体側面と、両凸正レンズＬ３の像側面と、の合計３面に設けられている。
【０１１５】
実施例８の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。
【０１１６】
正メニスカスレンズＬ２と両凸正レンズＬ３との間に、明るさ絞りＳが配置されている。
【０１１７】
非球面は、負メニスカスレンズＬ１の像側面と、正メニスカスレンズＬ２の物体側面と、両凸正レンズＬ３の像側面と、の合計３面に設けられている。
【０１１８】
実施例９の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。
【０１１９】
両凸正レンズＬ２と両凸正レンズＬ３との間に、明るさ絞りＳが配置されている。
【０１２０】
非球面は、負メニスカスレンズＬ１の像側面と、両凸正レンズＬ２の物体側面と、両凸正レンズＬ３の像側面と、の合計３面に設けられている。
【０１２１】
実施例１０の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。
【０１２２】
両凸正レンズＬ２と両凸正レンズＬ３との間に、明るさ絞りＳが配置されている。
【０１２３】
非球面は、負メニスカスレンズＬ１の像側面と、両凸正レンズＬ２の物体側面と、両凸正レンズＬ３の像側面と、の合計３面に設けられている。
【０１２４】
実施例１１の光学系は、物体側から順に、両凹負レンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。
【０１２５】
両凸正レンズＬ２と両凸正レンズＬ３との間に、明るさ絞りＳが配置されている。
【０１２６】
非球面は、両凹負レンズＬ１の像側面と、両凸正レンズＬ２の物体側面と、両凸正レンズＬ３の像側面と、の合計３面に設けられている。
【０１２７】
実施例１２の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。
【０１２８】
両凸正レンズＬ２と両凸正レンズＬ３との間に、明るさ絞りＳが配置されている。
【０１２９】
非球面は、負メニスカスレンズＬ１の像側面と、両凸正レンズＬ２の両面と、両凸正レンズＬ３の像側面と、の合計４面に設けられている。
【０１３０】
実施例１３の光学系は、図１３に示すように、物体側から順に、光学部材ＣＧと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。負メニスカスレンズＬ１、両凸正レンズＬ２、明るさ絞りＳ及び両凸正レンズＬ３で構成される光学系は、実施例１の光学系と同じである。
【０１３１】
図１３は、光学部材ＣＧが配置できることを例示する概略図である。そのため、レンズの大きさや位置に対して、光学部材ＣＧの大きさや位置は正確に描かれているわけではない。
【０１３２】
光学部材ＣＧは板状の部材で、物体側面と像側面は共に曲面になっている。図１３では、物体側面と像側面は共に球面になっているので、光学部材ＣＧの全体形状は、半球になっている。実施例１３では、光学部材ＣＧの肉厚、すなわち、物体側面と像側面との間隔は一定になっている。しかしながら、光学部材ＣＧの肉厚は一定でなくても良い。
【０１３３】
また、後述のように、光学部材ＣＧは、第１レンズの物体側面から物体側に６．３１ｍｍだけ離れた位置に配置されている。しかしながら、光学部材ＣＧは、この位置から前後にずらした位置に配置しても良い。また、光学部材ＣＧの曲率半径及び肉厚は一例であるので、この限りではない。
【０１３４】
光学部材ＣＧには、光を透過する材質が用いられている。よって、被写体からの光は、光学部材ＣＧを通過して、負メニスカスレンズＬ１に入射する。光学部材ＣＧは、像側面の曲率中心が入射瞳の位置と略一致するように配置されている。よって、光学部材ＣＧによる新たな収差は、ほとんど発生しない。すなわち、実施例１３の光学系の結像性能は、実施例１の光学系の結像性能と変わらない。
【０１３５】
光学部材ＣＧは、カバーガラスとして機能する。この場合、光学部材ＣＧは、例えば、カプセル内視鏡の外装部に設けられた観察窓に該当する。よって、実施例１３の光学系は、カプセル内視鏡の光学系に用いることができる。実施例２〜１２の光学系もカプセル内視鏡の光学系に用いることができる。
【０１３６】
以下に、上記各実施例の数値データを示す。面データにおいて、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数、＊印は非球面、絞りは明るさ絞りである。
【０１３７】
各実施例の面データでは、絞りを示す面の直後に、平面が位置している。この平面は、絞りの像側面を示している。例えば、実施例１では、第５面（ｒ５）が絞りの物体側面で、第６面（ｒ６）が絞りの像側面である。よって、第５面と第６面の間隔（ｄ５）が絞りの厚みになる。他の実施例においても同様である。
【０１３８】
また、各種データにおいて、ｆは全系の焦点距離、ＦＮＯ．はＦナンバー、ωは半画角、ＩＨは像高、ＬＴＬは光学系の全長、ＢＦはバックフォーカス、バックフォーカスは、最も像側のレンズ面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。全長は、光学系の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離にＢＦ（バックフォーカス）を加えたものである。半画角の単位は度である。
【０１３９】
また、実施例１３は、実施例１の光学系の物体側に光学部材ＣＧを配置したものである。実施例１３の面データにおいて、Ｃ１は光学部材ＣＧの物体側面、Ｃ２は光学部材ＣＧの像側面を示す。また、実施例１３の非球面データと各種データは、実施例１の非球面データや各種データと同じであるので記載を省略している。
【０１４０】
また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２…としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10＋Ａ１２ｙ12＋…
また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０−ｎ」を示している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
【０１４１】
数値実施例１
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       15.01
1      58.672      0.44     1.53110    56.00
2       0.745      0.72
3       1.883      0.86     1.63600    23.90
4      -4.032      0.18
5(絞り)  ∞        0.06
6        ∞        0.24
7       9.031      0.70     1.53110    56.00
8      -0.949      1.56
像面       ∞
各種データ
ｆ              1.0065
ＦＮＯ．        4.78
ω             79.24
ＩＨ            1.14
ＬＴＬ          4.77
ＢＦ            1.56
Φ１Ｌ         -1.53
【０１４２】
数値実施例２
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       16.26
1      63.524      0.48     1.53110    56.00
2*      0.763      0.87
3*      1.789      1.03     1.63600    23.90
4      -5.059      0.19
5(絞り)  ∞        0.07
6        ∞        0.27
7       4.575      0.81     1.53110    56.00
8*     -1.094      1.53
像面       ∞
非球面データ
第２面
k=-0.600
第３面
k=0.000
A4=-8.72553e-02,A6=-1.37801e-01
第８面
k=0.000
A4=3.74746e-03,A6=5.66228e-03
各種データ
ｆ              1.0062
ＦＮＯ．        4.38
ω             77.51
Φ１Ｌ         -1.88
ＬＴＬ          5.24
ＢＦ            1.53
ＩＨ            1.24
【０１４３】
数値実施例３
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       15.83
1      61.844      0.46     1.53110    56.00
2       0.894      0.80
3       1.827      1.11     1.63600    23.90
4      -4.702      0.10
5(絞り)  ∞        0.07
6        ∞        0.06
7      11.112      0.63     1.53110    56.00
8      -0.943      1.46
像面       ∞
各種データ
ｆ              1.0067
ＦＮＯ．        4.28
ω             77.63
ＩＨ            1.21
ＬＴＬ          4.7
ＢＦ            1.46
Φ１Ｌ         -1.73
【０１４４】
数値実施例４
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       15.92
1      62.230      0.47     1.53110    56.00
2*      1.094      0.90
3*      2.522      1.12     1.63600    23.90
4*    -26.555      0.39
5(絞り)  ∞        0.07
6        ∞        0.06
7       1.575      0.60     1.53110    56.00
8*     -1.319      1.43
像面       ∞
非球面データ
第２面
k=-0.600
第３面
k=0.000
A4=-6.56108e-02,A6=-3.06597e-02
第４面
k=0.000
A4=-3.22162e-02,A6=3.35773e-02
第８面
k=0.000
A4=1.52816e-01,A6=2.73336e-01
各種データ
ｆ              1.0056
ＦＮＯ．        4.17
ω             76.17
ＩＨ            1.21
ＬＴＬ          5.04
ＢＦ            1.43
Φ１Ｌ         -2.11
【０１４５】
数値実施例５
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       15.75
1      61.561      0.46     1.53110    56.00
2       1.079      1.00
3       1.825      1.11     1.65100    21.50
4     -13.820      0.19
5(絞り)  ∞        0.07
6        ∞        0.06
7       5.200      0.68     1.53110    56.00
8      -0.939      1.36
像面       ∞
各種データ
ｆ              1.006
ＦＮＯ．        3.25
ω             77.29
ＩＨ            1.2
ＬＴＬ          4.92
ＢＦ            1.36
Φ１Ｌ         -2.03
【０１４６】
数値実施例６
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       15.96
1      62.373      0.47     1.53110    56.00
2*      0.967      0.69
3*      2.629      0.93     1.63600    23.90
4*    -25.439      0.06
5(絞り)  ∞        0.07
6        ∞        0.06
7       1.397      0.61     1.53110    56.00
8*     -1.235      1.42
像面       ∞
非球面データ
第２面
k=-0.600
第３面
k=0.000
A4=-2.49050e-01,A6=2.33065e-02
第４面
k=0.000
A4=-4.78113e-02,A6=-1.50480e+00
第８面
k=0.000
A4=1.90670e-01,A6=5.81133e-01
各種データ
ｆ              1.0061
ＦＮＯ．        4.10
ω             76.98
ＩＨ            1.22
ＬＴＬ          4.31
ＢＦ            1.42
Φ１Ｌ         -1.61
【０１４７】
数値実施例７
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       17.90
1      69.932      0.52     1.53110    56.00
2*      0.966      1.23
3*      1.888      0.93     1.65100    21.50
4      11.145      0.30
5(絞り)  ∞        0.08
6        ∞        0.26
7       2.318      0.98     1.53110    56.00
8*     -1.169      1.52
像面       ∞
非球面データ
第２面
k=-0.500
第３面
k=0.000
A4=3.65500e-07,A6=1.86844e-07
第８面
k=0.000
A4=2.94940e-02,A6=1.91968e-01
各種データ
ｆ              1.0055
ＦＮＯ．        2.74
ω             76.82
ＩＨ            1.36
ＬＴＬ          5.82
ＢＦ            1.52
Φ１Ｌ         -2.48
【０１４８】
数値実施例８
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       16.04
1      62.673      0.47     1.53110    56.00
2*      0.752      0.92
3*      1.310      0.78     1.63600    23.90
4       7.008      0.63
5(絞り)  ∞        0.07
6        ∞        0.08
7       1.108      1.04     1.53110    56.00
8*     -2.318      1.18
像面       ∞
非球面データ
第２面
k=-0.600
第３面
k=0.000
A4=-1.22357e-01,A6=2.87081e-02
第８面
k=0.000
A4=-2.20326e-01,A6=9.82464e-01
各種データ
ｆ              1.0057
ＦＮＯ．        4.38
ω             67.18
ＩＨ            1.22
ＬＴＬ          5.17
ＢＦ            1.18
Φ１Ｌ         -2.10
【０１４９】
数値実施例９
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       16.58
1      64.797      0.49     1.53110    56.00
2*      1.181      1.21
3*      1.926      1.16     1.65100    21.50
4    -330.631      0.07
5(絞り)  ∞        0.07
6        ∞        0.08
7       4.688      0.76     1.53110    56.00
8*     -0.948      1.39
像面       ∞
非球面データ
第２面
k=-0.500
第３面
k=0.000
A4=-4.20293e-02,A6=-7.59411e-02
第８面
k=0.000
A4=1.45942e-03,A6=-2.48153e-02
各種データ
ｆ              1.006
ＦＮＯ．        3.37
ω             78.70
ＩＨ            1.26
ＬＴＬ          5.24
ＢＦ            1.39
Φ１Ｌ         -2.28
【０１５０】
数値実施例１０
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       16.16
1      63.155      0.47     1.53110    56.00
2*      0.811      0.85
3*      1.220      1.14     1.63600    23.90
4     -10.502      0.12
5(絞り)  ∞        0.07
6        ∞        0.12
7       1.755      0.72     1.53110    56.00
8*     -1.658      1.09
像面       ∞
非球面データ
第２面
k=-0.600
第３面
k=0.000
A4=-1.51681e-01,A6=-8.40436e-02
第８面
k=0.000
A4=-1.77567e-01,A6=4.54011e-01
各種データ
ｆ              1.0069
ＦＮＯ．        2.86
ω             76.61
ＩＨ            1.23
ＬＴＬ          4.59
ＢＦ            1.09
Φ１Ｌ         -2.06
【０１５１】
数値実施例１１
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       16.24
1    -245.415      0.48     1.53110    56.00
2*      1.163      2.01
3*      1.968      0.83     1.63600    23.90
4      -7.990      0.59
5(絞り)  ∞        0.07
6        ∞        0.26
7       1.700      0.97     1.53110    56.00
8*     -2.828      1.10
像面       ∞
非球面データ 
第２面
k=-0.600
第３面
k=0.000
A4=-4.81834e-02,A6=-1.48225e-02
第８面
k=0.000
A4=-4.90845e-02,A6=1.26506e-01
各種データ
ｆ              1.0067
ＦＮＯ．        3.49
ω             78.74
ＩＨ            1.24
ＬＴＬ          6.30
ＢＦ            1.10
Φ１Ｌ         -2.82
【０１５２】
数値実施例１２
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       15.95
1      33.632      0.47     1.53110    56.00
2*      0.998      0.73
3*      3.086      0.77     1.61000    27.00
4*     -6.004      0.15
5(絞り)  ∞        0.07
6        ∞        0.06
7       1.591      0.61     1.53110    56.00
8*     -1.230      1.41
像面       ∞
非球面データ
第２面
k=-0.600
第３面
k=0.000
A4=-3.05165e-01,A6=5.85356e-02
第４面
k=0.000
A4=-1.81842e-01,A6=4.01074e-01
第８面
k=0.000
A4=1.69259e-01,A6=3.78897e-01
各種データ
ｆ              1.0063
ＦＮＯ．        3.84
ω             75.84
ＩＨ            1.22
ＬＴＬ          4.27
ＢＦ            1.41
Φ１Ｌ         -1.67
【０１５３】
数値実施例１３
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞        8.20
C1       7.032      0.50     1.58500    30.00
C2       6.536      6.31
1      58.672      0.44     1.53110    56.00
2       0.745      0.72
3       1.883      0.86     1.63600    23.90
4      -4.032      0.18
5(絞り)  ∞        0.06
6        ∞        0.24
7       9.031      0.70     1.53110    56.00
8      -0.949      1.56
像面       ∞
各種データ
ｆｃ        252.25
【０１５４】
次に、各実施例における条件式の値を以下に掲げる。実施例１〜１２の光学系には光学部材ＣＧが配置されていないので、条件式（１７）の値については実施例１３のみ記載している。実施例１〜１２の光学系に、実施例１３の光学部材ＣＧを配置しても良い。
実施例１      実施例２      実施例３      実施例４
(1)Σd/FL         3.18          3.69          3.22          3.59
(2)Φ1L/IH        1.34          1.52          1.43          1.74
(3)f2/f3          1.29          1.26          1.33          2.52
(6)(R3L+R3R)
/(R3L-R3R)    0.81          0.61          0.84          0.09
(7)f1/FL         -1.42         -1.45         -1.70         -2.09
(8)(R1L+R1R)
/(R1L-R1R)    1.03          1.02          1.03          1.04
(9)D1Ls/FL        2.18          2.56          2.64          2.86
(10)f1/R1L       -0.02         -0.02         -0.03         -0.03
(11)αmax-αmin   7.60E-06      7.60E-06      7.60E-06      7.60E-06
(12)nd1/nd2       0.94          0.94          0.94          0.94
(13)νd1-νd2    32.1          32.1          32.1          32.1
(14)Σd/Dmaxair   4.46          4.28          4.03          4.00
(15)D2/FL         0.85          1.03          1.11          1.11
(16)f2/FL         2.12          2.19          2.20          3.66
実施例５      実施例６      実施例７      実施例８
(1)Σd/FL         3.55          2.88          4.27          3.97
(2)Φ1L/IH        1.69          1.32          1.82          1.72
(3)f2/f3          1.64          2.83          2.07          1.53
(6)(R3L+R3R)
/(R3L-R3R)    0.69          0.06          0.33         -0.35
(7)f1/FL         -2.06         -1.84         -1.84         -1.43
(8)(R1L+R1R)
/(R1L-R1R)    1.04          1.03          1.03          1.02
(9)D1Ls/FL        2.74          2.14          2.97          2.79
(10)f1/R1L       -0.03         -0.03         -0.03         -0.02
(11)αmax-αmin   7.60E-06      7.60E-06      7.60E-06      7.60E-06
(12)nd1/nd2       0.93          0.94          0.93          0.94
(13)νd1-νd2    34.5          32.1          34.5          32.1
(14)Σd/Dmaxair   3.55          4.17          3.49          4.33
(15)D2/FL         1.10          0.93          0.92          0.77
(16)f2/FL         2.53          3.77          3.34          2.39
実施例９      実施例１０    実施例１１    実施例１２
(1)Σd/FL         3.83          3.47          5.17          2.84
(2)Φ1L/IH        1.80          1.69          2.28          1.37
(3)f2/f3          1.89          1.03          1.19          2.44
(6)(R3L+R3R)
/(R3L-R3R)    0.66          0.03         -0.25          0.13
(7)f1/FL         -2.26         -1.54         -2.16         -1.93
(8)(R1L+R1R)
/(R1L-R1R)    1.04          1.03          0.99          1.06
(9)D1Ls/FL        2.91          2.56          3.88          2.10
(10)f1/R1L       -0.04         -0.02          0.01         -0.06
(11)αmax-αmin   7.60E-06      7.60E-06      7.60E-06      1.31E-05
(12)nd1/nd2       0.93          0.94          0.94          0.95
(13)νd1-νd2    34.5          32.1          32.1          29.0
(14)Σd/Dmaxair   3.18          4.11          2.59          3.93
(15)D2/FL         1.15          1.13          0.83          0.77
(16)f2/FL         2.93          1.77          2.55          3.43
実施例１３
(1)Σd/FL         3.18
(2)Φ1L/IH        1.34
(3)f2/f3          1.29
(6)(R3L+R3R)
/(R3L-R3R)    0.81
(7)f1/FL         -1.42
(8)(R1L+R1R)
/(R1L-R1R)    1.03
(9)D1Ls/FL        2.18
(10)f1/R1L       -0.02
(11)αmax-αmin   7.60E-06
(12)nd1/nd2       0.94
(13)νd1-νd2    32.1
(14)Σd/Dmaxair   4.46
(15)D2/FL         0.85
(16)f2/FL         2.12
(17)|Fc/FL|     252.09
【０１５５】
図１４は、光学装置の例である。この例では、光学装置はカプセル内視鏡である。カプセル内視鏡１００は、カプセルカバー１０１と透明カバー１０２とを有する。カプセルカバー１０１と透明カバー１０２とによって、カプセル内視鏡１００の外装部が構成されている。
【０１５６】
カプセルカバー１０１は、略円筒形状の中央部と、略椀形状の底部と、で構成されている。透明カバー１０２は、中央部を挟んで、底部と対向する位置に配置されている。透明カバー１０２は、略椀形状の透明部材によって構成されている。カプセルカバー１０１と透明カバー１０２とは、互いに水密的に連設されている。
【０１５７】
カプセル内視鏡１００の内部には、結像光学系１０３と、照明部１０４と、撮像素子１０５と、駆動制御部１０６と、信号処理部１０７とを備えている。なお、図示しないが、カプセル内視鏡１００の内部には、受電手段と送信手段が設けられている。
【０１５８】
照明部１０４からは、照明光が出射する。照明光は透明カバー１０２を通過して、被写体に照射される。被写体からの光は、結像光学系１０３に入射する。結像光学系１０３によって、像位置に被写体の光学像が形成される。
【０１５９】
光学像は、撮像素子１０５で撮像される。撮像素子１０５の駆動と制御は、駆動制御部１０６で行われる。また、撮像素子１０５からの出力信号は、必要に応じて、信号処理部１０７で処理される。
【０１６０】
ここで、結像光学系１０３には、例えば、上述の実施例１の光学系が用いられている。このように、結像光学系１０３は、小型でありながら、広い画角を有すると共に、諸収差が良好に補正されている。よって、結像光学系１０３では、高い解像度を有する広角な光学像が得られる。
【０１６１】
また、カプセル内視鏡１００は、小型でありながら、広い画角を有すると共に、諸収差が良好に補正された光学系を備えている。よって、カプセル内視鏡１００では、小型でありながら、高解像で広角な画像が得られる。
【０１６２】
図１５は、光学装置の別の例である。この例では、光学装置は車載カメラである。図１５（ａ）は車外に車載カメラを搭載した例を示す図である。図１５（ｂ）は、車内に車載カメラを搭載した例を示す図である。
【０１６３】
図１５（ａ）に示すように、車載カメラ２０１は、自動車２００のフロントグリルに設けられている。車載カメラ２０１は、結像光学系と撮像素子を備えている。
【０１６４】
車載カメラ２０１の結像光学系には、例えば、上述の実施例１の光学系が用いられている。よって、非常に広い範囲（約１６０°の画角）の光学像が形成される。
【０１６５】
図１５（ｂ）に示すように、車載カメラ２０１は、自動車２００の天井近傍に設けられている。車載カメラ２０１の作用効果は、既に説明したとおりである。車載カメラ２０１では、小型でありながら、高解像で広角な画像が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
以上のように、本発明に係る撮像装置は、小型でありながら、広い画角を有すると共に、諸収差が良好に補正された光学系を備えた撮像装置に適している。また、本発明に係る光学装置は、小型でありながら、高解像で広角な画像が得られる光学装置に適している。
【符号の説明】
【０１６７】
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  レンズ
Ｓ  明るさ絞り
Ｉ  像面
ＣＧ  光学部材
１００  カプセル内視鏡
１０１  カプセルカバー
１０２  透明カバー
１０３  結像光学系
１０４  照明部
１０５  撮像素子
１０６  駆動制御部
１０７  信号処理部
２００  自動車
２０１  車載カメラ
【図１】
2017068726.tif 000003
【図２】
2017068726.tif 000004
【図３】
2017068726.tif 000005
【図４】
2017068726.tif 000006
【図５】
2017068726.tif 000007
【図６】
2017068726.tif 000008
【図７】
2017068726.tif 000009
【図８】
2017068726.tif 000010
【図９】
2017068726.tif 000011
【図１０】
2017068726.tif 000012
【図１１】
2017068726.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2017068726.tif 000016
【図１５】
2017068726.tif 000017
【国際調査報告】
2017068726.tif 000018
2017068726.tif 000019
2017068726.tif 000020
2017068726.tif 000021
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