(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の２面のみのレンズとしたときに、
物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の２つのレンズ成分からなる結像光学系と、
前記結像光学系の像側に配置され、物体側に凹状に湾曲した撮像面を持つ撮像部と、
からなる撮像装置であって、
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が少なくとも軸外の有効面内においてメリディオナル方向で物体側に凹形状となる凹形状部分を有する面であり、
前記像側レンズ成分の最も像側の面が曲面であり、
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする撮像装置。
０＜｜Ｒ２ｅ／Ｒｉｍｇ｜≦２．０      …（２）
ここで、
Ｒ２ｅは、前記像側レンズ成分の最も像側の面の曲率半径、
Ｒｉｍｇは、光軸と前記撮像面とが交わる点を面頂点とし、前記面頂点と、前記結像光学系へ半画角６０度で入射した光線と前記撮像面とが交わる点と、を含む仮想球面の曲率半径の最小値、
である。
【請求項２】
前記像側レンズ成分の最も像側の面が像側に凸形状の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】
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が非球面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】
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面の非球面は、光軸を含む断面上にて光軸外の有効面内に変曲点を持つ面であ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。
【請求項５】
以下の条件式（１）を満足す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。
ＳＡＧ１１／ｆ＜０      …（１）
ここで、
ＳＡＧ１１は、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面において、前記面の面頂点から、前記結像光学系における最大像高に入射する最周辺の有効光線が前記物体側レンズ成分の最も物体側の面を通過する点までの光軸に沿う方向での距離であり、光線が進む方向を正符号とし、
ｆは、前記結像光学系の焦点距離、
である。
【請求項６】
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５のいずれか一項に記載の撮像装置。
Ｌ１ｅ／ＴＬ≦０．６５      …（３）
ここで、
Ｌ１ｅは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面から前記像側レンズ成分の最も像側の面までの光軸上での距離、
ＴＬは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面から前記撮像面までの光軸上での距離、
である。
【請求項７】
前記結像光学系は、レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の２面のみのレンズとしたときに、
物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の２つのレンズ成分からなり、物体側に凹状に湾曲した撮像面に像を結ぶ結像光学系であって、
以下の条件式（４）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。
ＰＳ×ＳＡＧ１１＜０      …（４）
ここで、
ＳＡＧ１１は、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面において、前記面の面頂点から、前記結像光学系における最大像高に入射する最周辺の有効光線が前記物体側レンズ成分の最も物体側の面を通過する点までの光軸に沿う方向での距離であり、光線が進む方向を正符号とし、
ＰＳは、前記結像光学系のペッツバール和であり、
ペッツバール和ＰＳは以下の式で表される。
【数１】
0006542621.tif 000006
ここで、
ｉは、前記結像光学系中の各レンズの物体側からの順番、
ｋは、前記結像光学系中のレンズの総数、
ｎｉは、ｉ番目のレンズのｄ線での屈折率、
ｆｉは、ｉ番目のレンズの焦点距離、
である。
【請求項８】
軸上光束を制限する明るさ絞りを有し、
以下の条件式（５）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。
ＰＳ×ＥＸＰ＜−０．７      …（５）
ここで、
ＰＳは、前記結像光学系のペッツバール和であり、
ペッツバール和ＰＳは以下の式で表される。
【数２】
0006542621.tif 000007
ここで、
ｉは、結像光学系中の各レンズの物体側からの順番、
ｋは、結像光学系中のレンズの総数、
ｎｉは、ｉ番目のレンズのｄ線での屈折率、
ｆｉは、ｉ番目のレンズの焦点距離、
ＥＸＰは、前記像から前記結像光学系の近軸射出瞳位置までの光軸に沿った距離であり、前記近軸射出瞳位置が前記像よりも物体側にある場合の符号を負とする、
である。
【請求項９】
前記明るさ絞りが、前記物体側レンズ成分と前記像側レンズ成分との間に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
軸上光束を制限する明るさ絞りを有し、
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９のいずれか一項に記載の撮像装置。
（ＥＸＰ／ｆ）／（φｅ／φ１）＜−１．３      …（６）
ここで、
ＥＸＰは、前記像から前記結像光学系の近軸射出瞳位置までの光軸に沿った距離であり、前記近軸射出瞳位置が前記像よりも物体側にある場合の符号を負とし、
ｆは、前記結像光学系の焦点距離、
φｅは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面における、最大像高位置への結像に寄与する有効光束が通過する領域の光軸に対して垂直に測ったときの最大直径、
φ１は、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面における、前記結像光学系の軸上光束が通過する領域の光軸に対して垂直に測った最大直径、
である。
【請求項１１】
照明部と、
前記結像光学系と前記照明部の双方の前面を同時に覆う透明カバーと、を有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。
【請求項１２】
前記撮像装置をカプセル内視鏡として構成したことを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
広い画角を有し、湾曲した像を形成する光学系として、特許文献１に記載の広角レンズがある。特許文献１に記載の広角レンズは、物体側から順に、第１レンズと、第２レンズと、第３レンズと、からなる。第１レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ、第２レンズは、正の屈折力を有し、第３レンズは像側に凹面を向けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０９０７２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の広角レンズは、広い画角を有する。しかしながら、特許文献１に記載の広角レンズは、レンズ成分が多く、サイズも大きい構成となっている。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、少ないレンズ成分数で、良好な光学性能を確保できる結像光学系を備えた撮像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】
【０００６】
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、レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の２面のみのレンズとしたときに、物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の２つのレンズ成分からなる結像光学系と、結像光学系の像側に配置され、物体側に凹状に湾曲した撮像面を持つ撮像部と、からなる撮像装置であって、物体側レンズ成分の最も物体側の面が少なくとも軸外の有効面内においてメリディオナル方向で物体側に凹形状となる凹形状部分を有する面であり、像側レンズ成分の最も像側の面が曲面であり、
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする。
０＜｜Ｒ２ｅ／Ｒｉｍｇ｜≦２．０      …（２）
ここで、
Ｒ２ｅは、像側レンズ成分の最も像側の面の曲率半径、
Ｒｉｍｇは、光軸と撮像面とが交わる点を面頂点とし、面頂点と、結像光学系へ半画角６０度で入射した光線と撮像面とが交わる点と、を含む仮想球面の曲率半径の最小値、
である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、少ないレンズ成分数で、光学性能が確保しやすい撮像装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】条件式で用いられているパラメータを説明する図である。
【図２】条件式で用いられているパラメータを説明する他の図である。
【図３】条件式で用いられているパラメータを説明する他の図である。
【図４】実施例１に係る結像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２に係る結像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３に係る結像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４に係る結像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５に係る結像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６に係る結像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７に係る結像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８に係る結像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９に係る結像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１０に係る結像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１４】実施例１１に係る結像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１５】実施例１２に係る結像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１６】実施例１３に係る結像光学系の断面図である。
【図１７】カプセル内視鏡の概略構成を示す図である。
【図１８】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】
【０００９】
以下に、本発明にかかる撮像装置の実施形態及び実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
本実施形態の撮像装置は、レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の２面のみのレンズとしたときに、物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の２つのレンズ成分からなる結像光学系と、結像光学系の像側に配置され、物体側に凹状に湾曲した撮像面を持つ撮像部と、からなる撮像装置であって、物体側レンズ成分の最も物体側の面が少なくとも軸外の有効面内においてメリディオナル方向で物体側に凹形状となる凹形状部分を有する面であり、像側レンズ成分の最も像側の面が曲面であることを特徴とする。
【００１１】
全体的に又は部分的に物体側に凹状に湾曲した像（以下、「湾曲像」という）を形成する光学系では、像面湾曲の補正を許容できる。よって、湾曲像を形成する光学系では、平坦な像を形成する光学系に比べて、収差補正の負担が軽減される。
【００１２】
例えば、湾曲像を形成する光学系では、ペッツバール和の補正のためのレンズを削減できる。そのため、レンズ成分の数を減らし、光学系を小型化できる。
【００１３】
また、平坦な像を形成する光学系では、像面湾曲を良好に補正するために、開口絞り（明るさ絞り）から離れた位置に補正用のレンズを配置する必要がある。但し、補正用のレンズを配置すると、光学系の外径が大きくなり、さらにレンズ成分の数が増える。このように、補正用のレンズは、光学系の外径を大きくし、レンズ成分の数が増える要因の一つである。
【００１４】
これに対して、湾曲像を形成する光学系では、補正用のレンズを配置する必要が無くなる。よって、湾曲像を形成する光学系では、光学系の外径を小さくし、さらにレンズ枚数を減らすことができる。
【００１５】
また、湾曲した撮像面をもつ撮像素子で光学系の像を受光することで、ディストーションの補正が容易となる。それに加えて、撮像面へ入射する光線をほぼ垂直にするためにテレセントリックな光学系としなくてもよい。よって、湾曲像を形成する光学系では、小型化と光学性能の両立のための設計の自由度が広がる。
【００１６】
本実施形態における結像光学系も、湾曲像を形成する光学系である。よって、レンズ成分の数を減らし、光学系を小型化することができる。更に、設計の自由度が広がるため、少ないレンズ成分の数で、高い結像性能を有する光学系を実現することができる。
【００１７】
本実施形態の撮像装置は、レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の２面のみのレンズとしたときに、物体側から像側に順に、物体側レンズ成分と、像側レンズ成分の２つのレンズ成分からなる結像光学系を有する。
【００１８】
そして、物体側レンズ成分の物体側面と像側レンズ成分の像側面を曲面として収差低減等を行うとともに、物体側の面が少なくとも軸外にてメリディオナル方向にて凹形状としているので、収差の補正もしくは広い画角の確保に有利となる。
【００１９】
このように、本実施形態によれば、２つのレンズ成分という少ないレンズ成分数にも関わらず、画角と像面湾曲発生量を最適に保ちながら、物体側に凹状に湾曲した撮像面上に沿って、良好な結像性能を達成することが可能である。
【００２０】
また、本実施形態の撮像装置は、像側レンズ成分の最も像側の面が像側に凸形状の面であることが好ましい。
【００２１】
像面に近い像側レンズ成分の最も像側の面を、像側に凸形状にすることにより、非点収差を軽減させることができる。
【００２２】
本実施形態の撮像装置は、物体側レンズ成分の最も物体側の面が非球面であることが好ましい。
【００２３】
上述のように、本実施形態の撮像装置では、湾曲像が形成される。湾曲像は、例えば、撮像素子で撮像される。湾曲像における湾曲量が大きいと、撮像素子の撮像面の湾曲量も大きくなる。製造上、撮像面の湾曲量には限界があるので、湾曲像における湾曲量を適切な量にすることが好ましい。
【００２４】
また、湾曲像では、収差が良好に補正されていることが好ましい。
【００２５】
よって、結像光学系には、広い画角を有しながら、像面湾曲の発生量が適切で、且つ、像面湾曲以外の収差が良好に補正された湾曲像を形成することが求められる。そこで、物体側光学面を非球面にすることで、像面湾曲の発生量が適切で、且つ、像面湾曲以外の収差が良好に補正された広角な湾曲像を形成することに有利となる。
【００２６】
本実施形態の撮像装置は、物体側レンズ成分の最も物体側の面の非球面は、光軸を含む断面上にて光軸外の有効面内に変曲点を持つ面であることが好ましい。
【００２７】
これにより、像面湾曲発生量を適切にしつつ、より広画角を実現することが出来るため好ましい。
【００２８】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
ＳＡＧ１１／ｆ＜０      …（１）
ここで、
ＳＡＧ１１は、物体側レンズ成分の最も物体側の面において、面頂点（面の頂点）から、結像光学系における最大像高に入射する最周辺の有効光線が物体側レンズ成分の最も物体側の面を通過する点までの光軸に沿う方向での距離であり、光線が進む方向を正符号とし、
ｆは、結像光学系の焦点距離、
である。
【００２９】
図１は、パラメータＳＡＧ１１を説明する図である。パラメータＳＡＧ１１は、物体側レンズ成分Ｌ１の最も物体側の面Ｓ１において、面の面頂点から、結像光学系における最大像高に入射する最周辺の有効光線が物体側レンズ成分Ｌ１の最も物体側の面Ｓ１を通過する点までの光軸ＡＸに沿う方向での距離である。ここで、光線が進む方向を正符号とする。
【００３０】
条件式（１）を満足することで、像面湾曲発生量を最適に保ちながら、広画角化を達成できる。
【００３１】
条件式（１）の上限値を上回らないようにして、物体側レンズ成分の最も物体側の面が全体又は部分的に負の屈折力を持つことで、広い画角の確保に有利となる。
【００３２】
条件式（１）に代えて、以下の条件式（１−１）を満足することがより好ましい。
−０．０３＜ＳＡＧ１１／ｆ＜０      …（１−１）
【００３３】
条件式（１−１）の下限値を下回らないようにすることで、軸外収差を低減することや組み立て誤差による収差への影響の低減に有利となる。
【００３４】
条件式（１−１）の下限値を−０．０２、さらには−０．０１５とすることが好ましい。条件式（１）、（１−１）の上限値を−０．０００５、さらには−０．００１とすることがより好ましい。
【００３５】
本実施形態の撮像装置は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
０＜｜Ｒ２ｅ／Ｒｉｍｇ｜≦２．０      …（２）
ここで、
Ｒ２ｅは、像側レンズ成分の最も像側の面の曲率半径、
Ｒｉｍｇは、光軸と撮像面とが交わる点を面頂点とし、面頂点と、結像光学系へ半画角６０度で入射した光線と撮像面とが交わる点と、を含む仮想球面の曲率半径の最小値、
である。
【００３６】
図２は、パラメータＲｉｍｇを説明する図である。撮像面が軸回転対称な曲面形状である場合は、画角の方向（例えば、紙面において上下方向の光線Ｂと左右方向の光線Ａ）によらず仮想球面の曲率半径の値は同じである。また、撮像面が、シリンドリカル面やトーリック面、複数の平面をつなげた形状等である場合は、画角の方向により仮想球面の曲率半径の値は異なるので、その場合はとりうる値の最小値とする。
【００３７】
条件式（２）は、像側レンズ成分の最も像側の面の曲率半径と上述のＲｉｍｇとを規定している。
【００３８】
条件式（２）を満足することで、撮像面上における非点収差の発生を小さく保ち、良好な結像性能を得ることができる。
【００３９】
条件式（２）の上限値を上回らないようにして、撮像面に対して像側レンズ成分の最も像側の面の曲率半径を小さくして、非点収差の補正を行うことが好ましい。
【００４０】
条件式（２）の下限値を下回ると、撮像面が平面になるため、少ないレンズ成分数での像面湾曲の補正が困難になる。
【００４１】
条件式（２）について、下限値を０．１、さらには０．２とすることがより好ましい。条件式（２）について、上限値を１．５、さらには１．０とすることがより好ましい。
【００４２】
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。
Ｌ１ｅ／ＴＬ≦０．６５      …（３）  
ここで、
Ｌ１ｅは、物体側レンズ成分の最も物体側の面から像側レンズ成分の最も像側の面までの光軸上での距離、
ＴＬは、物体側レンズ成分の最も物体側の面から撮像面までの光軸上での距離、
である。
【００４３】
条件式（３）を満足することで、バックフォーカスを充分に確保できる。
【００４４】
条件式（３）の上限値を上回らないようにして、バックフォーカスを確保することで、像面の大きさに対する結像光学系の小型化、軽量化につながる。
【００４５】
条件式（３）に代えて、以下の条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
０．２＜Ｌ１ｅ／ＴＬ≦０．５      …（３−１）
【００４６】
条件式（３−１）の上限値の技術的意義は、条件式（３）の技術的意義と同じである。
【００４７】
条件式（３−１）の下限値を下回らないようにして、物体側レンズ成分の最も物体側の面から像側レンズ成分の最も像側の面までの光軸上の距離を十分に確保することで、収差補正に有利となり、良好な結像性能の確保に有利となる。
【００４８】
条件式（３）については、上限値を０．６１、さらには、０．５とすることがより好ましい。条件式（３）と条件式（３−１）については、下限値を０．２５、さらには０．３とすることがより好ましい。
【００４９】
本実施形態の撮像装置は、レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の２面のみのレンズとしたときに、
物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の２つのレンズ成分からなり、物体側に凹状に湾曲した撮像面に像を結ぶ結像光学系であって、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
ＰＳ×ＳＡＧ１１＜０      …（４）
ここで、
ＳＡＧ１１は、物体側レンズ成分の最も物体側の面において、面の面頂点から、結像光学系における最大像高に入射する最周辺の有効光線が物体側レンズ成分の最も物体側の面を通過する点までの光軸に沿う方向での距離であり、光線が進む方向を正符号とし、
ＰＳは、結像光学系のペッツバール和であり、
ペッツバール和ＰＳは以下の式で表される。
【数１】
0006542621.tif 000002
ここで、
ｉは、結像光学系中の各レンズの物体側からの順番、
ｋは、結像光学系中のレンズの総数、
ｎｉは、ｉ番目のレンズのｄ線での屈折率、
ｆｉは、ｉ番目のレンズの焦点距離、
である。
【００５０】
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面の軸外の有効面内に物体側に凹形状となる部分を有し、かつ、条件式（４）を満足することで、画角を確保しつつ、像面湾曲発生量を最適に保ちながら、物体側に凹状に湾曲した撮像面上に沿って、良好な結像性能を達成することができる。
【００５１】
条件式（４）に代えて、以下の条件式（４−１）を満足することが好ましい。
−０．０２＜ＰＳ×ＳＡＧ１１＜０      …（４−１）
【００５２】
条件式（４）、（４−１）の上限値を上回らないようにして、物体側レンズ成分の最も物体側の面の有効領域の全体または一部にて負屈折力を確保しやすくなり、広画角化に有利となる。
【００５３】
条件式（４−１）の下限値を下回らないようにして、ペッツバール和を抑え、像面湾曲量の過剰を抑えることが好ましい。若しくは、下限値を下回ると、物体側レンズ成分の最も物体側の面のサグが大きくなるので、下限値を下回らないようにしてサグを抑えレンズの成形を容易とすることが好ましい。
【００５４】
条件式（４−１）の下限値を−０．０１５、さらには−０．０１とすることが好ましい。条件式（４）、（４−１）の上限値を−０．０００３、さらには、−０．００１とすることがより好ましい。
【００５５】
本実施形態の撮像装置は、軸上光束を制限する明るさ絞りを有し、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
ＰＳ×ＥＸＰ＜−０．７      …（５）
ここで、
ＰＳは、結像光学系のペッツバール和であり、
ペッツバール和ＰＳは以下の式で表される。
【数２】
0006542621.tif 000003
ここで、
ｉは、結像光学系中の各レンズの物体側からの順番、
ｋは、結像光学系中のレンズの総数、
ｎｉは、ｉ番目のレンズのｄ線での屈折率、
ｆｉは、ｉ番目のレンズの焦点距離、
ＥＸＰは、像から結像光学系の近軸射出瞳位置までの光軸に沿った距離であり、近軸射出瞳位置が像よりも物体側にある場合の符号を負とする、
である。
【００５６】
条件式（５）を満足することで、発生する像面湾曲量と撮像面への光線入射角を、湾曲した撮像面に対して適切に行うことに有利となる。
【００５７】
条件式（５）に代えて、以下の条件式（５−１）を満足することが好ましい。
−１．７＜ＰＳ×ＥＸＰ＜−０．７      …（５−１）
【００５８】
条件式（５）、（５−１）の上限値を上回らないようにして、ペッツバール和を大きくし、結像光学系の像面の湾曲量を確保することに有利となる。又は、射出瞳位置を撮像面に近くなりすぎることを抑え、湾曲した撮像面への光線入射角を抑えて良好な画像を得ることに有利となる。例えば、撮像素子への光線の斜入射の影響による色シェーディングの発生を抑えやすくなる。
【００５９】
条件式（５−１）の下限値を下回らないようにして、ペッツバール和の過剰を抑え、結像光学系にて大きい像面湾曲が発生しないようにすることで、結像光学系の像面の形状に近似させた撮像素子の作成コストの低減に有利となる。又は、射出瞳位置が撮像面から遠くなることを防ぎ、湾曲した撮像面への光線入射角が大きくなることを抑えることに有利となる。
【００６０】
条件式（５−１）について、下限値を−１．５、さらには−１．４とすることが好ましい。条件式（５）、（５−１）について、上限値を−０．８、さらには−０．８７とすることがより好ましい。
【００６１】
本実施形態の撮像装置は、明るさ絞りが、物体側レンズ成分と像側レンズ成分との間に配置されていることが好ましい。
【００６２】
本実施形態では、例えば、明るさ絞りを物体側レンズ成分と像側レンズ成分の間に配置することで、ぞれぞれのレンズ成分の小型化にいっそう有利としている。また、この構成により、光学性能も維持しやすくなる。
【００６３】
本実施形態の撮像装置は、軸上光束を制限する明るさ絞りを有し、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
（ＥＸＰ／ｆ）／（φｅ／φ１）＜−１．３      …（６）
ここで、
ＥＸＰは、像から結像光学系の近軸射出瞳位置までの光軸に沿った距離であり、近軸射出瞳位置が像よりも物体側にある場合の符号を負とし、
ｆは、結像光学系の焦点距離、
φｅは、物体側レンズ成分の最も物体側の面における、最大像高位置への結像に寄与する有効光束が通過する領域の光軸に対して垂直に測ったときの最大直径、
φ１は、物体側レンズ成分の最も物体側の面における、結像光学系の軸上光束が通過する領域の光軸に対して垂直に測った最大直径、
である。
【００６４】
図３は、パラメータφｅ、φ１をそれぞれ説明する図である。φｅは、物体側レンズ成分Ｌ１の最も物体側の面Ｓ１における、最大像高位置への結像に寄与する有効光束が通過する領域の光軸ＡＸに対して垂直に測ったときの最大直径、φ１は、物体側レンズ成分Ｌ１の最も物体側の面Ｓ１における、結像光学系の軸上光束が通過する領域の光軸ＡＸに対して垂直に測った最大直径、である。
【００６５】
条件式（６）を満足することで、シェーディングの発生を抑えるため、光軸上と光軸外の光量変化を少なくし、かつ、撮像面への光線入射角を、湾曲した撮像面に対して適切にすることに有利となる。
【００６６】
条件式（６）に代えて、以下の条件式（６−１）を満足することが好ましい。
−２．５＜（ＥＸＰ／ｆ）／（φｅ／φ１）＜−１．３      …（６−１）
【００６７】
条件式（６）、（６−１）の上限値を上回らないようにして、光軸上と光軸外の光束径の差を小さくすることで、周辺光量の確保に有利となる。又は、射出瞳位置が撮像面に近くなりすぎないようにすることで、湾曲した撮像面への光線入射角を小さくし、色シェーディングを抑えやすくなる。
【００６８】
条件式（６−１）の下限値を下回らないようにして、射出瞳位置が撮像面から遠くなりすぎないようにすることで、湾曲した撮像面への光線入射角を抑え、色シェーディングを抑えやすくなる。
【００６９】
本実施形態の撮像装置は、照明部と、結像光学系と照明部の双方の前面を同時に覆う透明カバーと、を有することが好ましい。これにより、像を照射しつつ、良好な光学性能で撮像できる。
また、本実施形態の撮像装置をカプセル内視鏡として構成することが好ましい。これにより、小型で良好な光学性能を有するカプセル内視鏡を得られる。
【００７０】
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。
【００７１】
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。非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差の収差図（ＣＣ）の縦軸の上端が最大画角に対応する。非点収差（ＡＳ）の収差図は、湾曲した撮像面からの収差量を示している。
【００７２】
実施例１の結像光学系は、物体側から順に、両凹負レンズＬ１と、平凸正レンズＬ２と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。
【００７３】
両凹負レンズＬ１と平凸正レンズＬ２との間に、開口絞りＳが配置されている。非球面は、両凹負レンズＬ１の両面に設けられている。
【００７４】
実施例２の結像光学系は、物体側から順に、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、平凸正レンズＬ２と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。
【００７５】
負メニスカスレンズＬ１と平凸正レンズＬ２との間に、開口絞りＳが配置されている。非球面は、負メニスカスレンズＬ１の両面に設けられている。
【００７６】
実施例３の結像光学系は、物体側から順に、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、平凸正レンズＬ２と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。
【００７７】
負メニスカスレンズＬ１と平凸正レンズＬ２との間に、開口絞りＳが配置されている。非球面は、負メニスカスレンズＬ１の両面に設けられている。
【００７８】
実施例４の結像光学系は、物体側から順に、両凸正レンズＬ１と、平凸正レンズＬ２と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。
【００７９】
両凸正レンズＬ１と平凸正レンズＬ２との間に、開口絞りＳが配置されている。非球面は、両凸正レンズＬ１の両面に設けられている。
【００８０】
実施例５の結像光学系は、物体側から順に、両凸正レンズＬ１と、平凸正レンズＬ２と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。
【００８１】
両凸正レンズＬ１と平凸正レンズＬ２との間に、開口絞りＳが配置されている。非球面は、両凸正レンズＬ１の両面に設けられている。
【００８２】
実施例６の結像光学系は、物体側から順に、像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、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。
【００８３】
負メニスカスレンズＬ１の面頂と同じ位置に、開口絞りＳが配置されている。非球面は、負メニスカスレンズＬ１の両面に設けられている。開口絞りＳは負メニスカスレンズＬ１の物体側に配置されてもよい。
【００８４】
実施例７の結像光学系は、物体側から順に、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、で構成されている。像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。
【００８５】
負メニスカスレンズＬ１の面頂と同じ位置に、開口絞りＳが配置されている。非球面は、負メニスカスレンズＬ１の両面に設けられている。開口絞りＳは負メニスカスレンズＬ１の物体側に配置されてもよい。
【００８６】
実施例８の結像光学系は、物体側から順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。
【００８７】
正メニスカスレンズＬ１の面頂と同じ位置に、開口絞りＳが配置されている。非球面は、正メニスカスレンズＬ１の両面に設けられている。開口絞りＳは正メニスカスレンズＬ１の物体側に配置されてもよい。
【００８８】
実施例９の結像光学系は、物体側から順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１と、平凸正レンズＬ２と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。
【００８９】
正メニスカスレンズＬ１の面頂と同じ位置に、開口絞りＳが配置されている。非球面は、正メニスカスレンズＬ１の両面に設けられている。開口絞りＳは正メニスカスレンズＬ１の物体側に配置されてもよい。
【００９０】
実施例１０の結像光学系は、物体側から順に、両凹負レンズＬ１と、平凸正レンズＬ２と、で構成されている。撮像面は非球面で、物体側に凹状に湾曲している。
【００９１】
両凹負レンズＬ１と平凸正レンズＬ２との間に、開口絞りＳが配置されている。非球面は、両凹負レンズＬ１の両面に設けられている。
【００９２】
実施例１１の結像光学系は、物体側から順に、両凹負レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズＬ２と両凸正レンズＬ３とが接合されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。
【００９３】
両凹負レンズＬ１と負メニスカスレンズＬ２との間に、開口絞りＳが配置されている。非球面は、両凹負レンズＬ１の両面に設けられている。
【００９４】
実施例１２の結像光学系は、物体側から順に、両凹負レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、両凸正レンズＬ４と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ１と正メニスカスレンズＬ２とが接合されている。負メニスカスレンズＬ３と両凸正レンズＬ４とが接合されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。
【００９５】
正メニスカスレンズＬ２と負メニスカスレンズＬ３との間に、開口絞りＳが配置されている。非球面は、負メニスカスレンズＬ１の物体側面と、正メニスカスレンズＬ２の像側面と、に設けられている。
【００９６】
実施例１３の結像光学系は、図１６に示すように、物体側から順に、光学部材ＣＧと、両凹負レンズＬ１と、平凸正レンズＬ２と、で構成されている。撮像面は球面で、物体側に凹状に湾曲している。両凹負レンズＬ１、開口絞りＳ及び平凸正レンズＬ２で構成される光学系は、実施例１の結像光学系と同じである。
【００９７】
図１６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。
【００９８】
光学部材ＣＧは椀状の部材で、物体側面と像側面は共に曲面になっている。図１６では、物体側面と像側面は共に同じ曲率中心を持つ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。本実施例では、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曲率中心に向かう方向にて一定になっている。
【００９９】
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の結像光学系の結像性能は、実施例１の結像光学系の結像性能と変わらない。
【０１００】
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の結像光学系は、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の結像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。
【０１０１】
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、＊印は非球面である。
【０１０２】
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、ＴＬは物体側レンズ成分の最も物体側の面から撮像面までの光軸上での距離、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。また、ｆ１、ｆ２、ｆ３及びｆ４は、各レンズの焦点距離である。半画角の単位は度である。
【０１０３】
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。
【０１０４】
数値実施例１
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       10.10
1*     -3.185      0.30     1.53110    56.00
2*      1.738      0.05
3(絞り)  ∞        0.00
4        ∞        0.34     1.53110    56.00
5      -0.375      1.07
像面     -9.568
非球面データ
第１面
k=0.000
A4=2.53231e-02,A6=2.07188e+00,A8=-5.74113e+00
第２面
k=0.000
A4=7.56464e+00
各種データ
ｆ           0.855
ＦＮＯ．     3.047
２ω         164
ＩＨ         0.975
ＴＬ         1.760
ＢＦ         1.07
ｆ１        -2.065
ｆ２         0.704
【０１０５】
数値実施例２
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       10.10
1*     -4.280      0.47     1.53110    56.00
2*     -6.524      0.06
3(絞り)  ∞        0.00
4        ∞        0.37     1.53110    56.00
5      -0.512      1.09
像面     -2.437
非球面データ
第１面
k=0.000
A4=-3.36755e-01,A6=1.43642e+00,A8=-1.68203e+00
第２面
k=0.000
A4=2.37328e+00
各種データ
ｆ           0.949
ＦＮＯ．     3.330
２ω         164
ＩＨ         0.975
ＴＬ         1.982
ＢＦ         1.09
ｆ１       -25.152
ｆ２         0.960
【０１０６】
数値実施例３
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       10.10
1*     -3.773      0.30     1.53110    56.00
2*     -5.549      0.03
3(絞り)  ∞        0.00
4        ∞        0.46     1.53110    56.00
5      -0.527      1.13
像面     -1.507
非球面データ
第１面
k=0.000
A4=-8.23828e-02,A6=1.38064e+00,A8=-2.37738e+00
第２面
k=0.000
A4=1.78525e+00
各種データ
ｆ           0.988
ＦＮＯ．     3.405
２ω         162
ＩＨ         0.975
ＴＬ         1.929
ＢＦ         1.13
ｆ１       -23.496
ｆ２         0.988
【０１０７】
数値実施例４
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       10.10
1*     83.990      0.50     1.53110    56.00
2*     -3.320      0.06
3(絞り)  ∞        0.00
4        ∞        0.36     1.53110    56.00
5      -0.570      0.99
像面     -1.952
非球面データ
第１面
k=0.000
A4=-5.60219e-01,A6=1.37170e+00,A8=-1.12862e+00
第２面
k=0.000
A4=1.58678e+00
各種データ
ｆ           0.948
ＦＮＯ．     3.167
２ω         163
ＩＨ         0.975
ＴＬ         1.902
ＢＦ         0.99
ｆ１         6.000
ｆ２         1.069
【０１０８】
数値実施例５
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       10.10
1*      8.422      0.49     1.53110    56.00
2*     -1.934      0.05
3(絞り)  ∞        0.00
4        ∞        0.42     1.53110    56.00
5      -0.690      0.97
像面     -1.506
非球面データ
第１面
k=0.000
A4=-6.27531e-01,A6=1.03387e+00,A8=-5.88990e-01
第２面
k=0.000
A4=5.30326e-01
各種データ
ｆ           0.993
ＦＮＯ．     3.224
２ω         162
ＩＨ         0.975
ＴＬ         1.931
ＢＦ         0.97
ｆ１         2.998
ｆ２         1.294
【０１０９】
数値実施例６
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       10.10
1(絞り)  ∞        0.00
2*     -1.471      0.30     1.63493    23.89
3*     -1.685      0.05
4      30.637      0.30     1.77250    49.60
5      -0.819      1.15
像面     -2.410
非球面データ
第２面
k=0.000
A4=-1.52940e+00,A6=4.61522e+01,A8=-2.70647e+03,A10=5.28160e+04
第３面
k=0.000
A4=2.92858e-01,A6=-1.48191e+01,A8=1.78831e+02,A10=-5.81275e+02
各種データ
ｆ           0.974
ＦＮＯ．     3.282
２ω         160
ＩＨ         0.975
ＴＬ         1.802
ＢＦ         1.15
ｆ１       -39.920
ｆ２         1.032
【０１１０】
数値実施例７
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       10.10
1(絞り)  ∞        0.00
2*     -3.775      0.30     1.63493    23.89
3*     -4.623      0.05
4     -37.325      0.30     1.77250    49.60
5      -0.764      1.13
像面     -1.491
非球面データ
第２面
k=0.000
A4=-1.00244e+00,A6=3.67646e+01,A8=-2.55931e+03,A10=4.05208e+04
第３面
k=0.000
A4=3.76741e-01,A6=-1.46146e+01,A8=1.55644e+02,A10=-4.99373e+02
各種データ
ｆ           0.991
ＦＮＯ．     3.340
２ω         173
ＩＨ         0.975
ＴＬ         1.784
ＢＦ         1.13
ｆ１       -37.207
ｆ２         1.001
【０１１１】
数値実施例８
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       10.10
1(絞り)  ∞        0.00
2*     -2.258      0.37     1.53110    56.00
3*     -0.864      0.05
4       4.873      0.44     1.53110    56.00
5      -0.981      0.98
像面     -1.946
非球面データ
第２面
k=0.000
A4=-7.49745e-01,A6=8.48354e+01,A8=-6.16466e+03,A10=1.26740e+05
第３面
k=0.000
A4=6.12011e-01,A6=-1.00316e+01,A8=5.20328e+01,A10=-1.02293e+02
各種データ
ｆ           0.989
ＦＮＯ．     3.334
２ω         162
ＩＨ         0.975
ＴＬ         1.831
ＢＦ         0.98
ｆ１         2.403
ｆ２         1.571
【０１１２】
数値実施例９
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       10.10
1(絞り)  ∞        0.00
2*    -19.712      0.46     1.53110    56.00
3*     -0.657      0.05
4        ∞        0.30     1.53110    56.00
5      -1.951      0.90
像面     -1.503
非球面データ
第２面
k=0.000
A4=-1.69752e+00,A6=8.48174e+01,A8=-4.79152e+03,A10=8.61262e+04
第３面
k=0.000
A4=1.57455e-01,A6=-5.33428e+00,A8=2.21803e+01,A10=-8.34925e+01
各種データ
ｆ           0.986
ＦＮＯ．     3.325
２ω         162
ＩＨ         0.975
ＴＬ         1.714
ＢＦ         0.90
ｆ１         1.263
ｆ２         3.658
【０１１３】
数値実施例１０
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       10.10
1*     -6.802      0.30     1.53110    56.00
2*      7.707      0.05
3(絞り)  ∞        0.00
4        ∞        0.33     1.53110    56.00
5      -0.427      0.98
像面*    -9.807
非球面データ
第１面
k=0.000
A4=-2.55684e-01,A6=2.55471e+00,A8=-5.39397e+00
第２面
k=0.000
A4=4.91252e+00
像面
k=0.000
A4=-1.09530e+00,A6=1.89310e+00,A8=-6.95550e-01,A10=-2.08580e-01
各種データ
ｆ           0.856
ＦＮＯ．     2.953
２ω         163 
ＩＨ         0.975
ＴＬ         1.653
ＢＦ         0.98
ｆ１        -6.726
ｆ２         0.800
【０１１４】
数値実施例１１
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       10.10
1*    -10.000      0.30     1.53110    56.00
2*      4.442      0.02
3(絞り)  ∞        0.00
4       8.146      0.30     1.84666    23.78
5       0.806      0.35     1.80610    40.92
6      -0.658      0.97
像面     -9.785
非球面データ
第１面
k=0.000
A4=-5.46945e-01,A6=3.59115e+00,A8=-7.35098e+00
第２面
k=0.000
A4=3.11619e+00
各種データ
ｆ           0.857
ＦＮＯ．     2.913
２ω         163 
ＩＨ         0.975
ＴＬ         1.940
ＢＦ         0.97
ｆ１        -5.725
ｆ２        -1.067
ｆ３         0.501
【０１１５】
数値実施例１２
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r          d         nd       νd
物体面       ∞       10.10
1*    -20.000      0.30     1.58913    61.15
2       0.800      0.30     1.80610    40.88
3*      4.197      0.01
4(絞り)  ∞        0.00
5      22.625      0.30     1.84666    23.78
6       0.806      0.40     1.80610    40.92
7      -0.675      0.88
像面     -9.636
非球面データ
第１面
k=0.000
A4=-2.81491e-01,A6=8.35553e-01,A8=-7.60061e-01
第３面
k=0.000
A4=1.86377e+00
各種データ
ｆ           0.853
ＦＮＯ．     3.182
２ω         164 
ＩＨ         0.975
ＴＬ         2.188
ＢＦ         0.88
ｆ１        -1.294
ｆ２         1.173
ｆ３        -0.984
ｆ４         0.515
【０１１６】
次に、各実施例における条件式の値を以下に示す。
(1) SAG11/f
(2) |R2e/Rimg|
(3) L1e/TL
(4) PS×SAG11  
(5) PS×EXP
(6) (EXP/f)/(φe/φ1)
実施例1   実施例2   実施例3   実施例4   実施例5   実施例6
(1)   -0.008    -0.013    -0.004    -0.007    -0.001    -0.008 
(2)    0.039     0.210     0.350     0.292     0.458     0.340 
(3)    0.392     0.451     0.414     0.478     0.499     0.361 
(4)   -0.004    -0.008    -0.003    -0.004    -0.001    -0.004 
(5)   -0.860    -0.918    -0.987    -0.926    -0.952    -0.947 
(6)   -1.992    -1.588    -1.579    -1.506    -1.250    -1.890
実施例7   実施例8   実施例9   実施例10  実施例11  実施例12 
(1)   -0.001    -0.005    -0.001    -0.005    -0.002    -0.009 
(2)    0.512     0.504     1.298     0.044     0.067     0.070 
(3)    0.364     0.466     0.472     0.409     0.498     0.601 
(4)   -0.001    -0.003    -0.001    -0.003    -0.001    -0.006 
(5)   -0.987    -1.303    -1.161    -0.913    -0.916 -1.318 
(6)   -2.210    -1.952    -1.706    -1.861    -2.295    -2.296
【０１１７】
次に、各実施例におけるパラメータの値を以下に示す。
実施例1   実施例2   実施例3   実施例4   実施例5   実施例6
Rimg    -9.568    -2.437    -1.507    -1.952    -1.506    -2.410 
L1e      0.690     0.893     0.799     0.910     0.963     0.650 
PS       0.617     0.651     0.631     0.719     0.725     0.514 
EXP     -1.393    -1.409    -1.565    -1.289    -1.313    -1.841 
R11     -3.185    -4.280    -3.773    83.990     8.422    -1.471 
R2e     -0.375    -0.512    -0.527    -0.570    -0.690    -0.819 
SAG11   -0.007    -0.013    -0.004    -0.006    -0.001    -0.008 
φ1      0.274     0.275     0.284     0.288     0.297     0.297 
φe      0.224     0.258     0.285     0.260     0.314     0.296 
実施例7   実施例8   実施例9   実施例10  実施例11  実施例12
Rimg    -1.491    -1.946    -1.503    -9.807    -9.785    -9.636 
L1e      0.650     0.853     0.809     0.676     0.967     1.314 
PS       0.542     0.675     0.690     0.718     0.573 0.836 
EXP     -1.823    -1.931    -1.682    -1.271    -1.599    -1.577 
R11     -3.775    -2.258   -19.712    -6.802   -10.000   -20.000 
R2e     -0.764    -0.981    -1.951    -0.427    -0.658    -0.675 
SAG11   -0.001    -0.005    -0.001    -0.004    -0.002    -0.008 
φ1      0.297     0.296     0.296     0.283     0.288     0.259 
φe      0.247     0.296     0.296     0.226     0.234     0.208 
【０１１８】
図１７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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。透明カバー１０２は、結像光学系１０３と照明部１０４の双方の前面を同時に覆う位置に配置されている。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。
【０１２１】
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、撮像面位置に被写体の光学像が形成される。
【０１２２】
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。
【０１２３】
ここで、結像光学系１０３には、例えば、上述の実施例１の結像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。また、光学像は、物体側に凹状に湾曲した像になっている。
【０１２４】
撮像素子１０５の撮像面は、物体側に凹状に湾曲している。また、撮像面の曲率半径は、光学像の曲率半径と同じになっている。そのため、非常に広い範囲を撮像した画像でありながら、中心から周辺まで鮮明な画像を取得することができる。
【０１２５】
図１８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１８（ａ）は、車外に車載カメラを搭載した例を示す図である。図１８（ｂ）は、車内に車載カメラを搭載した例を示す図である。
【０１２６】
図１８（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。
【０１２７】
車載カメラ２０１の結像光学系には、例えば、上述の実施例１の結像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。また、撮像素子の撮像面は、物体側に凹状に湾曲している。そして、撮像面の曲率半径は、光学像の曲率半径と同じになっている。そのため、非常に広い範囲を撮像した画像でありながら、中心から周辺まで鮮明な画像を取得することができる。
【０１２８】
図１８（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。
【０１２９】
車載カメラ２０１は、室外であれば、各コーナやヘッド部のポールの頂部に配置しても良い。また、室内であれば、バックミラーの近傍に配置しても良い。
【０１３０】
（付記）
なお、これらの実施例から以下の構成の発明が導かれる。
（付記項１−８）
レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の２面のみのレンズとしたときに、
物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の２つのレンズ成分からなり、物体側に凹状に湾曲した撮像面に像を結ぶ結像光学系であって、
以下の条件式（１−４）を満足することを特徴とする結像光学系。
ＰＳ×ＳＡＧ１１＜０      …（１−４）
ここで、
ＳＡＧ１１は、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面において、前記面の面頂点から、前記結像光学系における最大像高に入射する最周辺の有効光線が前記物体側レンズ成分の最も物体側の面を通過する点までの光軸に沿う方向での距離であり、光線が進む方向を正符号とし、
ＰＳは、前記結像光学系のペッツバール和であり、
ペッツバール和ＰＳは以下の式で表される。
【数３】
0006542621.tif 000004
ここで、
ｉは、前記結像光学系中の各レンズの物体側からの順番、
ｋは、前記結像光学系中のレンズの総数、
ｎｉは、ｉ番目のレンズのｄ線での屈折率、
ｆｉは、ｉ番目のレンズの焦点距離、
である。
（付記項１−９）
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が少なくとも軸外の有効面内においてメリディオナル方向で物体側に凹形状となる凹形状部分を有する面であることを特徴とする付記項（１−８）に記載の結像光学系。
（付記項１−１０）
前記像側レンズ成分の最も像側の面が像側に凸形状の面であることを特徴とする付記項（１−８）又は（１−９）に記載の結像光学系。
（付記項１−１１）
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が非球面であることを特徴とする付記項（１−８）から（１−１０）のいずれか一項に記載の結像光学系。
（付記項１−１２）
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面の非球面は、光軸を含む断面上にて光軸外の有効面内に変曲点を持つ面であることを特徴とする付記項（１−１１）に記載の結像光学系。
（付記項２−１）
軸上光束を制限する明るさ絞りを有し、
レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の２面のみのレンズとしたときに、
物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の２つのレンズ成分からなり、物体側に凹状に湾曲した撮像面に像を結ぶ結像光学系であって、
以下の条件式（２−１）を満足することを特徴とする結像光学系。
ＰＳ×ＥＸＰ＜−０．７      …（２−１）
ここで、
ＰＳは、前記結像光学系のペッツバール和であり、
ペッツバール和ＰＳは以下の式で表される。
【数４】
0006542621.tif 000005
ここで、
ｉは、結像光学系中の各レンズの物体側からの順番、
ｋは、結像光学系中のレンズの総数、
ｎｉは、ｉ番目のレンズのｄ線での屈折率、
ｆｉは、ｉ番目のレンズの焦点距離、
ＥＸＰは、前記像から前記結像光学系の近軸射出瞳位置までの光軸に沿った距離であり、前記近軸射出瞳位置が前記像よりも物体側にある場合の符号を負とする、
である。
（付記項２−２）
前記明るさ絞りが、前記物体側レンズ成分と前記像側レンズ成分との間に配置され、以下の条件式（２−２）を満足することを特徴とする付記項（２−１）に記載の結像光学系。
Ｌ１ｅ／ＴＬ≦０．６５      …（２−２）
ここで、
Ｌ１ｅは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面から前記像側レンズ成分の最も像側の面までの光軸上での距離、
ＴＬは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面から前記撮像面までの光軸上での距離、
である。
（付記項２−３）  
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が物体側に凹形状の面であることを特徴とする付記項（２−１）又は（２−２）に記載の結像光学系。
（付記項２−４）
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が少なくとも軸外の有効面内においてメリディオナル方向で物体側に凹形状となる凹形状部分を有する面であることを特徴とする付記項（２−１）又は（２−２）に記載の結像光学系。
（付記項２−５）
前記像側レンズ成分の最も像側の面が像側に凸形状の面であることを特徴とする付記項（２−１）から（２−４）のいずれか一項に記載の結像光学系。
（付記項２−６）
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が非球面であることを特徴とする付記項（２−１）から（２−５）のいずれか一項に記載の結像光学系。
（付記項２−７）
付記項（２−１）から（２−６）のいずれか一項に記載の結像光学系と、
前記結像光学系の像側に配置され、物体側に凹状に湾曲した撮像面を持つ撮像部と、
を備えた撮像装置。
（付記項３−１）
軸上光束を制限する明るさ絞りを有し、
レンズ成分を結像に寄与する光束が通過する光路である有効光路にて空気に接触する面が物体側面と像側面の２面のみのレンズとしたときに、
物体側から像側に順に、物体側レンズ成分、像側レンズ成分の２つのレンズ成分からなり、物体側に凹状に湾曲した撮像面に像を結ぶ結像光学系であって、以下の条件式（３−１）を満足することを特徴とする結像光学系。
（ＥＸＰ／ｆ）／（φｅ／φ１）＜−１．３      …（３−１）
ここで、
ＥＸＰは、前記像から前記結像光学系の近軸射出瞳位置までの光軸に沿った距離であり、前記近軸射出瞳位置が前記像よりも物体側にある場合の符号を負とし、
ｆは、前記結像光学系の焦点距離、
φｅは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面における、最大像高位置への結像に寄与する有効光束が通過する領域の光軸に対して垂直に測ったときの最大直径、
φ１は、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面における、前記結像光学系の軸上光束が通過する領域の光軸に対して垂直に測った最大直径、即ち入射瞳径、
である。
（付記項３−２）
以下の条件式（３−２）を満足することを特徴とする付記項（３−１）に記載の結像光学系。
Ｌ１ｅ／ＴＬ≦０．６５      …（３−２）
ここで、
Ｌ１ｅは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面から前記像側レンズ成分の最も像側の面までの光軸上での距離、
ＴＬは、前記物体側レンズ成分の最も物体側の面から前記撮像面までの光軸上での距離、
である。
（付記項３−３）
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が物体側に凹形状の面であることを特徴とする付記項（３−１）又は（３−２）に記載の結像光学系。
（付記項３−４）
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が少なくとも軸外の有効面内においてメリディオナル方向で物体側に凹形状となる凹形状部分を有する面であることを特徴とする付記項（３−１）又は（３−２）に記載の結像光学系。
（付記項３−５）
前記像側レンズ成分の最も像側の面が像側に凸形状の面であることを特徴とする付記項（３−１）から（３−４）のいずれか一項に記載の結像光学系。
（付記項３−６）
前記物体側レンズ成分の最も物体側の面が非球面であることを特徴とする付記項（３−１）から（３−５）のいずれか一項に記載の結像光学系。
（付記項３−７）
付記項（３−１）から（３−６）のいずれか一項に記載の結像光学系と、
前記結像光学系の像側に配置され、物体側に凹状に湾曲した撮像面を持つ撮像部と、
を備えた撮像装置。
【０１３１】
また、上述の各発明は複数を同時に満足することで、小型化、高性能化、広画角化などそれぞれの効果をより確実にでき好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
以上のように、本発明は、小型でありながら、少ないレンズ成分で、広い範囲を高い解像度で撮像できる撮像装置に有用である。
【符号の説明】
【０１３３】
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４  レンズ
Ｓ  開口絞り（明るさ絞り）
Ｉ  像面
ＣＧ  光学部材
Ｓ１  光学面
ＡＸ  光軸
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】
0006542621.tif 000008
【図２】
0006542621.tif 000009
【図３】
0006542621.tif 000010
【図４】
0006542621.tif 000011
【図５】
0006542621.tif 000012
【図６】
0006542621.tif 000013
【図７】
0006542621.tif 000014
【図８】
0006542621.tif 000015
【図９】
0006542621.tif 000016
【図１０】
0006542621.tif 000017
【図１１】
0006542621.tif 000018
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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