JP2006030290A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 適度な撮影画角を確保し、全長が短く高性能な光学系を備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】 撮像装置は、物体側から順に、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である正のパワーをもつ第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面である正のパワーをもつ第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを持つ第３レンズ群Ｇ３とから構成される撮像光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備え、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との間は両面が凸面の空気レンズを有し、以下の条件式を満足する。
１．４ ≦｜ｒ２Ｒ｜／ＩＨ ≦ １５．０
ただし、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分であり、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置される面の光軸上での曲率半径である。
【選択図】 図１
【解決手段】 撮像装置は、物体側から順に、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である正のパワーをもつ第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面である正のパワーをもつ第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを持つ第３レンズ群Ｇ３とから構成される撮像光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備え、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との間は両面が凸面の空気レンズを有し、以下の条件式を満足する。
１．４ ≦｜ｒ２Ｒ｜／ＩＨ ≦ １５．０
ただし、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分であり、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置される面の光軸上での曲率半径である。
【選択図】 図１
Description
本発明は、デジタルカメラなどの電子撮像系に用いられる撮像装置に関するものである。
デジタルカメラや、カメラ付き携帯電話のような電子撮像系を用いた撮像装置は、近年ますます小型化と高画素化が進んでいる。そのため、このような撮像装置に用いられるレンズへの小型化と高性能化の要望は、ますます高くなってきている。
撮像装置に用いられる単焦点レンズでは、焦点距離が変化しないため、人物撮影・風景撮影・文字等の情報撮影などの撮影シーンをトータルで見た場合、半画角２５度以上のものが使い易い画角と言える。
この様な半画角が２５度以上の画角を狙った従来技術として、特許文献１乃至５に記載のものがある。
特開２０００−３２１４８９号公報
特開２００３−１９５１５８号公報
特開２００１−１０００９２号公報
特開２００１−２１８００号公報
特開２０００−１９３８８４号公報
この様な半画角が２５度以上の画角を狙った従来技術として、特許文献１乃至５に記載のものがある。
特許文献１には、その第１実施例として、第１レンズ１と第２レンズ２とからなる撮像レンズと、撮像素子としてのＣＣＤを実装したＣＣＤ基板６とを有する撮像レンズが記載されている。
しかし、特許文献１の第１実施例に記載の撮像レンズでは、その数値データから、３M（メガピクセル）以上のＣＣＤ画素数を使おうとした場合には十分な性能は得られていない。
しかし、特許文献１の第１実施例に記載の撮像レンズでは、その数値データから、３M（メガピクセル）以上のＣＣＤ画素数を使おうとした場合には十分な性能は得られていない。
また、特許文献２には、その実施の形態１に、正レンズＬ１，Ｌ２と、絞り１１と、ＣＣＤ１３と、ＣＣＤ１３のフェースプレートに等価な平板１２とを有する撮像レンズが記載されている。
この撮像レンズによれば、設計像高に対する全長の比が４程度と小さくレンズユニットを小型化できるようになっているものの、性能的には特許文献１に記載の撮像レンズと同じく不十分である。
この撮像レンズによれば、設計像高に対する全長の比が４程度と小さくレンズユニットを小型化できるようになっているものの、性能的には特許文献１に記載の撮像レンズと同じく不十分である。
また、特許文献３の第１実施例乃至第３実施例、特許文献４の第１実施例及び第２実施例、特許文献５の第１〜第４の実施形態には、それぞれ、性能が比較的良好な撮像光学系が記載されている。
しかし、特許文献３乃至５に記載の撮影光学系では、設計像高に対する全長の比が４．５以上あるので、例えばＣＣＤのサイズを小さくしてレンズユニットを小型化しようとしても、十分な小型化の効果は得られない。
しかし、特許文献３乃至５に記載の撮影光学系では、設計像高に対する全長の比が４．５以上あるので、例えばＣＣＤのサイズを小さくしてレンズユニットを小型化しようとしても、十分な小型化の効果は得られない。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、適度な撮影画角を確保しても、全長が短く高性能な光学系を備えた撮像装置の提供を目的とするものである。
より具体的には、２５度以上の半画角を得やすい単焦点レンズの撮影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、３M以上のＣＣＤ画素数を使用しても、なおも良好な結像性能が得やすい撮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。
また、像高に対するレンズ全長の比を４．５以下に抑えて全長を小型化し、及び構成レンズのレンズ径も小さくできる光学系を備えた撮像装置の提供を目的とする。
更に、レンズの偏心に対する安定性をも確保することが出来る光学系を備えた撮像装置を提供するものである。
より具体的には、２５度以上の半画角を得やすい単焦点レンズの撮影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、３M以上のＣＣＤ画素数を使用しても、なおも良好な結像性能が得やすい撮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。
また、像高に対するレンズ全長の比を４．５以下に抑えて全長を小型化し、及び構成レンズのレンズ径も小さくできる光学系を備えた撮像装置の提供を目的とする。
更に、レンズの偏心に対する安定性をも確保することが出来る光学系を備えた撮像装置を提供するものである。
上記の目的を達成するために、本発明の第１の撮像装置は、撮影光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、
前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である正のパワーを持つ第１レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面である正のパワーを持つ第２レンズ群と、正のパワーを持つ第３レンズ群とを備え、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に両面が凸面の空気レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１．４ ≦｜ｒ２Ｒ｜／ＩＨ ≦ １５．０
ただし、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分であり、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置される面の光軸上での曲率半径である。
前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である正のパワーを持つ第１レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面である正のパワーを持つ第２レンズ群と、正のパワーを持つ第３レンズ群とを備え、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に両面が凸面の空気レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１．４ ≦｜ｒ２Ｒ｜／ＩＨ ≦ １５．０
ただし、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分であり、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置される面の光軸上での曲率半径である。
また、本発明の第２の撮像装置は、撮影光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、
前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である正のパワーをもつ第１レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面の正パワーをもつ第２レンズ群と、正のパワーを持つ第３レンズ群とを備え、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．８ ≦ ｆ ｇ２／ｆ ａｌｌ ≦ ５．５
ただし、ｆ ｇ２は第２レンズ群の焦点距離であり、ｆ ａｌｌは光学系全系の焦点距離である。
前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である正のパワーをもつ第１レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面の正パワーをもつ第２レンズ群と、正のパワーを持つ第３レンズ群とを備え、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．８ ≦ ｆ ｇ２／ｆ ａｌｌ ≦ ５．５
ただし、ｆ ｇ２は第２レンズ群の焦点距離であり、ｆ ａｌｌは光学系全系の焦点距離である。
また、本発明の第３の撮像装置は、第１又は第２の撮像装置において、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に両面が凸面の空気レンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
ｒ２Ｒ／ｒ３Ｆ ≦ −１
ただし、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置される面の光軸上の曲率半径であり、ｒ３Ｆは第３レンズ群の最も物体面側に配置される面の光軸上の曲率半径である。
以下の条件式を満足することを特徴とする。
ｒ２Ｒ／ｒ３Ｆ ≦ −１
ただし、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置される面の光軸上の曲率半径であり、ｒ３Ｆは第３レンズ群の最も物体面側に配置される面の光軸上の曲率半径である。
また、本発明の第４の撮像装置は、先の撮像装置の何れかにおいて、前記第３レンズ群は、最も物体側に配置される面が凹面で、最も像面側に配置される面が凸面で構成されていることを特徴とする。
また、本発明の第５の撮像装置は、第４の撮像装置において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．３ ≦ ｜ｒ３Ｆ｜／ＩＨ ≦ ２．５
ただし、｜ｒ３Ｆ｜は第３レンズ群の最も物体側に配置される面の光軸上の曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
０．３ ≦ ｜ｒ３Ｆ｜／ＩＨ ≦ ２．５
ただし、｜ｒ３Ｆ｜は第３レンズ群の最も物体側に配置される面の光軸上の曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
また、本発明の第６の撮像装置は、第５の撮像装置において、前記第３レンズ群は、レンズ中心に対するレンズ周辺の正のパワーが緩くなる形状の非球面を有し、物体側の面が凹面である一枚の正メニスカスレンズから構成されることを特徴とする。
また、本発明の第７の撮像装置は、先の撮像装置の何れかにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．６ ≦ ｜ｒ１Ｆ｜／ＩＨ ≦ ４．０
ただし、ｒ１Ｆは第１レンズ群の最も物体側に配置される面の光軸上の曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
０．６ ≦ ｜ｒ１Ｆ｜／ＩＨ ≦ ４．０
ただし、ｒ１Ｆは第１レンズ群の最も物体側に配置される面の光軸上の曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
また、本発明の第８の撮像装置は、先に記載の撮像装置の何れかにおいて、前記第１レンズ群は、該第1レンズ群の入射面と射出面との間に空気間隔がないメニスカスレンズ形状のレンズで構成されたことを特徴とする。
また、本発明の第９の撮像装置は、先に記載の撮像装置の何れかにおいて、前記第１レンズ群が、物体側から順に、負のパワーを持つ第１レンズと正のパワーを持つ第２レンズとで構成されていることを特徴とする。
また、本発明の第１０の撮像装置は、第９の撮像装置において、前記第２レンズの入射側に配置される面が以下の条件式を満足することを特徴とする。
３．０ ≦ ｜ｒ１Ｌ１２｜／ＩＨ
ただし、ｒ１Ｌ１２は第２レンズの入射側に配置される面の光軸上の曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
３．０ ≦ ｜ｒ１Ｌ１２｜／ＩＨ
ただし、ｒ１Ｌ１２は第２レンズの入射側に配置される面の光軸上の曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
また、本発明の第１１の撮像装置は、第９又は第１０の撮像装置において、前記第１レンズ群は、負のパワーを持つ前記第１レンズと正のパワーを持つ前記第２レンズとを接合して構成したことを特徴とする。
また、本発明の第１２の撮像装置は、先に記載の撮像装置の何れかにおいて、前記第２レンズ群は、物体側から順に、正のパワーを持つ第１レンズと負のパワーを持つ第２レンズとで構成されることを特徴とする。
また、本発明の第１３の撮像装置は、先に記載の撮像装置の何れかにおいて、前記第２レンズ群は、正のパワーを持つ前記第１レンズと負のパワーを持つ前記第２レンズとを接合して構成したことを特徴とする。
また、本発明の第１４の撮像装置は、先に記載の撮像装置の何れかにおいて、前記第１レンズ群は、物体側から順に、負のパワーを持つ第１レンズと正のパワーを持つ第２レンズとからなる接合レンズであり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、正のパワーを持つ第１レンズと負のパワーを持つ第２レンズとからなる接合レンズであり、
前記第３レンズ群は、正のパワーを持つ一枚のメニスカスレンズで構成したことを特徴とする。
前記第２レンズ群は、物体側から順に、正のパワーを持つ第１レンズと負のパワーを持つ第２レンズとからなる接合レンズであり、
前記第３レンズ群は、正のパワーを持つ一枚のメニスカスレンズで構成したことを特徴とする。
また、本発明の第１５の撮像装置は、先に記載の撮像装置の何れかにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．８≦ ｆ ｇ２／ｆ ａｌｌ ≦ ５．５
ただし、ｆ ｇ２は第２レンズ群の焦点距離であり、ｆ ａｌｌは全光学系の焦点距離である。
０．８≦ ｆ ｇ２／ｆ ａｌｌ ≦ ５．５
ただし、ｆ ｇ２は第２レンズ群の焦点距離であり、ｆ ａｌｌは全光学系の焦点距離である。
また、本発明の第１６の撮像装置は、先に記載の撮像装置の何れかにおいて、撮影光学系の射出瞳の位置から結像面までの距離をＥＰ、最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分をＩＨとするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする。
−０．４５５ ≦ ＩＨ／ＥＰ ≦ ０．４５５
−０．４５５ ≦ ＩＨ／ＥＰ ≦ ０．４５５
また、本発明の第１７の撮像装置は、先に記載の撮像装置の何れかにおいて、前記第1レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群は、それぞれ、レンズ枚数が二枚以下で構成されていることを特徴とする。
また、本発明の第１８の撮像装置は、先に記載の撮像装置の何れかにおいて、撮影光学系の前記第１レンズ群の入射面から撮像面までの距離をＴＬとし、最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分をＩＨとするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする。
２．５ ＜ ＴＬ／ＩＨ ＜ ４．１
２．５ ＜ ＴＬ／ＩＨ ＜ ４．１
また、本発明の第１９の撮像装置は、撮影光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、
前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である正のパワーを持つ第１レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面である正のパワーを持つ第２レンズ群と、正のパワーを持つ第３レンズ群とを備え、以下の条件式を満足することを特徴とする。
２．５ ＜ ＴＬ／ＩＨ ＜ ４．１
ただし、ＴＬは撮影光学系の第１レンズ群の入射面から撮像面までの距離であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である正のパワーを持つ第１レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面である正のパワーを持つ第２レンズ群と、正のパワーを持つ第３レンズ群とを備え、以下の条件式を満足することを特徴とする。
２．５ ＜ ＴＬ／ＩＨ ＜ ４．１
ただし、ＴＬは撮影光学系の第１レンズ群の入射面から撮像面までの距離であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
更に、本発明の第２０の撮像装置は、先に記載の撮像装置の何れかにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．０３ ＜ ＴＳ／ＴＬ ＜ ０．４
ただし、ＴＳは第１レンズ群の入射面から第３レンズ群の射出面までの間の光軸上の空気間隔の長さの合計であり、ＴＬは撮影光学系の第１レンズ群の入射面から撮像面までの距離である。
０．０３ ＜ ＴＳ／ＴＬ ＜ ０．４
ただし、ＴＳは第１レンズ群の入射面から第３レンズ群の射出面までの間の光軸上の空気間隔の長さの合計であり、ＴＬは撮影光学系の第１レンズ群の入射面から撮像面までの距離である。
本発明の撮像装置によれば、半画角が２５度を超えるような広角レンズにおいても第１レンズ群及び第２レンズ群をそれぞれ二枚前後の少ないレンズで構成することができ、かつ、良好なレンズ群の周辺性能を得ることができる。また、ＣＣＤ画素数３Ｍ以上を使用しても良好な結像性能を得ることができる。また、レンズの偏心に対しても安定性を確保することができる光学系を実現できる。
また、第１レンズ群及び第２レンズ群が正のパワーを持つので、光学系全長の短縮を図ることができる。
また、第１レンズ群の入射面を凹面としたので、入射側に配置されるレンズの外径の小型化を図ることができる。
また、第１レンズ群を入射側が凹面で射出側が凸面の構成とし、第２レンズ群を入射側が凸面で射出側が凹面の構成としたことにより、少ないレンズ枚数でそれぞれのレンズ群内での収差発生を少なくすることが出来、レンズ群間の偏心による性能劣化も抑えやすい。
また、第３レンズ群を正のパワーを持つレンズで構成したので、電子撮像素子に本発明の撮像装置を用いたカメラにおいて、光学系の射出瞳の位置を離すことができ、周辺で生じるシェーディングの影響を小さくすることができ、周辺光量を確保しやすい。
さらに、光学系全長の短縮や外径の小型化を図ることができ、適度な射出瞳の位置を確保しつつ、良好な性能を確保し、製造のばらつきによる性能劣化の少ない光学系を実現できる。
また、第１レンズ群及び第２レンズ群が正のパワーを持つので、光学系全長の短縮を図ることができる。
また、第１レンズ群の入射面を凹面としたので、入射側に配置されるレンズの外径の小型化を図ることができる。
また、第１レンズ群を入射側が凹面で射出側が凸面の構成とし、第２レンズ群を入射側が凸面で射出側が凹面の構成としたことにより、少ないレンズ枚数でそれぞれのレンズ群内での収差発生を少なくすることが出来、レンズ群間の偏心による性能劣化も抑えやすい。
また、第３レンズ群を正のパワーを持つレンズで構成したので、電子撮像素子に本発明の撮像装置を用いたカメラにおいて、光学系の射出瞳の位置を離すことができ、周辺で生じるシェーディングの影響を小さくすることができ、周辺光量を確保しやすい。
さらに、光学系全長の短縮や外径の小型化を図ることができ、適度な射出瞳の位置を確保しつつ、良好な性能を確保し、製造のばらつきによる性能劣化の少ない光学系を実現できる。
最初に、本発明の基本構成の概要とその作用効果について説明する。
本願発明の基本構成である撮像装置は、撮影光学系と、光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えており、前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である正のパワーを持つ第１レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面である正のパワーを持つ第２レンズ群と、正のパワーを持つ第３レンズ群とを有している。
本願発明の基本構成である撮像装置は、撮影光学系と、光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えており、前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である正のパワーを持つ第１レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面である正のパワーを持つ第２レンズ群と、正のパワーを持つ第３レンズ群とを有している。
ここで、光学系を極力小型化しようとする場合、レンズ枚数の削減が必要になってくる。
しかし、レンズ枚数を削減すると、各レンズのパワーは強くなる。特に、半画角が２５度を超える様な広角レンズでは、周辺性能である像面湾曲、ディストーション（歪曲収差）や倍率の色などの収差を良好に抑えることが難しくなる。
そこで、本願発明では、上記基本構成において、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である全体として正のパワーを持つ第１レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面であり全体として正のパワーをもつ持つ第２レンズ群とを有することにより、絞りに対して対称に近い形状のレンズ群を配置することが出来る。また、半画角が２５度を超えるような広角レンズにおいても、上記した第１レンズ群、開口絞り、第２レンズ群を有する構成としたことにより、第１レンズ群及び第２レンズ群をそれぞれ二枚前後の少ないレンズで構成でき、かつ、このレンズの周辺性能を良好にすることが可能である。
しかし、レンズ枚数を削減すると、各レンズのパワーは強くなる。特に、半画角が２５度を超える様な広角レンズでは、周辺性能である像面湾曲、ディストーション（歪曲収差）や倍率の色などの収差を良好に抑えることが難しくなる。
そこで、本願発明では、上記基本構成において、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である全体として正のパワーを持つ第１レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面であり全体として正のパワーをもつ持つ第２レンズ群とを有することにより、絞りに対して対称に近い形状のレンズ群を配置することが出来る。また、半画角が２５度を超えるような広角レンズにおいても、上記した第１レンズ群、開口絞り、第２レンズ群を有する構成としたことにより、第１レンズ群及び第２レンズ群をそれぞれ二枚前後の少ないレンズで構成でき、かつ、このレンズの周辺性能を良好にすることが可能である。
また、上記した第１レンズ群及び第２レンズ群を、それぞれ全体として正のパワーを持つレンズ群とすることにより、光学系全長の短縮を図ることができる。
また、第１レンズ群の入射面を凹面とすることにより、入射側レンズの外径の小型化を図ることができる。
また、第１レンズ群の入射側を凹面とし、第１レンズ群の射出側を凸面とし、第２レンズ群の入射側を凸面、第２レンズ群の射出側を凹面としたことにより、少ないレンズ枚数でもそれぞれのレンズ群内での収差発生を少なくすることが出来、レンズ群間の偏心による性能劣化も抑えやすくなる。
また、電子撮像素子を用いたカメラでは、光学系の射出瞳位置が結像面に近付きすぎると、周辺でシエーディングの影響が大きくなり周辺光量の確保が難しくなる。このような電子撮像素子を用いるカメラにおいて、第３レンズ群を正のパワーを持つようにした本発明の撮像装置を用いることで、射出瞳の位置を離すことができる。
また、第１レンズ群の入射面を凹面とすることにより、入射側レンズの外径の小型化を図ることができる。
また、第１レンズ群の入射側を凹面とし、第１レンズ群の射出側を凸面とし、第２レンズ群の入射側を凸面、第２レンズ群の射出側を凹面としたことにより、少ないレンズ枚数でもそれぞれのレンズ群内での収差発生を少なくすることが出来、レンズ群間の偏心による性能劣化も抑えやすくなる。
また、電子撮像素子を用いたカメラでは、光学系の射出瞳位置が結像面に近付きすぎると、周辺でシエーディングの影響が大きくなり周辺光量の確保が難しくなる。このような電子撮像素子を用いるカメラにおいて、第３レンズ群を正のパワーを持つようにした本発明の撮像装置を用いることで、射出瞳の位置を離すことができる。
上記した第１レンズ群、開口絞り、第２レンズ群及び第３レンズ群を備えた撮像装置とすることで、光学系全長の短縮や外径の小型化が可能となり、適度な射出瞳の位置を確保しつつ、良好な性能を確保し、製造のばらつきによる性能劣化の少ない光学系を提供できる。
次に、本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
下記条件式（１）を満足する第１の撮像装置によれば、上記した本願発明の基本構成に加えて、第２レンズ群と第３レンズ群の間に両面が凸面の空気レンズを有することで、空気レンズの両側が負パワーの面となり、この空気レンズの外側が正のパワーとなる。このため、空気レンズを有する撮像装置では、球面収差の補正を良好に行ないやすくなる。
１．４ ≦ ｜ｒ２Ｒ｜／ＩＨ ≦ １５．０ …（１）
ただし、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分であり、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置された面の光軸上での曲率半径である。
また、第１レンズ群の入射側の面を凹面、射出側の面を凸面とし、第２レンズ群の入射側の面を凸面、射出側の面を凹面として、かつ、第２レンズ群と第３レンズ群との間に両面が凸面の空気レンズを有して、各レンズ群を二枚以下という少ないレンズ枚数とした場合でも、効率的に良好な性能を確保することが可能となる。
１．４ ≦ ｜ｒ２Ｒ｜／ＩＨ ≦ １５．０ …（１）
ただし、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分であり、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置された面の光軸上での曲率半径である。
また、第１レンズ群の入射側の面を凹面、射出側の面を凸面とし、第２レンズ群の入射側の面を凸面、射出側の面を凹面として、かつ、第２レンズ群と第３レンズ群との間に両面が凸面の空気レンズを有して、各レンズ群を二枚以下という少ないレンズ枚数とした場合でも、効率的に良好な性能を確保することが可能となる。
上記空気レンズを加えた撮像装置の場合、上記条件式（１）を満足することにより、効率的な収差補正能力を確保しながら光学系全長を短くすることができる。
上記条件式（１）の下限値を下回って光学系全長の短縮を図ると、第２レンズ群での像面湾曲やディストーションなどの軸外収差の発生が大きくなり、良好な性能を確保することが難しくなる。
また、条件式（１）の下限値を下回ると、射出瞳の位置が結像面に近付きすぎることとなり、周辺光量を確保することが難しくなる。
一方、上記条件式（１）の上限値を超えて光学系全長の短縮を図ると、第２レンズ群における収差を補正する能力が低くなる。この収差補正能力が低い撮像装置において、良好な性能を確保しようとすると、レンズ枚数の増加を招いてしまい、光学系の小型化が難しくなる。
もちろん、上記構成を採用し、かつ、サイズの制約が許される
場合に、各レンズ群を二枚より多い枚数で構成しても、上記効果が得ることができる。
また、条件式（１）の下限値を下回ると、射出瞳の位置が結像面に近付きすぎることとなり、周辺光量を確保することが難しくなる。
一方、上記条件式（１）の上限値を超えて光学系全長の短縮を図ると、第２レンズ群における収差を補正する能力が低くなる。この収差補正能力が低い撮像装置において、良好な性能を確保しようとすると、レンズ枚数の増加を招いてしまい、光学系の小型化が難しくなる。
もちろん、上記構成を採用し、かつ、サイズの制約が許される
場合に、各レンズ群を二枚より多い枚数で構成しても、上記効果が得ることができる。
なお、条件式（１）における下限値を、１．６、更には１．７５としてもよい。若しくは、条件式（１）における上限値を１０．０、更には６．０としてもよい。このような下限値及び上限値においても、効率的な収差補正能力を確保しながら光学系全長を短くすることができる。
また、第２の撮像装置は、良好な収差を得て光学系全長の短縮を達成する為の条件である条件式（２）を満たすものである。
０．８ ≦ ｆ g２／ｆ all ≦ ５．５ …（２）
ただし、ｆ g２は第２レンズ群の焦点距離であり、ｆ allは光学系全系の焦点距離である。
上記条件式（２）の下限値を下回って、第２レンズ群の焦点距離が全光学系の焦点距離に対して短くなると、第２レンズ群における収差の発生を抑える為にレンズ枚数の増加を招くこととなり、光学系全長の短縮が困難になる。
一方、条件式（２）の上限値を超えて第２レンズ群の焦点距離が全光学系の焦点距離に対して長くなると、第２レンズ群による正の作用が減ることで全長の短縮が困難になり、使用する撮影像高に対する全長は長くなる。
また、射出瞳の位置を結像面から離す為に第３レンズ群のパワーを強める必要があるので、第３レンズ群で発生するペッツバール和が増大する。この場合、像面湾曲を良好に補正するには、第１レンズ群中の負のパワーを強める（第１レンズ群の正パワーを緩める）必要があり、更に光学系全長の短縮は難しくなる。
０．８ ≦ ｆ g２／ｆ all ≦ ５．５ …（２）
ただし、ｆ g２は第２レンズ群の焦点距離であり、ｆ allは光学系全系の焦点距離である。
上記条件式（２）の下限値を下回って、第２レンズ群の焦点距離が全光学系の焦点距離に対して短くなると、第２レンズ群における収差の発生を抑える為にレンズ枚数の増加を招くこととなり、光学系全長の短縮が困難になる。
一方、条件式（２）の上限値を超えて第２レンズ群の焦点距離が全光学系の焦点距離に対して長くなると、第２レンズ群による正の作用が減ることで全長の短縮が困難になり、使用する撮影像高に対する全長は長くなる。
また、射出瞳の位置を結像面から離す為に第３レンズ群のパワーを強める必要があるので、第３レンズ群で発生するペッツバール和が増大する。この場合、像面湾曲を良好に補正するには、第１レンズ群中の負のパワーを強める（第１レンズ群の正パワーを緩める）必要があり、更に光学系全長の短縮は難しくなる。
なお、条件式（２）の下限値を１．０、更には１．２としてもよい。若しくは、条件式（２）の上限値を４．５、更には４．０としてもよい。このような下限値及び上限値においても、良好な収差を得て、光学系全長の短縮を達成することができる。
第３の撮像装置は、以下の条件式（３）を満足するものである。
ｒ２Ｒ／ｒ３Ｆ ≦ −１ …（３）
ただし、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置される面の光軸上の曲率半径であり、ｒ３Ｆは第３レンズ群の最も物体面側に配置される面の光軸上の曲率半径である。
｜ｒ２Ｒ｜が、上記条件式（３）の上限値を超えたために｜ｒ３Ｆ｜より小さくなると、第２レンズ群の射出面での光線の跳ね上げが大きくなる。このため、軸外収差が出やすくなったり、又は、この空気レンズでの十分な球面収差の補正が行い難くなったりすることがある。この場合には、収差を補正する作用を確保するために、レンズ面の数を増やす必要がある。
ｒ２Ｒ／ｒ３Ｆ ≦ −１ …（３）
ただし、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置される面の光軸上の曲率半径であり、ｒ３Ｆは第３レンズ群の最も物体面側に配置される面の光軸上の曲率半径である。
｜ｒ２Ｒ｜が、上記条件式（３）の上限値を超えたために｜ｒ３Ｆ｜より小さくなると、第２レンズ群の射出面での光線の跳ね上げが大きくなる。このため、軸外収差が出やすくなったり、又は、この空気レンズでの十分な球面収差の補正が行い難くなったりすることがある。この場合には、収差を補正する作用を確保するために、レンズ面の数を増やす必要がある。
第２レンズ群の射出側面での収差について補正効果を持たせるためには、条件式に下限値を設けて
−１５ ≦ ｒ２Ｒ／ｒ３Ｆ ≦ −１ …（３）´
の範囲とするとよい。
更には、条件式（３）´の下限値を−８、更には−６としてもよく、上限値を−１．０１、更には−２としてもよい。このような下限値及び上限値においても、第２レンズ群の射出側面での収差補正効果を持たせることができる。
−１５ ≦ ｒ２Ｒ／ｒ３Ｆ ≦ −１ …（３）´
の範囲とするとよい。
更には、条件式（３）´の下限値を−８、更には−６としてもよく、上限値を−１．０１、更には−２としてもよい。このような下限値及び上限値においても、第２レンズ群の射出側面での収差補正効果を持たせることができる。
ところで、第２レンズ群の凹面から射出する光線については、第３レンズ群の持つ正のパワーにより射出瞳を結像面から離す作用を持たせる必要がある。
そこで、第４の撮像装置によれば、第３レンズ群の最も物体側に配置される面を凹面とし、最も像面側に配置される面を凸面としているので、第３レンズ群の入射面での軸外収差の発生を抑えながら第３レンズ群のパワーを強めることが出来、少ないレンズ枚数であっても良好な性能を確保しやすく構成できる。
そこで、第４の撮像装置によれば、第３レンズ群の最も物体側に配置される面を凹面とし、最も像面側に配置される面を凸面としているので、第３レンズ群の入射面での軸外収差の発生を抑えながら第３レンズ群のパワーを強めることが出来、少ないレンズ枚数であっても良好な性能を確保しやすく構成できる。
第５の撮像装置によれば、第４の撮像装置の構成に加えて、下記条件式（４）を満足する。この条件式（４）を満足することで、更に良好な性能を確保できる。
０．３ ≦ ｜ｒ３Ｆ｜／ＩＨ ≦ ２．５ …（４）
ただし、｜ｒ３Ｆ｜は第３レンズ群の最も物体側に配置される面の光軸上曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
０．３ ≦ ｜ｒ３Ｆ｜／ＩＨ ≦ ２．５ …（４）
ただし、｜ｒ３Ｆ｜は第３レンズ群の最も物体側に配置される面の光軸上曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
上記条件式（４）の下限値を下回って第３レンズ群の最も物体側に配置される面の曲率半径が小さくなり過ぎると、射出瞳の位置を結像面から離す必要があり、この為に第３レンズ群の物体側に配置される面より像面側の持つ正のパワーを強める作用に負担が増加する。このような場合において良好な性能を得るには、第３レンズ群の枚数の増加が必要となる。
また、上記条件式（４）の上限値を超えて第３レンズ群の最も物体側に配置される面の曲率半径が大きくなり過ぎると、その面での球面収差の補正効果が少なくなり過ぎて光学系全長の短縮が困難になる。
また、上記条件式（４）の上限値を超えて第３レンズ群の最も物体側に配置される面の曲率半径が大きくなり過ぎると、その面での球面収差の補正効果が少なくなり過ぎて光学系全長の短縮が困難になる。
更には、条件式（４）の下限値を０．５、更には０．７としてもよい。若しくは、条件式（４）の上限値を２．０、更には１．２としてもよい。このような下限値及び上限値においても、良好な性能を確保できる。
第６の撮像装置によれば、第５の撮像装置の構成に加えて、最も像面側に配置されるレンズ群である第３レンズ群を、中心に対して周辺の正のパワーが緩くなる形状の非球面を使用する構成としたことにより、ディストーションを効果的に補正することができる。これにより第３レンズ群を、正のメニスカスレンズ一枚で構成することも可能となり、光学系全長の短縮に更に有効である。
第７の撮像装置は、下記条件式（５）を満足する。
０．６ ≦ ｜ｒ１Ｆ｜／ＩＨ ≦ ４．０ …（５）
ただし、ｒ１Ｆは第１レンズ群の最も物体側に配置される面の光軸上曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
この第７の撮像装置によれば、少ないレンズ枚数で入射側のレンズ外径の小型化し、光学系全長を短縮させつつ、性能を良好に補正する上で好ましい。
０．６ ≦ ｜ｒ１Ｆ｜／ＩＨ ≦ ４．０ …（５）
ただし、ｒ１Ｆは第１レンズ群の最も物体側に配置される面の光軸上曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
この第７の撮像装置によれば、少ないレンズ枚数で入射側のレンズ外径の小型化し、光学系全長を短縮させつつ、性能を良好に補正する上で好ましい。
条件式（５）の下限値を下回ると、バックフォーカスを長くする作用が強くなりすぎてしまい、光学系全長の小型化が困難になる。
一方、条件式（５）の上限値を超えると、入射瞳の位置が像面側に入りやすくなる。そのため、入射側のレンズ外径を小型化が難しくなる。
一方、条件式（５）の上限値を超えると、入射瞳の位置が像面側に入りやすくなる。そのため、入射側のレンズ外径を小型化が難しくなる。
また、この条件式（５）を満足することで、第１レンズ群の最も物体側に配置される面と最も像面側に配置される面とで収差補正バランスをとり易くなる。そのため、第一レンズ群を二枚以下のレンズ枚数で構成しても、良好な性能を確保しやすくなる。これにより光学系の小型化を達成できる。
条件式（５）については、下限値を０．８、更には０．９としてもよい。若しくは、上限値を３．０、更には１．５としてもよい。このような下限値及び上限値においても、少ないレンズ枚数で入射側のレンズ外径を小型化し、光学系全長を短縮させつつ、性能を良好に補正することができ、第一レンズ群を二枚以下のレンズ枚数で構成しても良好な性能を確保しやすくなるので、光学系の小型化を達成することができる。
第８の撮像装置によれば、前記第１レンズ群は前記入射面と射出面との間に空気間隔がないメニスカスレンズ形状のレンズで構成されているので、入射面の径を小さく構成する上で好ましい。
特に、前記メニスカス形状のレンズを負レンズと正レンズを含む接合レンズとすると、色収差補正が行いやすくなり、より好ましい。
特に、前記メニスカス形状のレンズを負レンズと正レンズを含む接合レンズとすると、色収差補正が行いやすくなり、より好ましい。
第９の撮像装置によれば、第１レンズ群を第１又は第２の撮像装置の構成とすることで、物体側から順に、負の第１レンズＬ１１と正の第２レンズＬ１２の二枚で構成することが可能であり、第１レンズ群を少ないレンズ枚数で構成でき、光学系の小型化を達成することができる。
このとき、最も物体側に配置される面の凹面と最も像面側に配置される面の凸面において、特にコマ収差、非点収差、ディストーションの収差を補正する作用を効果的に使うことにより、色収差を良好に補正しやすくなる。
このとき、最も物体側に配置される面の凹面と最も像面側に配置される面の凸面において、特にコマ収差、非点収差、ディストーションの収差を補正する作用を効果的に使うことにより、色収差を良好に補正しやすくなる。
下記条件式（６）を満足する第１０の撮像装置によれば、第１レンズ群をレンズ枚数二枚で構成してレンズ全長を短くする場合に、レンズ偏心による性能劣化を抑えることができる。
３．０ ≦ ｜ｒ１Ｌ１２｜／ＩＨ …（６）
ただし、ｒ１Ｌ１２は第二レンズL１２の入射側面の光軸上曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
上記条件式（６）の下限値を下回ると、第２レンズの物体側に配置される面で発生する球面収差やコマ収差が大きくなりすぎて、収差のバランス上、第1レンズ群内での各面の収差発生量が大きくなりやすくなる。そのため、偏心による性能劣化が起こりやすくなる。
なお、上記条件式（６）の下限値を、５．０、更には１０．０としてもよい。条件式（６）の上限値は無限大とすることができるが、収差補正の効果を面にもたせる場合、上限値を１５０としてよい。このような上限値及び下限値においても、レンズ偏心による性能劣化を抑えることができる。
３．０ ≦ ｜ｒ１Ｌ１２｜／ＩＨ …（６）
ただし、ｒ１Ｌ１２は第二レンズL１２の入射側面の光軸上曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
上記条件式（６）の下限値を下回ると、第２レンズの物体側に配置される面で発生する球面収差やコマ収差が大きくなりすぎて、収差のバランス上、第1レンズ群内での各面の収差発生量が大きくなりやすくなる。そのため、偏心による性能劣化が起こりやすくなる。
なお、上記条件式（６）の下限値を、５．０、更には１０．０としてもよい。条件式（６）の上限値は無限大とすることができるが、収差補正の効果を面にもたせる場合、上限値を１５０としてよい。このような上限値及び下限値においても、レンズ偏心による性能劣化を抑えることができる。
第１１の撮像装置によれば、前記第１レンズ群を、前記負の第１レンズＬ１１と前記正の第２レンズＬ１２とを接合して構成することにより、負レンズと正レンズとの間で発生する偏心の影響やゴースト等の性能劣化を少なく抑えることができる。
また、条件式（６）を満たすことにより第２レンズL１２のフチ肉確保が容易になるので、第２レンズL１２の肉厚を薄くすることができ、レンズの全長を短くできる効果も得られる。
また、条件式（６）を満たすことにより第２レンズL１２のフチ肉確保が容易になるので、第２レンズL１２の肉厚を薄くすることができ、レンズの全長を短くできる効果も得られる。
第１２の撮像装置によれば、前記第２レンズ群は、第２レンズ群を正パワーを持つ第１レンズＬ２１と、負のパワーを持つ第２レンズＬ２２とで構成することにより、第２レンズ群を二枚という少ないレンズ枚数により構成することができ、光学系の小型化を達成できる。
また、第２レンズ群を二枚のレンズで構成することにより、第２レンズ群の最も物体側に配置される面の凸面と最も像面側に配置される面の凹面において、特にコマ収差、非点収差、ディストーションの収差を補正する作用を効果的に使いながら色収差を良好に補正することができる。
また、第２レンズ群を二枚のレンズで構成することにより、第２レンズ群の最も物体側に配置される面の凸面と最も像面側に配置される面の凹面において、特にコマ収差、非点収差、ディストーションの収差を補正する作用を効果的に使いながら色収差を良好に補正することができる。
一方、レンズ全長を短くしようとすると各面の収差補正効果を高める必要があり、かつ、レンズ偏心による性能劣化が大きくなる。
そこで、第１３の撮像装置では、第２レンズ群を二枚のレンズ枚数からなる接合レンズで構成することにより、負レンズと正レンズ間で発生する性能劣化を少なく抑えることができる。
そこで、第１３の撮像装置では、第２レンズ群を二枚のレンズ枚数からなる接合レンズで構成することにより、負レンズと正レンズ間で発生する性能劣化を少なく抑えることができる。
第１４の撮像装置によれば、上記した第８及び第１２の撮像装置と同様に、小型化の効果を得ることができる。
第１５の撮像装置は、第１の撮像装置において、上記条件式（２）を満たすようになっており、球面収差を良好に補正することができる。
第１６の撮像装置によれば、撮影光学系の射出瞳の位置から結像面までの距離をEP、最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分をIHとするとき、以下の条件式（７）を満足する。
−０．４５５ ≦ ＩＨ／ＥＰ ≦ ０．４５５ …（７）
条件式（７）を満足する撮像装置は、周辺光量を確保することができるので好ましい。
なお、上記条件式（７）の上限値及び下限値を越えると、シエーディングの影響が画面周辺でおきやすくなる。
−０．４５５ ≦ ＩＨ／ＥＰ ≦ ０．４５５ …（７）
条件式（７）を満足する撮像装置は、周辺光量を確保することができるので好ましい。
なお、上記条件式（７）の上限値及び下限値を越えると、シエーディングの影響が画面周辺でおきやすくなる。
条件式（７）は、更には以下の条件式を満足することがより好ましい。
−０．１ ＜ ＩＨ／ＥＰ ≦ ０．４５５ …（７）´
この条件式（７）´を満たすことにより、第３レンズ群の径が大きくなるのを防げることができる。
−０．１ ＜ ＩＨ／ＥＰ ≦ ０．４５５ …（７）´
この条件式（７）´を満たすことにより、第３レンズ群の径が大きくなるのを防げることができる。
第１７の撮像装置によれば、各群のレンズ枚数が二枚以下で構成されているので、少ないレンズ枚数で撮像装置を構成することができる。
更には、第１レンズ群及び第２レンズ群を、それぞれ正レンズと負レンズの二枚で構成し、第３レンズ群を正レンズ一枚で構成するとよい。このような構成とすれば、第１レンズ群と第２レンズ群における収差を良好に補正することができ、第３レンズ群を構成するレンズ枚数を最小枚数とすることができるので、全長の短縮化と収差補正の両立が良好に行える。
更には、第１レンズ群を物体側から順に負レンズと正レンズとで構成し、第２レンズ群を物体側から順に正レンズと負レンズとで構成するとよい。このように構成すれば絞りを挟んで対称な配置となり、広画角化と収差補正を実現でき、小型化のバランスをとりやすい。
更には、第１レンズ群及び第２レンズ群を、それぞれ正レンズと負レンズの二枚で構成し、第３レンズ群を正レンズ一枚で構成するとよい。このような構成とすれば、第１レンズ群と第２レンズ群における収差を良好に補正することができ、第３レンズ群を構成するレンズ枚数を最小枚数とすることができるので、全長の短縮化と収差補正の両立が良好に行える。
更には、第１レンズ群を物体側から順に負レンズと正レンズとで構成し、第２レンズ群を物体側から順に正レンズと負レンズとで構成するとよい。このように構成すれば絞りを挟んで対称な配置となり、広画角化と収差補正を実現でき、小型化のバランスをとりやすい。
第１８の撮像装置によれば、以下の条件式（８）を満足するようになっている。
２．５ ＜ ＴＬ／ＩＨ ＜ ４．１ …（８）
ただし、ＴＬは撮影光学系の第１レンズ群の入射面から撮像面までの距離であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
条件式（８）において、下限値を越えると光学系全長が短くなるが、収差補正が難しくなる。条件式（８）の上限値を越えると光学系の全長が長くなり、撮像装置を小型化しにくくなる。
２．５ ＜ ＴＬ／ＩＨ ＜ ４．１ …（８）
ただし、ＴＬは撮影光学系の第１レンズ群の入射面から撮像面までの距離であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
条件式（８）において、下限値を越えると光学系全長が短くなるが、収差補正が難しくなる。条件式（８）の上限値を越えると光学系の全長が長くなり、撮像装置を小型化しにくくなる。
下記条件式（９）を満足する第１９の撮像装置によれば、本発明の基本構成の作用効果と同様に、絞りに対して対称に近い形状のレンズ群を配置することができ、半画角２５度を超えるような広角レンズにおいても、第１レンズ群及び第２レンズ群をそれぞれ少ない枚数で構成しつつ、周辺性能を良好にすることができる。
２．５ ＜ ＴＬ／ＩＨ ＜ ４．１ …（９）
ただし、ＴＬは撮影光学系の第１レンズ群の入射面から撮像面までの距離であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
また、第１９の撮像装置によれば、光学系全長の短縮や外径の小型化を実現でき、適度な射出瞳の位置を確保しつつ、良好な性能を確保し、製造バラツキによる性能劣化の少ない光学系を提供できる。
２．５ ＜ ＴＬ／ＩＨ ＜ ４．１ …（９）
ただし、ＴＬは撮影光学系の第１レンズ群の入射面から撮像面までの距離であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
また、第１９の撮像装置によれば、光学系全長の短縮や外径の小型化を実現でき、適度な射出瞳の位置を確保しつつ、良好な性能を確保し、製造バラツキによる性能劣化の少ない光学系を提供できる。
上記条件式（９）において、下限値を下回ると光学系全長が短くなるが、収差補正が難しくなる。また、条件式（９）において、上限値を越えると全長が長くなり、撮像装置を小型化しにくくなる。
第２０の撮像装置は、以下の条件式を満足するようになっている。
０．０３ ＜ ＴＳ／ＴＬ ＜ ０．４ …（１０）
ただし、ＴＳは第１レンズ群の入射面から第３レンズ群の射出面までの間の光軸上における空気間隔の長さの合計であり、ＴＬは撮影光学系の第１レンズ群の入射面から撮像面までの距離である。
上記条件式（１０）の下限値を下回ると、空気レンズによる収差補正が難しくなる。また、条件式（１０）の上限値を超えると、空気間隔が大きくなり、撮影光学系の小型化が難しくなる。
０．０３ ＜ ＴＳ／ＴＬ ＜ ０．４ …（１０）
ただし、ＴＳは第１レンズ群の入射面から第３レンズ群の射出面までの間の光軸上における空気間隔の長さの合計であり、ＴＬは撮影光学系の第１レンズ群の入射面から撮像面までの距離である。
上記条件式（１０）の下限値を下回ると、空気レンズによる収差補正が難しくなる。また、条件式（１０）の上限値を超えると、空気間隔が大きくなり、撮影光学系の小型化が難しくなる。
上記条件式（１０）において、更には、下限値を０．０５、更には０．０７としてもよい。若しくは、条件式（１０）の上限値を０．３、更には０．２５としてもよい。このような下限値及び上限値においても、良好な収差補正を行なうことが出来、撮像光学系を小型化することができる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
第１実施例
図1は本発明の第1実施例に係る撮像装置の概念図であり、図２は第１実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
第１実施例の撮像装置１は、図１に示すように、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターＬＦと、像側に配置されたカバーガラスＣＧ及び撮像面Ｉを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤ）とを備えている。
ここで、第１レンズ群Ｇ１は、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２とからなる接合レンズで構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、正レンズＬ２１と負レンズＬ２２とからなる接合レンズで構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、プラスチック成形された一枚のレンズで構成されている。
図1は本発明の第1実施例に係る撮像装置の概念図であり、図２は第１実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
第１実施例の撮像装置１は、図１に示すように、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターＬＦと、像側に配置されたカバーガラスＣＧ及び撮像面Ｉを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤ）とを備えている。
ここで、第１レンズ群Ｇ１は、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２とからなる接合レンズで構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、正レンズＬ２１と負レンズＬ２２とからなる接合レンズで構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、プラスチック成形された一枚のレンズで構成されている。
次に、第１実施例の撮像装置を構成する光学部材の数値データを示す。
なお、非球面形状は、光軸方向をｚ軸、光軸に直交する方向をｙ軸にとり、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ4、Ａ6、Ａ8、Ａ10、・・・としたとき、次の式で表される。
ｘ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ4ｙ4＋Ａ6ｙ6＋Ａ8ｙ8＋Ａ10ｙ10＋…
これらの記号は、後述の各実施例の数値データにおいても共通である。
なお、非球面形状は、光軸方向をｚ軸、光軸に直交する方向をｙ軸にとり、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ4、Ａ6、Ａ8、Ａ10、・・・としたとき、次の式で表される。
ｘ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ4ｙ4＋Ａ6ｙ6＋Ａ8ｙ8＋Ａ10ｙ10＋…
これらの記号は、後述の各実施例の数値データにおいても共通である。
数値データ１
焦点距離：６．４２６ｍｍ、Ｆナンバー：３．３６０、像高：３．６０ｍｍ、
半画角：２９．２５°、FB：1.000ｍｍ
面番号 曲率半径 面（又は空気）間隔 屈折率 アッベ数
1 -3.695 0.800 1.61772 49.81
2 123.439 1.850 1.72916 54.68
3 -4.694 0.160
4（絞り面） INF 0.000
5 4.367 3.050 1.69680 55.53
6 -3.985 0.800 1.69895 30.13
7 10.562 1.200
8（非球面） -2.803 2.000 1.52542 55.78
9（非球面） -2.985 0.195
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF
焦点距離：６．４２６ｍｍ、Ｆナンバー：３．３６０、像高：３．６０ｍｍ、
半画角：２９．２５°、FB：1.000ｍｍ
面番号 曲率半径 面（又は空気）間隔 屈折率 アッベ数
1 -3.695 0.800 1.61772 49.81
2 123.439 1.850 1.72916 54.68
3 -4.694 0.160
4（絞り面） INF 0.000
5 4.367 3.050 1.69680 55.53
6 -3.985 0.800 1.69895 30.13
7 10.562 1.200
8（非球面） -2.803 2.000 1.52542 55.78
9（非球面） -2.985 0.195
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF
非球面係数
第８面
曲率半径R＝-2.803
k＝0
Ａ4＝-8.4751×10-3 Ａ6＝2.6140×10-3 Ａ8＝-3.6971×10-4
Ａ10＝0 Ａ12＝0 Ａ14＝0
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第９面
曲率半径R＝-2.985
k＝0
Ａ4＝4.5096×10-3 Ａ6＝5.4042×10-4 Ａ8＝6.2047×10-5
Ａ10＝0 Ａ12＝0 Ａ14＝0
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第８面
曲率半径R＝-2.803
k＝0
Ａ4＝-8.4751×10-3 Ａ6＝2.6140×10-3 Ａ8＝-3.6971×10-4
Ａ10＝0 Ａ12＝0 Ａ14＝0
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第９面
曲率半径R＝-2.985
k＝0
Ａ4＝4.5096×10-3 Ａ6＝5.4042×10-4 Ａ8＝6.2047×10-5
Ａ10＝0 Ａ12＝0 Ａ14＝0
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第２実施例
図３は本発明の第２実施例に係る撮像装置の概念図であり、図４は第２実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図３に示す第２実施例の撮像装置１は、第１実施例の撮像装置１同様に、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターＬＦと、像側に配置されたカバーガラスＣＧ及び撮像面Ｉを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤ）とを備えている。
ここで、第１レンズ群は、負レンズと正レンズとからなる接合レンズで構成されている。
第２レンズ群は、正レンズと負レンズとからなる接合レンズで構成されている。
第３レンズ群は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
図３は本発明の第２実施例に係る撮像装置の概念図であり、図４は第２実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図３に示す第２実施例の撮像装置１は、第１実施例の撮像装置１同様に、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターＬＦと、像側に配置されたカバーガラスＣＧ及び撮像面Ｉを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤ）とを備えている。
ここで、第１レンズ群は、負レンズと正レンズとからなる接合レンズで構成されている。
第２レンズ群は、正レンズと負レンズとからなる接合レンズで構成されている。
第３レンズ群は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
以下に、第２実施例の撮像装置を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ２
焦点距離：６．５７８ｍｍ、Ｆナンバー：２．８６３、像高：３．６０ｍｍ、
半画角：２９．３５°、FB：０．９９９ｍｍ
面番号 曲率半径 面（又は空気）間隔 屈折率 アッベ数
1 -4.010 0.700 1.60562 43.70
2 25.258 1.700 1.88300 40.76
3 -5.757 1.176
4（絞り面） INF 0.300
5 6.158 2.300 1.78590 44.20
6 -4.335 0.700 1.80810 22.76
7 17.438 1.700
8 -3.139 1.700 1.80610 40.92
9（非球面） -3.001 1.330
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF
数値データ２
焦点距離：６．５７８ｍｍ、Ｆナンバー：２．８６３、像高：３．６０ｍｍ、
半画角：２９．３５°、FB：０．９９９ｍｍ
面番号 曲率半径 面（又は空気）間隔 屈折率 アッベ数
1 -4.010 0.700 1.60562 43.70
2 25.258 1.700 1.88300 40.76
3 -5.757 1.176
4（絞り面） INF 0.300
5 6.158 2.300 1.78590 44.20
6 -4.335 0.700 1.80810 22.76
7 17.438 1.700
8 -3.139 1.700 1.80610 40.92
9（非球面） -3.001 1.330
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF
非球面係数
第９面
曲率半径R＝-3.001
k＝0
Ａ4＝4.5351×10-3 Ａ6＝-1.7689×10-4 Ａ8＝1.6590×10-4
Ａ10＝-2.5105×10-5 Ａ12＝2.0021×10-6 Ａ14＝0
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第９面
曲率半径R＝-3.001
k＝0
Ａ4＝4.5351×10-3 Ａ6＝-1.7689×10-4 Ａ8＝1.6590×10-4
Ａ10＝-2.5105×10-5 Ａ12＝2.0021×10-6 Ａ14＝0
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第３実施例
図５は本発明の第３実施例に係る撮像装置の概念図であり、図６は第３実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図５に示す第３実施例に係る撮像装置１は、第１実施例の撮像装置１同様に、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターＬＦと、像側に配置されたカバーガラスＣＧ及び撮像面Ｉを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤ）とを備えている。
第１レンズ群Ｇ１は、正のパワーを持つメニスカス単レンズにて構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、正レンズＬ２１と負レンズＬ２２との接合レンズで構成されている。 第３レンズ群Ｇ３は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
図５は本発明の第３実施例に係る撮像装置の概念図であり、図６は第３実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図５に示す第３実施例に係る撮像装置１は、第１実施例の撮像装置１同様に、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターＬＦと、像側に配置されたカバーガラスＣＧ及び撮像面Ｉを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤ）とを備えている。
第１レンズ群Ｇ１は、正のパワーを持つメニスカス単レンズにて構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、正レンズＬ２１と負レンズＬ２２との接合レンズで構成されている。 第３レンズ群Ｇ３は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
以下に、第３実施例の撮像装置を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ３
焦点距離：６．１９９ｍｍ、Ｆナンバー：２．８５５、像高：３．６０ｍｍ、
半画角：３０．４５°、FB：１．０００ｍｍ
面番号 曲率半径 面（又は空気）間隔 屈折率 アッベ数
1（非球面） -3.972 1.800 1.80610 40.92
2 -3.474 1.000
3（絞り面） INF 0.000
4 8.414 2.300 1.88300 40.76
5 -3.900 0.700 1.80810 22.76
6 8.308 1.300
7 -3.133 1.700 1.80610 40.92
8（非球面） -2.787 1.693
9 INF 0.760 1.54771 62.84
10 INF 0.600
11 INF 0.500 1.51633 64.14
12 INF
数値データ３
焦点距離：６．１９９ｍｍ、Ｆナンバー：２．８５５、像高：３．６０ｍｍ、
半画角：３０．４５°、FB：１．０００ｍｍ
面番号 曲率半径 面（又は空気）間隔 屈折率 アッベ数
1（非球面） -3.972 1.800 1.80610 40.92
2 -3.474 1.000
3（絞り面） INF 0.000
4 8.414 2.300 1.88300 40.76
5 -3.900 0.700 1.80810 22.76
6 8.308 1.300
7 -3.133 1.700 1.80610 40.92
8（非球面） -2.787 1.693
9 INF 0.760 1.54771 62.84
10 INF 0.600
11 INF 0.500 1.51633 64.14
12 INF
非球面係数
第１面
曲率半径R＝-3.972
k＝0
Ａ4＝-4.9641×10-3 Ａ6＝-1.3883×10-4 Ａ8＝-9.0582×10-5
Ａ10＝0 Ａ12＝0 Ａ14＝0
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第８面
曲率半径R＝-2.787
k＝0
Ａ4＝4.0516×10-3 Ａ6＝4.8262×10-4 Ａ8＝-1.3587×10-4
Ａ10＝6.3935×10-5 Ａ12＝-1.0789×10-5 Ａ14＝8.1313×10-7
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第１面
曲率半径R＝-3.972
k＝0
Ａ4＝-4.9641×10-3 Ａ6＝-1.3883×10-4 Ａ8＝-9.0582×10-5
Ａ10＝0 Ａ12＝0 Ａ14＝0
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第８面
曲率半径R＝-2.787
k＝0
Ａ4＝4.0516×10-3 Ａ6＝4.8262×10-4 Ａ8＝-1.3587×10-4
Ａ10＝6.3935×10-5 Ａ12＝-1.0789×10-5 Ａ14＝8.1313×10-7
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第４実施例
図７は本発明の第４実施例に係る撮像装置の概念図であり、図８は第４実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図７に示す第４実施例に係る撮像装置１は、第１実施例の撮像装置１と同様に、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターＬＦと、像側に配置されたカバーガラスＣＧ及び撮像面Ｉを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤ）とを備えている。
第１レンズ群Ｇ１は負レンズＬ１１と正レンズＬ１２とからなる接合レンズで構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、正レンズＬ１１と負レンズＬ１２とからなる接合レンズで構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
図７は本発明の第４実施例に係る撮像装置の概念図であり、図８は第４実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図７に示す第４実施例に係る撮像装置１は、第１実施例の撮像装置１と同様に、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターＬＦと、像側に配置されたカバーガラスＣＧ及び撮像面Ｉを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤ）とを備えている。
第１レンズ群Ｇ１は負レンズＬ１１と正レンズＬ１２とからなる接合レンズで構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、正レンズＬ１１と負レンズＬ１２とからなる接合レンズで構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
以下に、第４実施例の撮像装置を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ４
焦点距離：６．３３６ｍｍ、Ｆナンバー：２．８９４、像高：３．６０ｍｍ、
半画角：２９．３５°、FB：１．０００ｍｍ
面番号 曲率半径 面（又は空気）間隔 屈折率 アッベ数
1 -3.982 0.700 1.70000 48.08
2 20.468 1.700 1.88300 40.76
3 -5.387 1.000
4（絞り面） INF 0.000
5 5.542 2.300 1.78590 44.20
6 -4.441 0.700 1.80810 22.76
7 16.832 1.700
8 -3.019 1.700 1.80610 40.92
9（非球面） -3.000 1.266
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF
数値データ４
焦点距離：６．３３６ｍｍ、Ｆナンバー：２．８９４、像高：３．６０ｍｍ、
半画角：２９．３５°、FB：１．０００ｍｍ
面番号 曲率半径 面（又は空気）間隔 屈折率 アッベ数
1 -3.982 0.700 1.70000 48.08
2 20.468 1.700 1.88300 40.76
3 -5.387 1.000
4（絞り面） INF 0.000
5 5.542 2.300 1.78590 44.20
6 -4.441 0.700 1.80810 22.76
7 16.832 1.700
8 -3.019 1.700 1.80610 40.92
9（非球面） -3.000 1.266
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF
非球面係数
第９面
曲率半径R＝-3.000
k＝0
Ａ4＝4.1051×10-3 Ａ6＝2.1754×10-4 Ａ8＝4.2309×10-5
Ａ10＝-5.5958×10-6 Ａ12＝8.6307×10-7 Ａ14＝00
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第９面
曲率半径R＝-3.000
k＝0
Ａ4＝4.1051×10-3 Ａ6＝2.1754×10-4 Ａ8＝4.2309×10-5
Ａ10＝-5.5958×10-6 Ａ12＝8.6307×10-7 Ａ14＝00
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第５実施例
図９は本発明の第５実施例に係る撮像装置の概念図であり、図１０は第５実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図９に示す第５実施例に係る撮像装置１は、第１実施例の撮像装置１同様に、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターＬＦと、像側に配置されたカバーガラスＣＧ及び撮像面Ｉを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤ）とを備えている。
第１レンズ群Ｇ１は、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２とからなる接合レンズで構成されている。
第２レンズ群は正レンズＬ２１と負レンズＬ２２との接合レンズで構成されている。
また、第３レンズ群は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
図９は本発明の第５実施例に係る撮像装置の概念図であり、図１０は第５実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図９に示す第５実施例に係る撮像装置１は、第１実施例の撮像装置１同様に、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターＬＦと、像側に配置されたカバーガラスＣＧ及び撮像面Ｉを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤ）とを備えている。
第１レンズ群Ｇ１は、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２とからなる接合レンズで構成されている。
第２レンズ群は正レンズＬ２１と負レンズＬ２２との接合レンズで構成されている。
また、第３レンズ群は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
以下に、第５実施例の撮像装置を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ５
焦点距離：６．４９１ｍｍ、Ｆナンバー：３．４６０、像高：３．６０ｍｍ、
半画角：２９．８０°、FB：１．０００ｍｍ
面番号 曲率半径 面（又は空気）間隔 屈折率 アッベ数
1 -3.687 0.800 1.48749 70.23
2 41.441 1.650 1.73400 51.47
3 -4.858 0.300
4（絞り面） INF 0.050
5 5.184 2.000 1.69350 53.21
6 -2.650 0.800 1.69895 30.13
7 11.495 1.142
8 -3.089 2.000 1.69350 53.21
9（非球面） -3.110 1.644
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF
数値データ５
焦点距離：６．４９１ｍｍ、Ｆナンバー：３．４６０、像高：３．６０ｍｍ、
半画角：２９．８０°、FB：１．０００ｍｍ
面番号 曲率半径 面（又は空気）間隔 屈折率 アッベ数
1 -3.687 0.800 1.48749 70.23
2 41.441 1.650 1.73400 51.47
3 -4.858 0.300
4（絞り面） INF 0.050
5 5.184 2.000 1.69350 53.21
6 -2.650 0.800 1.69895 30.13
7 11.495 1.142
8 -3.089 2.000 1.69350 53.21
9（非球面） -3.110 1.644
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF
非球面係数
第９面
曲率半径R＝-3.110
k＝0
Ａ4＝4.2987×10-3 Ａ6＝8.9180×10-5 Ａ8＝4.0294×10-5
Ａ10＝0 Ａ12＝0 Ａ14＝0
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第９面
曲率半径R＝-3.110
k＝0
Ａ4＝4.2987×10-3 Ａ6＝8.9180×10-5 Ａ8＝4.0294×10-5
Ａ10＝0 Ａ12＝0 Ａ14＝0
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第６実施例
図１１は本発明の第６実施例に係る撮像装置の概念図であり、図１２は第６実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図１１に示す第６実施例に係る撮像装置１は、第１実施例の撮像装置１と同様に、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターＬＦと、像側に配置されたカバーガラスＣＧ及び撮像面Ｉを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤ）とを備えている。
第１レンズ群Ｇ１は、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２との二枚で構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、正レンズＬ２１と負レンズＬ２２との接合レンズで構成されている。
第３レンズ群は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
図１１は本発明の第６実施例に係る撮像装置の概念図であり、図１２は第６実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図１１に示す第６実施例に係る撮像装置１は、第１実施例の撮像装置１と同様に、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターＬＦと、像側に配置されたカバーガラスＣＧ及び撮像面Ｉを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤ）とを備えている。
第１レンズ群Ｇ１は、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２との二枚で構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、正レンズＬ２１と負レンズＬ２２との接合レンズで構成されている。
第３レンズ群は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
以下に、第６実施例の撮像装置を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ６
焦点距離：６．４７９ｍｍ、Ｆナンバー：３．５１１、像高：３．６０ｍｍ、
半画角：２９．８０°、FB：１．０００ｍｍ
面番号 曲率半径 面（又は空気）間隔 屈折率 アッベ数
1 -4.924 0.800 1.56384 60.67
2 6.803 0.200
3 437.194 1.850 1.72916 54.68
4 -4.640 0.160
5（絞り面） INF 0.000
6 4.767 3.050 1.69350 53.21
7 -3.543 0.800 1.68893 31.07
8 6.808 0.800
9 -6.700 2.000 1.52542 55.78
10（非球面）-3.572 2.179
11 INF 0.760 1.54771 62.84
12 INF 0.600
13 INF 0.500 1.51633 64.14
14 INF
数値データ６
焦点距離：６．４７９ｍｍ、Ｆナンバー：３．５１１、像高：３．６０ｍｍ、
半画角：２９．８０°、FB：１．０００ｍｍ
面番号 曲率半径 面（又は空気）間隔 屈折率 アッベ数
1 -4.924 0.800 1.56384 60.67
2 6.803 0.200
3 437.194 1.850 1.72916 54.68
4 -4.640 0.160
5（絞り面） INF 0.000
6 4.767 3.050 1.69350 53.21
7 -3.543 0.800 1.68893 31.07
8 6.808 0.800
9 -6.700 2.000 1.52542 55.78
10（非球面）-3.572 2.179
11 INF 0.760 1.54771 62.84
12 INF 0.600
13 INF 0.500 1.51633 64.14
14 INF
非球面係数
第１０面
曲率半径R＝-3.572
k＝0
Ａ4＝3.5047×10-3 Ａ6＝1.9730×10-4 Ａ8＝2.1670×10-5
Ａ10＝0 Ａ12＝0 Ａ14＝0
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
第１０面
曲率半径R＝-3.572
k＝0
Ａ4＝3.5047×10-3 Ａ6＝1.9730×10-4 Ａ8＝2.1670×10-5
Ａ10＝0 Ａ12＝0 Ａ14＝0
Ａ16＝0 Ａ18＝0 Ａ20＝0
次に、各実施例における条件式パラメータ計算値を表１に示す。
さて、以上のような本発明の撮像装置は、撮影光学系で物体像を形成しその像をＣＣＤやＣＭＯＳといった撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、特に持ち運びに便利な携帯電話等とすることができる。
以下に、その実施形態を例示する。
以下に、その実施形態を例示する。
図１３〜図１５は、本発明による撮像装置をデジタルカメラとし、撮影光学系４１を組み込んだ構成の概念図であり、図１３はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１４は同後方斜視図、図１５はデジタルカメラ４０の構成を示す断面図であり、図１５中の観察者の眼を上側からみて示してある。
デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッターボタン４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含み、カメラ４０の上部に配置されたシャッターボタン４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば、第１実施例の撮像装置を通して撮影が行われるようになっている。
そして、撮影光学系４１によって形成された物体像が、近赤外カットフィルター、又はＣＣＤカバーガラス又はその他のレンズに施された近赤外カットコートを経てＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。
そして、撮影光学系４１によって形成された物体像が、近赤外カットフィルター、又はＣＣＤカバーガラス又はその他のレンズに施された近赤外カットコートを経てＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。
このＣＣＤ４９で受光された物体像は、電気信号に変換され、処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。
また、この処理手段５１には記録手段５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。
なお、この記録手段５２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。
また、ＣＣＤ４９に代わってＣＭＯＳを配置したデジタルカメラとして構成してもよい。
また、この処理手段５１には記録手段５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。
なお、この記録手段５２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。
また、ＣＣＤ４９に代わってＣＭＯＳを配置したデジタルカメラとして構成してもよい。
さらに、ファインダー用光路４４上にはファインダー用対物光学系５３が配置してある。このファインダー用対物光学系５３によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。このポリプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。
なお、撮影光学系４１及びファインダー用対物光学系５３の入射側、接眼光学系５９の射出側にそれぞれカバー部材５０が配置されている。
なお、撮影光学系４１及びファインダー用対物光学系５３の入射側、接眼光学系５９の射出側にそれぞれカバー部材５０が配置されている。
このように構成されたデジタルカメラ４０は、撮影光学系４１が、適度な撮影画角を確保しつつ全長が短く高性能、具体的には、２５度以上の半画角を得やすい単焦点レンズであり、３Ｍ以上のＣＣＤ画素数を使用しても良好な結像性能を得やすく、レンズ全長の小型化を実現でき、レンズ径を小さくすることができ、レンズの偏心に対する安定性を確保できる撮像装置であるので、高性能・低コスト化が実現できる。
次に、本発明の撮像装置を情報処理装置の一例であるパソコンとしたものを図１６〜図１８に示す。
図１６はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図１７はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図１８は図１６に示すパソコン３００の側面図である。
図１６はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図１７はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図１８は図１６に示すパソコン３００の側面図である。
図１６〜図１８に示すように、パソコン３００は、外部から操作者が情報を入力するためのキーボード３０１と、図示を省略した情報処理手段や記録手段と、情報を操作者に表示するモニター３０２と、操作者自身や周辺の像を撮影するための撮影光学系３０３とを有している。
ここで、モニター３０２は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明による例えば第１実施例の撮像装置で記載した撮影光学系を用い、像を受光する撮像素子チップ１６２を撮影光学系３０３の像面側に配している。これらは撮像装置であるパソコン３００に内蔵されている。
ここで、モニター３０２は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明による例えば第１実施例の撮像装置で記載した撮影光学系を用い、像を受光する撮像素子チップ１６２を撮影光学系３０３の像面側に配している。これらは撮像装置であるパソコン３００に内蔵されている。
ここで、撮像素子チップ１６２上にはカバーガラスＣＧが付加的に貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、撮影光学系３０３の鏡枠１１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、撮影光学系３０３と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先端には、撮影光学系３０３を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。
撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力され、電子画像としてモニター３０２に表示される。図１６には、その一例として、操作者の撮影された画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔地から通信相手のパソコンに表示させることも可能である。
次に、本発明の撮像装置として撮影光学系を内蔵した情報処理装置の一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話としたものを図１９に示す。図１９（ａ）は携帯電話４００の正面図、図１９（ｂ）は携帯電話４００の側面図、図１９（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。
図１９（ａ）乃至（ｃ）に示すように、携帯電話４００は、操作者の声を情報として入力するマイク部４０１と、通話相手の声を出力するスピーカ部４０２と、操作者が情報を入力する入力ダイアル４０３と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモニター４０４と、撮影光学系４０５と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ４０６と、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段（図示せず）とを有している。
ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、図示した配置に限られない。
この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配置された本発明による例えば第１実施例の撮像装置で記載した撮影光学系を用い、物体像を受光する撮像素子チップ１６２を撮影光学系３０３の像側に配している。これらは、撮像装置である携帯電話４００に内蔵されている。
図１９（ａ）乃至（ｃ）に示すように、携帯電話４００は、操作者の声を情報として入力するマイク部４０１と、通話相手の声を出力するスピーカ部４０２と、操作者が情報を入力する入力ダイアル４０３と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモニター４０４と、撮影光学系４０５と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ４０６と、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段（図示せず）とを有している。
ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、図示した配置に限られない。
この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配置された本発明による例えば第１実施例の撮像装置で記載した撮影光学系を用い、物体像を受光する撮像素子チップ１６２を撮影光学系３０３の像側に配している。これらは、撮像装置である携帯電話４００に内蔵されている。
ここで、撮像素子チップ１６２上にはカバーガラスＣＧが付加的に貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、撮影光学系３０３の鏡枠１１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、撮影光学系４０５と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先端には、撮影光学系４０５を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。
撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない処理手段に入力され、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。
また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。
また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。
１ 撮像装置
ＣＧ カバーガラス
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１１、Ｌ２１ 第１レンズ
Ｌ１２、Ｌ２２ 第２レンズ
ＬＦ ローパスフィルター
ＣＧ カバーガラス
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１１、Ｌ２１ 第１レンズ
Ｌ１２、Ｌ２２ 第２レンズ
ＬＦ ローパスフィルター
Claims (20)
- 撮影光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、
前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である正のパワーを持つ第１レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面である正のパワーを持つ第２レンズ群と、正のパワーを持つ第３レンズ群とを備え、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に両面が凸面の空気レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
１．４ ≦｜ｒ２Ｒ｜／ＩＨ ≦ １５．０
ただし、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分であり、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置される面の光軸上での曲率半径である。 - 撮影光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、
前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である正のパワーをもつ第１レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面の正パワーをもつ第２レンズ群と、正のパワーを持つ第３レンズ群とを備え、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
０．８ ≦ ｆ g２／ｆ all ≦ ５．５
ただし、ｆ g２は第２レンズ群の焦点距離であり、ｆ allは光学系全系の焦点距離である。 - 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に両面が凸面の空気レンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1又は２に記載の撮像装置。
ｒ２Ｒ／ｒ３Ｆ ≦ −１
ただし、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置される面の光軸上の曲率半径であり、ｒ３Ｆは第３レンズ群の最も物体面側に配置される面の光軸上の曲率半径である。 - 前記第３レンズ群は、最も物体側に配置される面が凹面で、最も像面側に配置される面が凸面で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
０．３ ≦ ｜ｒ３Ｆ｜／ＩＨ ≦ ２．５
ただし、｜ｒ３Ｆ｜は第３レンズ群の最も物体側に配置される面の光軸上の曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。 - 前記第３レンズ群は、レンズ中心に対するレンズ周辺の正のパワーが緩くなる形状の非球面を有し、物体側の面が凹面である一枚の正メニスカスレンズから構成されることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
０．６ ≦ ｜ｒ１Ｆ｜／ＩＨ ≦ ４．０
ただし、ｒ１Ｆは第１レンズ群の最も物体側に配置される面の光軸上の曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。 - 前記第１レンズ群は、該第1レンズ群の入射面と射出面との間に空気間隔がないメニスカスレンズ形状のレンズで構成されたことを特徴とする請求項１、２又は７の何れか一項に記載の撮像装置。
- 前記第１レンズ群が、物体側から順に、負のパワーを持つ第１レンズと正のパワーを持つ第２レンズとで構成されていることを特徴とする請求項１、２又は７の何れか一項に記載の撮像装置。
- 前記第２レンズの入射側に配置される面が以下の条件式を満足することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
３．０ ≦ ｜ｒ１Ｌ１２｜／ＩＨ
ただし、ｒ１Ｌ１２は第２レンズの入射側に配置される面の光軸上の曲率半径であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。 - 前記第１レンズ群は、負のパワーを持つ前記第１レンズと正のパワーを持つ前記第２レンズとを接合して構成したことを特徴とする請求項９又は１０に記載の撮像装置。
- 前記第２レンズ群は、物体側から順に、正のパワーを持つ第１レンズと負のパワーを持つ第２レンズとで構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
- 前記第２レンズ群は、正のパワーを持つ前記第1レンズと負のパワーを持つ前記第２レンズとを接合して構成したことを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
- 前記第１レンズ群は、物体側から順に、負のパワーを持つ第１レンズと正のパワーを持つ第２レンズとからなる接合レンズであり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、正のパワーを持つ第１レンズと負のパワーを持つ第２レンズとからなる接合レンズであり、
前記第３レンズ群は、正のパワーを持つ一枚のメニスカスレンズで構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
０．８≦ ｆ ｇ２／ｆ ａｌｌ ≦ ５．５
ただし、ｆ ｇ２は第２レンズ群の焦点距離であり、ｆ ａｌｌは光学系全系の焦点距離である。 - 撮影光学系の射出瞳の位置から結像面までの距離をＥＰ、最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分をＩＨとするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１５の何れか一項に記載の撮像装置。
−０．４５５ ≦ ＩＨ／ＥＰ ≦ ０．４５５ - 前記第1レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群は、それぞれ、レンズ枚数が二枚以下で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
- 前記撮影光学系の前記第１レンズ群の入射面から撮像面までの距離をＴＬとし、最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分をＩＨとするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１７の何れか一項に記載の撮像装置。
２．５ ＜ ＴＬ／ＩＨ ＜ ４．１ - 撮影光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、
前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である正のパワーを持つ第１レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面である正のパワーを持つ第２レンズ群と、正のパワーを持つ第３レンズ群とを備え、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
２．５ ＜ ＴＬ／ＩＨ ＜ ４．１
ただし、ＴＬは撮影光学系の第１レンズ群の入射面から撮像面までの距離であり、ＩＨは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１９の何れか一項に記載の撮像装置。
０．０３ ＜ ＴＳ／ＴＬ ＜ ０．４
ただし、ＴＳは第１レンズ群の入射面から第３レンズ群の射出面までの間の光軸上の空気間隔の長さの合計であり、ＴＬは撮影光学系の第１レンズ群の入射面から撮像面までの距離である。
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