JP2006293190A - 小型の撮影光学系を備えた電子撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型な電子撮像系にも適用できる構成とし、適度な画角を確保でき、奥行き方向が薄く、高い光学性能を有する撮影光学系を備えた電子撮像装置、及び、光学系ユニットの小型化、レンズ偏心に対する安定性を確保できる光学系を提供する。
【解決手段】 撮影光学系と、撮像素子とを備えた電子撮像装置であって、前記撮影光学系が、物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とを備え、前記第１レンズ群の射出面と前記第２レンズ群の入射面のレンズ面が、ともに前記開口絞り側に凸面を向けており、前記第１レンズ群が、複数のレンズで構成され、前記複数のレンズのレンズ面が、各々光軸上にて前記開口絞り側に凸面を向けており、且つ、次の条件式を満足することを特徴とする。
０．１５≦Ｔ１／ＩＨ≦０．９０
【選択図】 図1

Description

本発明は、ＣＣＤ（電荷結合素子）等の電子撮像素子にも適用可能な小型の撮影光学系を備えた電子撮像装置に関するものである。より具体的には、画素数が３Ｍ（メガ）以上のＣＣＤ等を使用しても良好な性能が得られ、しかも、像高に対するレンズ全長の比を４．５以下にすることができ、半画角が２５度以上の単焦点レンズの撮影光学系を備えた電子撮像装置に関するものである。

近年、デジタルカメラやカメラ付携帯電話のような電子撮像系を用いた電子撮像装置の小型化と高画素化がますます進展している。そのため、電子撮像装置に用いられるレンズに対するさらなる小型化と高性能化の要望が、より一層高くなってきている。

電子撮像装置に用いられる単焦点レンズは、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種々の撮影シーンがあることを考慮すると、２５度以上の半画角を有しているのが使いやすい。

このような、２５度以上の半画角を有する汎用性の高い単焦点撮影光学系に関する技術として、例えば、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

特許文献１に記載の撮影レンズは、物体側から順に、負レンズ１枚と正レンズ１枚の２枚で構成したものである。

また、特許文献２に記載の撮影レンズは、正レンズ２枚とその間に絞りを有する構成としたものである。設計像高に対するレンズ全長の比が４．０程度と小さく、撮影レンズと撮像素子とを有する撮像ユニットを小型化している。

また、特許文献３乃至５に記載の光学系は、２枚以上の複数のレンズで構成したものであり、上記特許文献１及び２の撮影レンズのように２枚のレンズで構成されているものに比べると光学性能は比較的良好である。

しかし、特許文献１に記載のものは、レトロフォーカスタイプのレンズ群配置であり、レンズ系の全長が長くなりやすいため、撮影レンズを薄型化することができないという問題があった。また、撮影レンズを構成するレンズが２枚であるため、高い光学性能が得にくい構成である。そのため、受光素子に画素数が３Ｍ以上のＣＣＤ等を使用した場合には、十分な光学性能を得ることができないという問題があった。

また、特許文献２に記載のものは、屈折力が主に像側レンズの射出面に集中しているため、収差を十分に補正することができない。そのため、上述と同様、受光素子に画素数が３Ｍ以上のＣＣＤ等を使用した場合には、十分な光学性能を得ることができないという問題があった。

また、特許文献３乃至５に記載のものは、設計像高に対するレンズ系全長の比が４．５以上あり、撮影光学系の薄型化は十分とはいえないということが問題であった。また、絞りより像側に配置されたレンズのレンズ面で反射された不要光が、絞りよりも物体側に位置するレンズのレンズ面で反射されて、ゴースト光を生じやすいということが問題であった。

そこで、本発明は、従来構成の有する上記のような問題点に鑑みて成されたものである。その目的とするところは、小型な電子撮像系にも適用できる構成とし、適度な画角を確保でき、奥行き方向が薄く、高い光学性能を有する撮影光学系を備えた電子撮像装置を提供することにある。更には、光学系ユニットの小型化、及び、レンズ偏心に対する安定性を確保できる光学系を提供するものである。

上記目的を達成するため、本発明の電子撮像装置は、撮影光学系と、前記撮影光学系により撮像面上に形成される被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた電子撮像装置であって、前記撮影光学系が、物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とを備え、前記第１レンズ群の射出面と前記第２レンズ群の入射面のレンズ面が、ともに前記開口絞り側に凸面を向けており、前記第１レンズ群が、複数のレンズで構成され、前記複数のレンズのレンズ面が、各々光軸上にて前記開口絞り側に凸面を向けており、且つ、次の条件式を満足することを特徴とする。
０．１５≦Ｔ１／ＩＨ≦０．９０
但し、Ｔ１は第１レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上距離であり、ＩＨは最大撮影像高であって電子撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さである。また、有効撮像領域は、電子撮像素子の撮像面のうち、撮影像の表示、印刷等に使用する撮像領域をいう。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群の屈折力を有するレンズが、全て１．７以上の屈折率を有するレンズ材料から構成されていることを特徴とする。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、前記第１レンズ群が、物体側から順に、負メニスカスレンズと、正メニスカスレンズとで構成され、且つ、前記負メニスカスレンズの像側面と正メニスカスレンズの物体側面のレンズ面が、次の条件式を満足することを特徴とする。
０．５＜Ｒ２／Ｒ３＜１．２
０≦Ｄ２３／Ｄ１４＜０．２
但し、Ｒ２は第１レンズ群の負メニスカスレンズの像側面の近軸曲率半径であり、Ｒ３は第１レンズ群の正メニスカスレンズの物体側面の近軸曲率半径であり、Ｄ２３は第１レンズ群の負メニスカスレンズの像側面から正メニスカスレンズの物体側面までの光軸上の空気間隔であり、Ｄ１４は負メニスカスレンズの物体側面から正メニスカスレンズの像側面までの光軸上の長さである。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、第１レンズ群が１つの接合レンズで構成されていることを特徴とする。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、前記第１レンズ群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとで構成され、前記第２レンズ群が、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズ及び負レンズの２枚で構成され、前記第３レンズ群が物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ成分で構成され、前記第３レンズ群の正メニスカスレンズ成分の物体側面が、光軸から離れるにしたがい負の屈折力が弱くなる非球面を有すると共に、前記第３レンズ群の正メニスカスレンズ成分の像側面が、光軸から離れるにしたがい正の屈折力が弱くなる非球面を有することを特徴とする。
但し、前記レンズ成分は、空気接触面が最物体面側と最像側面の２つのみのレンズであり、単レンズ又は接合レンズで構成されている。

本発明の光学系は、ガラスレンズと前記ガラスレンズに組み合わされた補助レンズを有する接合レンズを備え、次の条件式を満足することを特徴とする。
０．０５≦ＤＣ≦０．３ (ｍｍ)
Ｎｄｃ≧１．６５
｜νｄｍ−νｄｃ｜＞６
但し、ＤＣはガラスレンズに組み合わされている補助レンズの単体の光軸上の肉厚であり、Ｎｄｃはガラスレンズに組み合わされている補助レンズのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率であり、νｄｍはガラスレンズのアッベ数であり、νｄｃはガラスレンズに組み合わされている補助レンズのアッベ数である。

また、本発明の光学系においては、好ましくは、前記ガラスレンズと前記ガラスレンズに組み合わされた前記補助レンズの単体での屈折力が、逆符号であることを特徴とする。

また、本発明の光学系においては、好ましくは、前記ガラスレンズと前記ガラスレンズに組み合わされた前記補助レンズのレンズ形状が、メニスカス形状であることを特徴とする。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群の何れかのレンズ群が、ガラスレンズと前記ガラスレンズに組み合わされた補助レンズを有する接合レンズを含み、且つ、前記接合レンズが、次の条件式を満足することを特徴とする。
０．０５≦ＤＣ≦０．３ (ｍｍ)
Ｎｄｃ≧１．６５
｜νｄｍ−νｄｃ｜＞６
但し、ＤＣはガラスレンズに組み合わされている補助レンズ単体の光軸上の肉厚であり、Ｎｄｃはガラスレンズに組み合わされている補助レンズのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率であり、νｄｍはガラスレンズのアッベ数であり、νｄｃはガラスレンズに組み合わされている補助レンズのアッベ数である。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、前記第1レンズ群が、前記接合レンズであって、前記ガラスレンズと前記ガラスレンズに組み合わされた前記補助レンズの単体での屈折力が、逆符号であり、それぞれ異なるアッベ数を有し、それぞれのレンズ形状がメニスカス形状であることを特徴とする。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、前記第２レンズ群の最も像面側に配置されるレンズの像側レンズ面が像側に対して凹面であり、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、次の条件式を満足することを特徴とする。
１．４≦｜ｒ２Ｒ｜／ＩＨ≦１８．０
但し、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置されるレンズの像側レンズ面の近軸曲率半径であり、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の長さである。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、次の条件式を満足することを特徴とする。
０．８≦ｆg２／ｆall≦５．５
但し、ｆg２は第２レンズ群の焦点距離であり、ｆallは撮影光学系全系の焦点距離である。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、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、次の条件式を満足することを特徴とする。
ｒ２Ｒ／ｒ３Ｆ≦−１
但し、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面の近軸曲率半径であり、ｒ３Ｆは第３レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の近軸曲率半径である。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、前記第２レンズ群の最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面が凹面であり、前記第３レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面が凹面である共に、最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面が凸面で構成されていることを特徴とする。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、次の条件式を満足することを特徴とする。
０．３≦｜ｒ３Ｆ｜／ＩＨ≦２．５
但し、ｒ３Ｆは第３レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の近軸曲率半径であり、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、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、前記第３レンズ群が、レンズ中心に対して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、物体側の面が物体側に凹面を向けた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、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、次の条件式を満足することを特徴とする。
０．６≦｜ｒ１Ｆ｜／ＩＨ≦４．０
但し、ｒ１Ｆは第１レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の近軸曲率半径であり、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の長さである

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、前記第２レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する像側に凹面を向けた第２レンズで構成されることを特徴とする。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、前記第２レンズ群が、前記正の屈折力を有する第1レンズと前記負の屈折力を有する第２レンズの接合レンズで構成されていることを特徴とする。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、次の条件式を満足することを特徴とする。
｜ＩＨ／ＥＰ｜≦０．４５５
但し、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の長さであり、ＥＰは撮影光学系の射出瞳の位置から結像面までの距離である。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、前記第1レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が、それぞれ、二枚以下のレンズで構成されていることを特徴とする。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、次の条件式を満足することを特徴とする。
２．５＜ＴＬ／ＩＨ＜４．１
但し、ＴＬは第１レンズ群の入射面から撮像面までの光軸上距離であり、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の長さである。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、次の条件式を満足することを特徴とする。
０．０３＜ＴＳ／ＴＬ＜０．４
但し、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合計の長さであり、ＴＬは第１レンズ群の入射面から撮像面までの光軸上距離である。

本発明によれば、小型な電子撮像系にも適用できる構成とし、適度な画角を確保でき、奥行き方向が薄く、高い光学性能を有する撮影光学系を備えた電子撮像装置を提供することが可能である。更には、光学系ユニットの小型化、及び、レンズの偏心に対する安定性を確保できる光学系を提供することが可能である。

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。

本発明では、物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とを備えた構成を基本としている。

本発明のように、全てのレンズ群を正の屈折力とすれば、撮影光学系の全系の屈折力を分担でき、収差補正をし易い構成にすることができる。また、３つのレンズ群で正のパワー配分を調整すれば、光学系全長を短縮するための有利なパワー配置にすることができる。

本発明のように、絞りを第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置すれば、絞り前後に位置する第１レンズ群と第２レンズ群の大型化を防ぐことができる。

また、本発明のように、絞りから像面側に向かって複数の正レンズ群を配置して、射出瞳位置を像面から離せば、撮像素子へ入射する軸外光線を垂直に近づけることができる。その結果、撮像素子の斜入射特性によって入射光が反射されるおそれがなくなるため、光量低下を最小限に抑えることができる。

また、絞りが主たる屈折力を有する空気レンズ中に配置される構成となるため、光学系全系での屈折力を確保した状態で収差補正をしやすい構成とすることができる。

本発明のように、第１レンズ群を複数のレンズで構成し、かつ、第１レンズ群中の全てのレンズを絞り側に凸面を向けたメニスカスレンズとすれば、第１レンズ群内での収差の発生を抑えやすくすることができる。

また、第１レンズ群を構成する全てのレンズ面を射出面の凸面の方向と同じ向きとなるように構成すれば、第１レンズ群を構成するレンズ全体の厚みを抑えることができると共に、光学系全長の長さを抑えることができ、第１レンズ群を構成するレンズのレンズ径を小型化することができる。

また、第１レンズ群を構成するレンズを全てメニスカスレンズにすれば、こば厚さを確保しやすくすることができる。その結果、レンズの加工性を悪化させることなく、光軸上のレンズの厚さを薄くすることができる。

また、軸外の入射光線の高さを低くすることができるため、第２レンズ群以降のレンズ径を小さくすることができ、光学系を小型化することができる。

また、前記第１レンズ群の入射面を凹面にすれば、入射面側レンズの外径を小型化することができる。

また、本発明のように、前記第１レンズ群を像側に凸面を向けたメニスカスレンズにすれば、絞りより像側に配置されたレンズのレンズ面で反射された光が、絞りよりも物体側に位置する第１レンズ群のレンズ面で反射されても、その反射光は発散されるため、ゴースト光などの発生も抑制することができる。

また、本発明では、次の条件式（１）を満足する。
０．１５≦Ｔ１／ＩＨ≦０．９０ ・・・ （１）
但し、Ｔ１は第１レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上距離であり、ＩＨは最大撮影像高であって電子撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さである。

条件式（１）は、第１レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上距離Ｔ１と、最大撮影像高であって電子撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さＩＨとの比を規定するものである。

ＴＬ／ＩＨの値が、条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズ群での入射光線の高さが高くなりすぎるため、物体側に凹である入射面への光束の入射角が軸上光束から最軸外光束までばらつきやすく、全画角にて収差を補正することが困難となる。そのため、特異な形状の非球面を用いる等、製造コストが高くなるため、好ましくない。

また、最も物体側に位置する第１レンズ群のレンズの径、厚さが大きくなり、光学系の小型化が難しくなるため、好ましくない。

一方、ＴＬ／ＩＨの値が、条件式（１）の下限を下回ると、第１レンズ群の入射面で、光軸上光束と軸外光束とが近くなりすぎ、第１レンズ群の入射面での光軸上光束と軸外光束との双方の光束の収差バランスを取ることが難しくなるため、好ましくない。
また、第１レンズ群の肉厚が薄くなりすぎるため、レンズを作製、加工する際にレンズの加工性が悪くなるため、好ましくない。

また、条件式（１）は、次の条件式（１-１）を満足することがより好ましい。
０．２０≦ＴＬ／ＩＨ≦０．８０ ・・・ （１−１）
更に、条件式（１）は、次の条件式（１-２）を満足することがより好ましい。
０．２５≦ＴＬ／ＩＨ≦０．７０ ・・・ （１−２）
更には、条件式（１）は、次の条件式（１-３）を満足することがより好ましい。
０．３０≦ＴＬ／ＩＨ≦０．６５ ・・・ （１−３）

また、本発明のように、屈折率が１．７以上の高屈折率のレンズ材料を用いれば、各レンズにおけるレンズ面の曲率を小さくすることができ、収差補正を良好に行ない易くすることができる。また、加工上必要なこば厚さを確保しつつ、光軸上の肉厚を抑えることにより、光学系をいっそう小型化することができる。

また、本発明のように、第１レンズ群を物体側から順に、負メニスカスレンズ、正メニスカスレンズの２枚のレンズで構成すれば、少ないレンズ枚数で色収差等、軸外収差を効果的に補正することができる。

また、本発明のように、次の条件式（２）（３）を満足することが好ましい。
０．５＜Ｒ２／Ｒ３＜１．２ ・・・ （２）
０≦Ｄ２３／Ｄ１４＜０．２ ・・・ （３）
但し、Ｒ２は第１レンズ群の負メニスカスレンズの像側面の近軸曲率半径であり、Ｒ３は第１レンズ群の正メニスカスレンズの物体側面の近軸曲率半径であり、Ｄ２３は第１レンズ群の負メニスカスレンズの像側面から正メニスカスレンズの物体側面までの光軸上の空気間隔であり、Ｄ１４は負メニスカスレンズの物体側面から正メニスカスレンズの像側面までの光軸上の長さである。

条件式（２）は、第１レンズ群の負メニスカスレンズの像側面の近軸曲率半径Ｒ２と、第１レンズ群の正メニスカスレンズの物体側面の近軸曲率半径Ｒ３との比を規定したものである。

条件式（３）は、第１レンズ群の負メニスカスレンズの像側面から正メニスカスレンズの物体側面までの光軸上の空気間隔Ｄ２３と、負メニスカスレンズの物体側面から正メニスカスレンズの像側面までの光軸上の長さＤ１４との比を規定したものである。

上記条件式（２）（３）を満たせば、収差性能を確保しつつ光学系を小型化することができる。

Ｒ２／Ｒ３の値が、条件式（２）の上限を上回ると、正メニスカスレンズの物体側面が深くなり、正メニスカスレンズでの収差が発生しやすくなる。また、第１レンズ群の光軸上厚さを小さくすることが難しくなる。

一方、Ｒ２／Ｒ３の値が、条件式（２）の下限を下回ると、負メニスカスレンズの物体側面の曲率半径が小さくなり、軸外収差の補正が難しくなる。

Ｄ２３／Ｄ１４の値が、条件式（３）の上限を上回ると、 負メニスカスレンズでの軸外光束の入射光線の高さが高くなりすぎ、物体側が凹面の負メニスカス形状では歪曲収差等の補正が難しくなる。

一方、Ｄ２３／Ｄ１４の値が、条件式（３）の下限を下回ると、第１レンズ群の入射面における光軸上光束と軸外光束とが近くなりすぎ、第１レンズ群の入射面での双方の光束の収差バランスを取ることが難しくなる。

なお、本発明においては、条件式（２）の下限値を０．７とするのが好ましい。更には、下限値を０．８とするのがより好ましい。更には、下限値を０．９とするのがより好ましい。
また、本発明においては、条件式（２）の上限値を１．１とするのが好ましい。更には上限値を１．０５とするのがより好ましい。

また、条件式（３）は、次の条件式（３-１）を満足することがより好ましい。
０≦Ｄ２３／Ｄ１４＜０．１ ・・・ （３−１）
更に、条件式（３）は、次の条件式（３-２）を満足することがより好ましい。
０≦Ｄ２３／Ｄ１４＜０．０５ ・・・ （３−２）

また、本発明のように、第１レンズ群を１つの接合レンズで構成するようにすれば、レンズ枠への組み付けによるレンズ同士の偏心に比べて、レンズ同士の偏心を少なくすることができる。その結果、偏心による収差の影響を抑えることができると共に、第1レンズ群の小型化を有利にすることができる。

また、本発明のように、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズの２枚のレンズで構成される第１レンズ群での屈折力と、物体側に凸面を向けた正レンズ及び負レンズの２枚で構成される第２レンズ群での屈折力を絞りに対して対称とすれば、第１レンズ群、第２レンズ群により生じる諸収差を少ないレンズ枚数で良好に補正することができる。

また、本発明のように、絞りから遠い位置に配置されている第３レンズ群を構成するレンズ成分を、物体側に凹面を向けた１つの正メニスカスレンズ成分とすれば、主として軸外収差を良好に補正することができると共に、射出光束を垂直に近づけることができる。

また、より好ましくは、第３レンズ群を構成するレンズ成分を、単レンズで構成すれば、光学系全長の長さの短縮や、第３レンズ群を構成するレンズ成分を小型化することができる。

また、本発明のように、光学系を構成するレンズにガラスレンズを用いてレンズ全体の強度を確保し、そのガラスレンズに組み合わされた補助レンズに薄くて屈折率の高い材質を用いれば、接合レンズを効果的に薄型化することができる。

また、本発明のように、次の条件式（４）（５）（６）を満足することが好ましい。
０．０５≦ＤＣ≦０．３ (ｍｍ) ・・・ （４）
Ｎｄｃ≧１．６５ ・・・ （５）
｜νｄｍ−νｄｃ｜＞６ ・・・ （６）
但し、ＤＣはガラスレンズに組み合わされている補助レンズの単体の光軸上の肉厚であり、Ｎｄｃはガラスレンズに組み合わされている補助レンズのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率であり、νｄｍはガラスレンズのアッベ数であり、νｄｃはガラスレンズに組み合わされている補助レンズのアッベ数である。

上記条件式（４）（５）（６）を満たせば、ガラスレンズと前記ガラスレンズに組み合わされた補助レンズを有する接合レンズの肉厚を短くすることができ、光学系を短くすることができる。

また、本発明によれば、収差補正する上で効果的な面形状にできると共に、小型化に有効な主点配置に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。

ＤＣの値が、条件式（４）の上限を上回ると、接合レンズが厚くなるため、好ましくない。

一方、ＤＣの値が、条件式（４）の下限を下回ると、ガラスレンズと補助レンズの接合が難しくなるため、好ましくない。

Ｎｄｃの値が、条件式（５）の下限を下回ると、空気接触面でのレンズ作用が小さくなるか、又は、中肉とコバ厚さの差が大きくなるため、好ましくない。

｜νｄｍ−νｄｃ｜の値が、条件式（６）の下限を下回ると、効果的な色収差の補正をすることができず、接合レンズの作用を十分発揮することができないため、好ましくない。

また、本発明において、次の条件式（４−１）を満足することが更に好ましい。
０．１０≦ＤＣ≦０．２７ (ｍｍ) ・・・ （４−１）
更に、次の条件式（４−２）を満足することが更に好ましい。
０．１５≦ＤＣ≦０．２３ (ｍｍ) ・・・ （４−２）

また、本発明において、次の条件式（５−１）を満足することが更に好ましい。
Ｎｄｃ≧１．６９ ・・・ （５−１）
更に、次の条件式（５−２）を満足することが更に好ましい。
Ｎｄｃ≧１．７２ ・・・ （５−２）

また、本発明のにおいて、次の条件式（６−１）を満足することが更に好ましい。
｜νｄｍ−νｄｃ｜＞１０．０ ・・・ （６−１）
更に、次の条件式（６−２）を満足することが更に好ましい。
｜νｄｍ−νｄｃ｜＞１３．０ ・・・ （６−２）

また、本発明のように、前記ガラスレンズと、そのガラスレンズに組み合わされた前記補助レンズの単体での屈折力を逆符号にすれば、接合レンズにおける色収差等の諸収差の調整を良好に行うことができる。

また、本発明のように、前記ガラスレンズとそのガラスレンズに組み合わされた前記補助レンズとの双方のレンズ形状をメニスカス形状にすれば、接合レンズのより薄型化を達成することができる。

また、本発明のように、前記第1レンズ群が前記ガラスレンズとそのガラスレンズの組み合わされた前記補助レンズとのメニスカスレンズ同士の接合レンズで構成されても、前記ガラスレンズと前記補助レンズがそれぞれ逆の屈折力を有するようにすれば、接合レンズの薄さを維持したまま、光学系全体の小型化や色収差等の補正を有利にすることができる。

また、本発明によれば、第１レンズ群と第２レンズ群を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。その結果、レンズの周辺性能を良好にすることができる。

また、本発明のように、次の条件式（７）を満足することが好ましい。
１．４≦｜ｒ２Ｒ｜／ＩＨ≦１８．０ ・・・ （７）
但し、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置されるレンズの像側レンズ面の近軸曲率半径であり、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の長さである。

上記条件式（７）を満たせば、球面収差の補正を良好に行うことができる。

｜ｒ２Ｒ｜／ＩＨの値が、条件式（７）の上限を上回ると、第２レンズ群における収差を補正することが困難となる。

一方、｜ｒ２Ｒ｜／ＩＨの値が、条件式（７）の下限を下回ると、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、本発明において、次の条件式（７−１）を満足することが更に好ましい。
１．６≦｜ｒ２Ｒ｜／ＩＨ≦１５．０ ・・・ （７−１）
更に、次の条件式（７−２）を満足することが更に好ましい。
１．７５≦｜ｒ２Ｒ｜／ＩＨ≦１０．０ ・・・ （７−２）

また、本発明のように、次の条件式（８）を満足することが好ましい。
０．８≦ｆg２／ｆall≦５．５ ・・・ （８）
但し、ｆg２は第２レンズ群の焦点距離であり、ｆallは撮影光学系全系の焦点距離である。

条件式（８）は、第２レンズ群の焦点距離ｆg２と、撮影光学系全系の焦点距離第ｆallとの比を規定したものである。上記条件式（８）を満たせば、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。

ｆg２／ｆallの値が、条件式（８）の上限を上回ると、第２レンズ群による正の作用が減るため、光学系全長の短縮が困難となる。その結果、使用する撮影像高に対する光学系全長は長くなる。

一方、ｆg２／ｆallの値が、条件式（８）の下限を下回ると、第２レンズ群における収差が発生しやすくなる。そのため、収差の発生を抑える為にレンズ枚数を増やす必要があり、光学系全長の短縮が困難になる。

また、本発明において、次の条件式（８−１）を満足することが更に好ましい。
１．０≦ｆg２／ｆall≦４．５ ・・・ （８−１）
更に、次の条件式（８−２）を満足することが更に好ましい。
１．２≦ｆg２／ｆall≦４．０ ・・・ （８−２）

また、本発明のように、次の条件式（９）を満足することが好ましい。
ｒ２Ｒ／ｒ３Ｆ≦−１ ・・・ （９）
但し、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面の近軸曲率半径であり、ｒ３Ｆは第３レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の近軸曲率半径である。

条件式（９）は、第２レンズ群の最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面の近軸曲率半径ｒ２Ｒと、第３レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の近軸曲率半径ｒ３Ｆとの比を規定したものである。

ｒ２Ｒ／ｒ３Ｆの値が、上記条件式（９）の上限を上回ると、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ため、軸外収差が発生しやすくなる。また、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間の両面が凸面の空気レンズでの球面収差の補正が困難となる。

第２レンズ群の射出側面での収差に補正効果を持たせるためには、上記条件式（９）に下限値を設けるのがよく、次の条件式（９−１）を満足するようにするとよい。
−２５．０≦ｒ２Ｒ／ｒ３Ｆ≦−１．０ ・・・ （９−１）

また、本発明において、次の条件式（９−２）を満足することが更に好ましい。
−１５．０≦ｒ２Ｒ／ｒ３Ｆ≦−１．０１ ・・・ （９−２）
更に、次の条件式（９−３）を満足することが更に好ましい。
−８．０≦ｒ２Ｒ／ｒ３Ｆ≦−２．０ ・・・ （９−３）

また、本発明のように、前記第３レンズ群の最も物体側に配置される面を凹面とし、最も像側に配置される面を凸面とすれば、第３レンズ群の入射面での軸外収差の発生を抑えることができると共に、第３レンズ群のパワーを強めることができるため、第３レンズ群を少ないレンズ枚数で構成しても、良好な性能を確保しやすくすることができる。

また、本発明のように、次の条件式（１０）を満足することが好ましい。
０．３≦｜ｒ３Ｆ｜／ＩＨ≦２．５ ・・・ （１０）
但し、ｒ３Ｆは第３レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の近軸曲率半径であり、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の長さである。

条件式（１０）は、第３レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の近軸曲率半径ｒ３Ｆと、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の長さＩＨとの比を規定したものである。上記条件式（１０）を満たせば、さらに良好な性能を確保することができる。

｜ｒ３Ｆ｜／ＩＨの値が、条件式（１０）の上限を上回ると、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いため、球面収差の補正が減少し、また、光学系全長の短縮が困難となる。

一方、｜ｒ３Ｆ｜／ＩＨの値が、条件式（１０）の下限を下回ると、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いため、第３レンズ群の物体側に配置される面より像側の面が持つ正のパワーを強くする必要がある。そのため、良好な性能を得るため、第３レンズ群を構成するレンズの枚数を増加される必要が生じる。

また、本発明において、次の条件式（１０−１）を満足することが更に好ましい。
０．５≦｜ｒ３Ｆ｜／ＩＨ≦２．０ ・・・ （１０−１）
更に、次の条件式（１０−２）を満足することが更に好ましい。
０．７≦｜ｒ３Ｆ｜／ＩＨ≦１．２ ・・・ （１０−２）

また、本発明のように、第３レンズ群を、レンズ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とすれば、ディストーションを効果的に補正することができる。

また、第３レンズ群を物体側の面が物体側に凹面を向けた一枚の正メニスカスレンズで構成すれば、光学系全長を更に短縮することができる。

また、本発明のように、次の条件式（１１）を満足することが好ましい。
０．６≦｜ｒ１Ｆ｜／ＩＨ≦４．０ ・・・ （１１）
但し、ｒ１Ｆは第１レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の近軸曲率半径であり、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の長さである。

条件式（１１）は、第１レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の近軸曲率半径の絶対値｜ｒ１Ｆ｜と、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の長さＩＨとの比を規定したものである。

上記条件式（１１）を満たせば、レンズ外径を小型化し、光学系全長を短縮することができ、収差を補正しやすくすることができる。
また、第一レンズ群を二枚以下のレンズ枚数で構成すれば、より光学系を小型化することができる。

｜ｒ１Ｆ｜／ＩＨの値が、条件式（１１）の上限を上回ると、入射瞳の位置が像側に入りやすくなるため、入射側のレンズ外径を小型化するのが困難となる。

一方、｜ｒ１Ｆ｜／ＩＨの値が、条件式（１１）の下限を下回ると、バックフォーカスが長くなりすぎるため、光学系全長を小型化することが困難となる。

また、本発明において、次の条件式（１１−１）を満足することが更に好ましい。
０．８≦｜ｒ１Ｆ｜／ＩＨ≦３．０ ・・・ （１１−１）
更に、次の条件式（１１−２）を満足することが更に好ましい。
０．９≦｜ｒ１Ｆ｜／ＩＨ≦１．５ ・・・ （１１−２）

また、本発明のように、前記第２レンズ群を２枚のレンズで構成すれば、光学系を小型化することができる。

また、第２レンズ群の最も物体側に配置されるレンズ面を凸面とし、最も像側に配置されるレンズ面を凹面とすれば、特に、コマ収差、非点収差、ディストーションの収差を効果的に補正することができ、色収差を良好に補正することができる。

また、本発明のように、前記第２レンズ群を、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズの二枚のレンズからなる接合レンズで構成すれば、レンズ全等を短くすることができる。

また、正の屈折力を有する第１レンズと負の屈折力を有する第２レンズ間の偏心により、発生する性能劣化を少なく抑えることができる。

また、本発明のように、次の条件式（１２）を満足することが好ましい。
｜ＩＨ／ＥＰ｜≦０．４５５ ・・・ （１２）
但し、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の長さであり、ＥＰは撮影光学系の射出瞳の位置から結像面までの距離である。

条件式（１２）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の長さＩＨと、撮影光学系の射出瞳の位置から結像面までの距離ＥＰとの比で規定したものである。

上記条件式（１２）を満たせば、周辺光量を確保することができる。

｜ＩＨ／ＥＰ｜の値が、条件式（１２）の上限を上回るか、または、条件式（１２）の下限を下回ると、シェーディングの影響が画面周辺でおきやすくなる。

さらに、条件式（１２）は、次の条件式（１２−１）を満足することがより好ましい。
−０．１＜｜ＩＨ／ＥＰ｜≦０．４５５ ・・・ （１２−１）

上記条件式（１２−１）を満たせば、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。

また、本発明にように、各レンズ群のレンズ枚数が二枚以下で構成されているので、少ないレンズ枚数からなる光学系を有する撮像装置を構成することができる。

また、本発明のように、次の条件式（１３）を満足することが好ましい。
２．５＜ＴＬ／ＩＨ＜４．１ ・・・ （１３）
但し、ＴＬは第１レンズ群の入射面から撮像面までの光軸上距離であり、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の長さである。

条件式（１３）は、第１レンズ群の入射面から撮像面までの光軸上距離ＴＬと、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の長さＩＨとの比を規定したものである。

上記条件式（１３）を満たせば、撮像光学系を小型化することができ、良好な収差補正を行なうことができる。

ＴＬ／ＩＨの値が、条件式（１３）の上限を上回ると、光学系全長が長くなるため、撮像装置を小型化しにくくなる。

一方、ＴＬ／ＩＨの値が、条件式（１３）の下限を下回ると、光学系全長を短くすることができるが、収差補正が困難となる。

また、本発明のように、次の条件式（１４）を満足することが好ましい。
０．０３＜ＴＳ／ＴＬ＜０．４ ・・・ （１４）
但し、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合計の長さであり、ＴＬは第１レンズ群の入射面から撮像面までの光軸上距離である。

条件式（１４）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合計の長さＴＳと、第１レンズ群の入射面から撮像面までの光軸上距離ＴＬとの比を規定したものである。

上記条件式（１４）を満たせば、撮像光学系を小型化することができ、良好な収差補正を行なうことができる。

ＴＳ／ＴＬの値が、条件式（１４）の上限を上回ると、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が大きくなるため、撮影光学系を小型化することが困難となる。

一方、ＴＳ／ＴＬの値が、条件式（１４）の下限を下回ると、第１レンズ群と第２レンズ群の間にある空気レンズ、及び、第２レンズ群と第３レンズ群の間にある空気レンズによって収差を補正することが困難となる。

また、本発明において、次の条件式（１４−１）を満足することが更に好ましい。
０．０５＜ＴＳ／ＴＬ＜０．３ ・・・ （１４−１）
更に、次の条件式（１４−２）を満足することが更に好ましい。
０．０７＜ＴＳ／ＴＬ＜０．２５ ・・・ （１４−２）

また、各条件式にて、上限値のみ、又は、下限値のみを、より好ましい値に限定しても良い。

以下、本発明の実施例１乃至６について図面を用いて説明する。

第１実施例
図１は、本発明による撮像装置の第１実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図２は、第１実施例にかかる撮像装置の無限遠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実施例の撮像装置は、図１に示すように、物体側から順に、撮影光学系と、電子撮像素子であるＣＣＤを有している。図１中、ＩはＣＣＤの撮像面である。撮影光学系と撮像面Ｉとの間には、平行平板状の光学的ローパスフィルターＬＦとＣＣＤカバーガラスＣＧが設けられている。

また、各実施例において近赤外シャープカットコートについては、例えば、光学的ローパスフィルターＬＦに直接コートを施しても良く、また、別に赤外カット吸収フィルターを配置してもよく、あるいは、透明平板の入射面に近赤外シャープカットコートしたものを用いてもよい。

撮影光学系は、物体側から撮像面Ｉに向かって、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とを有している。

また、各実施例において、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３における各レンズは、何れもガラスレンズで構成されている

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、１枚の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と１枚の物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２とを接合した接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸正レンズＬ２１と両凹負レンズＬ２２とを接合した接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されており、全体で正の屈折力を有している。尚、正レンズＬ３１の物体側の面は、レンズ中心部から周辺部にかけて負の屈折力が徐々に弱くなっていく構成となっている。また、前記正メニスカスレンズＬ３１の像側の面は、レンズ中心部から周辺部にかけて正の屈折力が弱くなっていく構成となっている。

非球面は、第３レンズ群Ｇ３の光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１の両側の面にそれぞれ設けられている。

次に、本発明の第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以下に示す。

ここで、数値データ中、ｒ₁、ｒ₂・・・は各光学部材の面の曲率半径(mm)、ｄ₁、ｄ₂・・・は各光学部材の肉厚又はそれらの空気間隔(mm)、ｎ_d1、ｎ_d2・・・は各光学部材のｄ線の波長（587.6nm）における屈折率、ν_d1、ν_d2・・・は各光学部材のｄ線の波長（587.6nm）におけるアッベ数を表している。ｆは全系の焦点距離を表している。
また、光軸に対して回転対象な非球面形状は、光軸方向をｚとし，光軸に直交する方向をｙとし、ｚとｙの直交する方向をｘとして、円錐係数をｋ、光軸に対して回転対象な非球面係数をＡ₄、Ａ₆、Ａ₈、Ａ₁₀とした時、次式で定義される。
ｚ＝（ｙ²／ｒ）／〔１＋[１−（1＋ｋ）（ｙ／ｒ）²]^1/2〕＋Ａ₄ｙ⁴
＋Ａ₆ｙ⁶＋Ａ₈ｙ⁸＋Ａ₁₀ｙ¹⁰
なお、これらの記号は、後述の実施例２乃至実施例６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f：6.45mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.85
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：3.60mm
半画角（ω）：29.67°
ｒ₁=-3.771 ｄ₁=0.700 ｎ_d1=1.71300 ν_d1=53.87
ｒ₂=-11.144 ｄ₂=1.372 ｎ_d2=1.88300 ν_d2=40.76
ｒ₃=-4.680 ｄ₃=0.500
ｒ₄=∞（絞り） ｄ₄=0.600
ｒ₅=5.522 ｄ₅=2.710 ｎ_d5=1.80400 ν_d5=46.57
ｒ₆=-3.844 ｄ₆=0.700 ｎ_d6=1.84666 ν_d6=23.78
ｒ₇=28.663 ｄ₇=1.035
ｒ₈=-3.235(非球面) ｄ₈=2.322 ｎ_d8=1.80610 ν_d8=40.73
ｒ₉=-3.450(非球面) ｄ₉=2.202
ｒ₁₀=∞ ｄ₁₀=0.760 ｎ_d10=1.54771 ν_d10=62.84
ｒ₁₁=∞ ｄ₁₁=0.600
ｒ₁₂=∞ ｄ₁₂=0.500 ｎ_d12=1.51633 ν_d12=64.14
ｒ₁₃=∞ ｄ₁₃=0.560
ｒ₁₄=∞（撮像面）

非球面係数
面番号 ｋ Ａ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
8 -0.8665 -3.2517×10^-4 4.9730×10^-4 1.5563×10^-7 1.9310×10^-9
9 -0.6303 2.1339×10^-3 1.4734×10^-4 7.5163×10^-6 1.6279×10^-7

第２実施例
図３は、本発明による撮像装置の第２実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図４は、第２実施例にかかる撮像装置の無限遠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２実施例の撮像装置は、図３に示すように、物体側から順に、撮影光学系と、電子撮像素子であるＣＣＤを有している。図３中、ＩはＣＣＤの撮像面である。撮影光学系と撮像面Ｉとの間には、平行平板状の光学的ローパスフィルターＬＦとＣＣＤカバーガラスＣＧとが設けられている。

撮影光学系は、物体側から撮像面Ｉに向かって、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とを有している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側Ｘから順に、１枚の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と１枚の物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２とを接合した接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸正レンズＬ２１と両凹負レンズＬ２２とを接合した接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されており、全体で正の屈折力を有している。尚、光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１の物体側の面は、レンズ中心部から周辺部にかけて負の屈折力が徐々に弱くなっていく構成となっている。また、前記正メニスカスレンズＬ３１の像面側の面は、レンズ中心部から周辺部にかけて正の屈折力が弱くなっていく構成となっている。

非球面は、第３レンズ群Ｇ３の光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１の両側の面にそれぞれ設けられている。

次に、本発明の第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以下に示す。

数値データ２
焦点距離f：6.45mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.86
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：3.60mm
半画角（ω）：29.66°
ｒ₁=-3.816 ｄ₁=0.700 ｎ_d1=1.71300 ν_d1=53.87
ｒ₂=-13.959 ｄ₂=1.465 ｎ_d2=1.88300 ν_d2 =40.76
ｒ₃=-4.757 ｄ₃=0.500
ｒ₄=∞（絞り） ｄ₄=0.367
ｒ₅=5.592 ｄ₅=2.718 ｎ_d5=1.80400 ν_d5=46.57
ｒ₆=-3.698 ｄ₆=0.700 ｎ_d6=1.84666 ν_d6=23.78
ｒ₇=23.008 ｄ₇=1.097
ｒ₈=-3.336(非球面) ｄ₈=2.388 ｎ_d8=1.80610 ν_d8=40.73
ｒ₉=-3.450(非球面) ｄ₉=2.200
ｒ₁₀=∞ ｄ₁₀=0.760 ｎ_d10=1.54771 ν_d10=62.84
ｒ₁₁=∞ ｄ₁₁=0.600
ｒ₁₂=∞ ｄ₁₂=0.500 ｎ_d12=1.51633 ν_d12=64.14
ｒ₁₃=∞ ｄ₁₃=0.560
ｒ₁₄=∞（撮像面）

非球面係数
面番号 ｋ Ａ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
8 -1.3797 -3.0058×10^-3 4.1817×10^-4 1.5506×10^-6 -1.1743×10^-9
9 -0.5361 2.0251×10^-3 9.6106×10^-5 1.0907×10^-5 -1.0905×10^-7

第３実施例
図５は、本発明による撮像装置の第３実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図６は、第３実施例にかかる撮像装置の無限遠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３実施例の撮像装置は、図５に示すように、物体側から順に、撮影光学系と、電子撮像素子であるＣＣＤを有している。図５中、ＩはＣＣＤの撮像面である。撮影光学系と撮像面Ｉとの間には、平行平板状の光学的ローパスフィルターＬＦとＣＣＤカバーガラスＣＧとが設けられている。

撮影光学系は、物体側から撮像面Ｉに向かって、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とを有している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、１枚の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と１枚の物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２とを接合した接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２’ とを接合した接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されており、全体で正の屈折力を有している。尚、光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１の物体側の面は、レンズ中心部から周辺部にかけて負の屈折力が徐々に弱くなっていく構成となっている。また、前記正メニスカスレンズＬ３１の像側の面は、レンズ中心部から周辺部にかけて正の屈折力が弱くなっていく構成となっている。

非球面は、第３レンズ群Ｇ３の光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１の両側の面にそれぞれ設けられている。

次に、本発明の第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以下に示す。

数値データ３
焦点距離f：6.45mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.85
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：3.60mm
半画角（ω）：29.45°、
ｒ₁=-4.078 ｄ₁=0.200 ｎ_d1=1.72916 ν_d1=54.68
ｒ₂=-17.443 ｄ₂=1.400 ｎ_d2=1.88300 ν_d2=40.76
ｒ₃=-4.924 ｄ₃=0.500
ｒ₄=∞（絞り） ｄ₄=0.600
ｒ₅=6.719 ｄ₅=2.834 ｎ_d5=1.81600 ν_d5=46.62
ｒ₆=-3.568 ｄ₆=0.700 ｎ_d6=1.80810 ν_d6=22.76
ｒ₇=-122.924 ｄ₇=0.961
ｒ₈=-2.457(非球面) ｄ₈=1.700 ｎ_d8=1.88300 ν_d8=40.76
ｒ₉=-2.832(非球面) ｄ₉=2.769
ｒ₁₀=∞ ｄ₁₀=0.760 ｎ_d10=1.54771 ν_d10=62.84
ｒ₁₁=∞ ｄ₁₁=0.600
ｒ₁₂=∞ ｄ₁₂=0.500 ｎ_d12=1.51633 ν_d12=64.14
ｒ₁₃=∞ ｄ₁₃=0.560
ｒ₁₄=∞（撮像面）

非球面係数
面番号 ｋ Ａ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
8 -1.0202 -2.3598×10^-3 1.3305×10^-3 -4.9553×10^-6 -1.5105×10^-8
9 -1.6704 -3.7687×10^-3 3.3568×10^-4 2.4150×10^-5 3.6030×10^-7

第４実施例
図７は、本発明による撮像装置の第４実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図８は、第４実施例にかかる撮像装置の無限遠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４実施例の撮像装置は、図７に示すように、物体側から順に、撮影光学系と、電子撮像素子であるＣＣＤを有している。図７中、ＩはＣＣＤの撮像面である。撮影光学系と撮像面Ｉとの間には、平行平板状の光学的ローパスフィルターＬＦとＣＣＤカバーガラスＣＧとが設けられている。

撮影光学系は、物体側から撮像面Ｉに向かって、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とを有している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、１枚の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と１枚の物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２とを接合した接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸正レンズＬ２１と両凹負レンズＬ２２と接合した接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されており、全体で正の屈折力を有している。尚、光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１の物体側の面は、レンズ中心部から周辺部にかけて負の屈折力が徐々に弱くなっていく構成となっている。また、前記正メニスカスレンズＬ３１の像側の面は、レンズ中心部から周辺部にかけて正の屈折力が弱くなっていく構成となっている。

非球面は、第３レンズ群Ｇ３の光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１の両側の面にそれぞれ設けられている。

次に、本発明の第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以下に示す。

数値データ４
焦点距離f：6.45mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.85
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：3.60mm
半画角（ω）：29.44°
ｒ₁=-3.981 ｄ₁=0.700 ｎ_d1=1.71300 ν_d1=53.87
ｒ₂=-6.568 ｄ₂=1.097 ｎ_d2=1.88300 ν_d2=40.76
ｒ₃=-4.714 ｄ₃=0.600
ｒ₄=∞（絞り） ｄ₄=0.500
ｒ₅=5.987 ｄ₅=3.127 ｎ_d5=1.83481 ν_d5=42.71
ｒ₆=-3.183 ｄ₆=0.200 ｎ_d6=1.84666 ν_d6=23.78
ｒ₇=63.032 ｄ₇=1.050
ｒ₈=-2.628(非球面) ｄ₈=2.000 ｎ_d8=1.80610 ν_d8=40.73
ｒ₉=-2.960(非球面) ｄ₉=2.657
ｒ₁₀=∞ ｄ₁₀=0.760 ｎ_d10=1.54771 ν_d10=62.84
ｒ₁₁=∞ ｄ₁₁=0.600
ｒ₁₂=∞ ｄ₁₂=0.500 ｎ_d12=1.51633 ν_d12=64.14
ｒ₁₃=∞ ｄ₁₃=0.560
ｒ₁₄=∞（撮像面）

非球面係数
面番号 ｋ Ａ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
8 -1.0152 -2.7000×10^-3 1.1412×10^-3 2.2729×10^-6 1.2910×10^-9
9 -0.9135 5.0276×10^-4 1.5139×10^-4 2.8159×10^-5 -2.0422×10^-7

第５実施例
図９は、本発明による撮像装置の第５実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図１０は、第５実施例にかかる撮像装置の無限遠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５実施例の撮像装置は、図９に示すように、物体側から順に、撮影光学系と、電子撮像素子であるＣＣＤを有している。図９中、ＩはＣＣＤの撮像面である。撮影光学系と撮像面Ｉとの間には、平行平板状の光学的ローパスフィルターＬＦとＣＣＤカバーガラスＣＧとが設けられている。

撮影光学系は、物体側から撮像面Ｉに向かって、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とを有している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、１枚の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と１枚の物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２とを接合した接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２’とを接合した接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されており、全体で正の屈折力を有している。尚、光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１の物体側の面は、レンズ中心部から周辺部にかけて負の屈折力が徐々に弱くなっていく構成となっている。また、前記正メニスカスレンズＬ３１の像側の面は、レンズ中心部から周辺部にかけて正の屈折力が弱くなっていく構成となっている。

非球面は、第３レンズ群Ｇ３の光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１の両側の面にそれぞれ設けられている。

次に、本発明の第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以下に示す。

数値データ５
焦点距離f：6.45mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.86
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：3.60mm
半画角（ω）：29.54°
ｒ₁=-3.959 ｄ₁=0.200 ｎ_d1=1.72916 ν_d1=54.68
ｒ₂=-11.703 ｄ₂=1.376 ｎ_d2=1.88300 ν_d2=40.76
ｒ₃=-4.772 ｄ₃=0.600
ｒ₄=∞（絞り） ｄ₄=0.500
ｒ₅=6.342 ｄ₅=2.822 ｎ_d5=1.81600 ν_d5=46.62
ｒ₆=-3.474 ｄ₆=0.200 ｎ_d6=1.80810 ν_d6=22.76
ｒ₇=-103.635 ｄ₇=1.072
ｒ₈=-2.530(非球面) ｄ₈=2.000 ｎ_d8=1.88300 ν_d8=40.76
ｒ₉=-3.026(非球面) ｄ₉=2.863
ｒ₁₀=∞ ｄ₁₀=0.760 ｎ_d10=1.54771 ν_d10=62.84
ｒ₁₁=∞ ｄ₁₁=0.600
ｒ₁₂=∞ ｄ₁₂=0.500 ｎ_d12=1.51633 ν_d12=64.14
ｒ₁₃=∞ ｄ₁₃=0.560
ｒ₁₄=∞（撮像面）

非球面係数
面番号 ｋ Ａ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
8 -1.0178 -2.7460×10^-3 1.2872×10^-3 -3.7565×10^-6 -1.0251×10^-8
9 -0.9585 9.1035×10^-5 1.6053×10^-4 2.3418×10^-5 3.8847×10^-8

第６実施例
図１１は、本発明による撮像装置の第６実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図１２は、第６実施例にかかる撮像装置の無限遠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６施例の撮像装置は、図１１に示すように、物体側から順に、撮影光学系と、電子撮像素子であるＣＣＤを有している。図１１中、ＩはＣＣＤの撮像面である。撮影光学系と撮像面Ｉとの間には、平行平板状の光学的ローパスフィルターＬＦとＣＣＤカバーガラスＣＧとが設けられている。

撮影光学系は、物体側から撮像面Ｉに向かって、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とを有している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、１枚の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と１枚の物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２とを接合した接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２’とを接合した接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されており、全体で正の屈折力を有している。尚、光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１の物体側の面は、レンズ中心部から周辺部にかけて負の屈折力が徐々に弱くなっていく構成となっている。また、前記正メニスカスレンズＬ３１の像側の面は、レンズ中心部から周辺部にかけて正の屈折力が弱くなっていく構成となっている。

非球面は、第３レンズ群Ｇ３の光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１の両側の面にそれぞれ設けられている。

次に、本発明の第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以下に示す。

数値データ６
焦点距離f：6.45mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：2.85
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：3.60mm
半画角（ω）：29.58°
ｒ₁=-3.040 ｄ₁=0.200 ｎ_d1=1.72916 ν_d1=54.68
ｒ₂=-3.991 ｄ₂=1.000 ｎ_d2=1.81600 ν_d2=46.62
ｒ₃=-3.546 ｄ₃=0.300
ｒ₄=∞（絞り） ｄ₄=0.300
ｒ₅=5.934 ｄ₅=3.554 ｎ_d5=1.81600 ν_d5=46.62
ｒ₆=-2.929 ｄ₆=0.200 ｎ_d6=1.84666 ν_d6=23.78
ｒ₇=-22.274 ｄ₇=1.094
ｒ₈=-2.362(非球面) ｄ₈=2.000 ｎ_d8=1.88300 ν_d8=40.76
ｒ₉=-2.981(非球面) ｄ₉=2.237
ｒ₁₀=∞ ｄ₁₀=0.760 ｎ_d10=1.54771 ν_d10=62.84
ｒ₁₁=∞ ｄ₁₁=0.600
ｒ₁₂=∞ ｄ₁₂=0.500 ｎ_d12=1.51633 ν_d12=64.14
ｒ₁₃=∞ ｄ₁₃=0.560
ｒ₁₄=∞（撮像面）

非球面係数
面番号 ｋ Ａ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
8 -1.0080 -1.9452×10^-3 1.0616×10^-3 -1.4687×10^-6 -2.5137×10^-8
9 -1.9622 -4.0818×10^-3 4.1040×10^-4 2.9955×10^-6 2.1571×10^-7

次に、上記各実施例における条件式に対応した値を次の表１に示す。
表１

以上、説明した本発明の撮影光学系を用いた電子撮像装置は、撮影光学系等の結像光学系で物体像を形成しその像をＣＣＤ等の固体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に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。

図１３〜図１５は、本発明の撮影光学系をデジタルカメラの撮影光学系４１に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る。なお、図１３に示すデジタルカメラは、撮像光路をファインダーの長辺方向に折り曲げた構成となっており、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、シャッター釦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釦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実施例の撮影光学系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、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルターを介して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、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。

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。

このように構成されたデジタルカメラ４０は、カメラの薄型化に効果がある。また、撮影光学系４１が適度な画角を確保でき、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できる撮影光学系であるので、高性能化が実現できると共に、撮影光学系４１を少ない光学部材で構成できるため、小型化、低コスト化が実現できる。

なお、本実施例のデジタルカメラ４０の撮像光路をファインダーの短辺方向に折り曲げて構成してもよい。その場合には、撮影レンズの入射面からストロボ（又はフラッシュ）をより上方に離して配置し、人物のストロボ撮影時の際に生じる影の影響を緩和できるレイアウトにし得る。

また、図１５の例では、カバー部材５０として平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレンズを用いてもよい。

ここで、カバー部材を設けずに、本発明の光学系中の最も物体側に配置された面をカバー部材と兼用することもできる。本例ではその最も物体側の面は第１レンズ群Ｇ１の入射面となる。

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実施例の撮影光学系からなる対物レンズ１１２と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン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、対物レンズ１１２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、対物レンズ１１２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（図示略）には、対物レンズ１１２を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。なお、鏡枠１１３中の撮影光学系の駆動機構等は図示を省いてある。

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れることも可能である。

次に、本発明の撮像装置を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を図１９に示す。図１９（ａ）は携帯電話４００の正面図、図１９（ｂ）は側面図、図１９（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。

図１９（ａ）〜（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、特にこれらに限られない。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実施例の光路折り曲げズーム光学系からなる対物レンズ１１２と、物体像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらは、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、対物レンズ１１２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、対物レンズ１１２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（図示略）には、対物レンズ１１２を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。なお、鏡枠１１３中の撮影光学系の駆動機構等は図示を省いてある。

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。

本発明において、画像処理部は電子撮像装置と一体に設けても良く、或いは、電子撮像装置とは別に画像処理装置として設けても良い。

本発明の第１実施例に係る撮像装置の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 第１実施例に係る撮像装置の無限遠合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差をそれぞれ示している。 本発明の第２実施例に係る撮像装置の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 第２実施例に係る撮像装置の無限遠合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差をそれぞれ示している。 本発明の第３実施例に係る撮像装置の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 第３実施例に係る撮像装置の無限遠合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差をそれぞれ示している。 本発明の第４実施例に係る撮像装置の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 第４実施例に係る撮像装置の無限遠合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差をそれぞれ示している。 本発明の第５実施例に係る撮像装置の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 第５実施例に係る撮像装置の無限遠合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差をそれぞれ示している。 本発明の第６実施例に係る撮像装置の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 第６実施例に係る撮像装置の無限遠合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差をそれぞれ示している。 本発明の光学系を適用した電子カメラの外観を示す前方斜視図である。 図１３の電子カメラの後方斜視図である。 図１３の電子カメラの構成を示す断面図である。 本発明の光学系が対物光学系として組み込まれたパソコンのカバーを開いた前方斜視図である。 パソコンの撮影光学系の断面図である。 図１６の状態の側面図である。 本発明の光学系が対物光学系として組み込まれた携帯電話の正面図、側面図、その撮影光学系の断面図である。

符号の説明

Ｓ 明るさ絞り
ＦＬ 平行平面板
ＣＧ カバーがラス
Ｉ 撮像面
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１１ 物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ１２ 物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２１ 両凸正レンズ
Ｌ２２ 両凹負レンズ
Ｌ２２’ 物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ３１ 光軸近傍（レンズ中心部）において物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
４０ デジタルカメラ
４１ 撮像光学系
４２ 撮影用光路
４３ ファインダー光学系
４４ ファインダー用光路
４５ シャッター釦
４６ フラッシュ
４７ 液晶表示モニター
４９ ＣＣＤ
５０ カバー部材
５１ 処理手段
５２ 記録手段
５３ ファインダー用対物光学系
５５ ポロプリズム
５７ 視野枠
５９ 接眼光学系
１０３ 制御系
１６０ 撮像ユニット
１６２ 撮像素子チップ
１６６ 端子
３００ パソコン
３０１ キーボード
３０２ モニター
３０３ 撮影光学系
３０４ 撮影光路
３０５ 画像
４００ 携帯電話
４０１ マイク部
４０２ スピーカ部
４０３ 入力ダイアル
４０４ モニター
４０５ 撮影光学系
４０６ アンテナ
４０７ 撮影光路
Ｅ 観察者眼球

Claims (23)

1. 撮影光学系と、前記撮影光学系により撮像面上に形成される被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた電子撮像装置であって、
   前記撮影光学系が、物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とを備え、
   前記第１レンズ群の射出面と前記第２レンズ群の入射面のレンズ面が、ともに前記開口絞り側に凸面を向けており、
   前記第１レンズ群が、複数のレンズで構成され、前記複数のレンズのレンズ面が、各々光軸上にて前記開口絞り側に凸面を向けており、
   且つ、次の条件式を満足することを特徴とする電子撮像装置。
   ０．１５≦Ｔ１／ＩＨ≦０．９０
   但し、Ｔ１は第１レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上距離であり、ＩＨは最大撮影像高であって電子撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さである。
2. 前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群の屈折力を有するレンズが、全て１．７以上の屈折率を有するレンズ材料から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
3. 前記第１レンズ群が、物体側から順に、負メニスカスレンズと、正メニスカスレンズとで構成され、
   且つ、前記負メニスカスレンズの像側面と正メニスカスレンズの物体側面のレンズ面が、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子撮像装置。
   ０．５＜Ｒ２／Ｒ３＜１．２
   ０≦Ｄ２３／Ｄ１４＜０．２
   但し、Ｒ２は第１レンズ群の負メニスカスレンズの像側面の近軸曲率半径であり、Ｒ３は第１レンズ群の正メニスカスレンズの物体側面の近軸曲率半径であり、Ｄ２３は第１レンズ群の負メニスカスレンズの像側面から正メニスカスレンズの物体側面までの光軸上の空気間隔であり、Ｄ１４は負メニスカスレンズの物体側面から正メニスカスレンズの像側面までの光軸上の長さである。
4. 第１レンズ群が１つの接合レンズで構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子撮像装置。
5. 前記第１レンズ群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとで構成され、
   前記第２レンズ群が、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正レンズ及び負レンズの２枚で構成され、
   前記第３レンズ群が物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ成分で構成され、
   前記第３レンズ群の正メニスカスレンズ成分の物体側面が、光軸から離れるにしたがい負の屈折力が弱くなる非球面を有すると共に、前記第３レンズ群の正メニスカスレンズ成分の像側面が、光軸から離れるにしたがい正の屈折力が弱くなる非球面を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子撮像装置。
   但し、前記レンズ成分は、空気接触面が最物体面側と最像側面の２つのみのレンズであり、単レンズ又は接合レンズで構成されている。
6. ガラスレンズと前記ガラスレンズに組み合わされた補助レンズを有する接合レンズを備え、次の条件式を満足することを特徴とする光学系。
   ０．０５≦ＤＣ≦０．３ (ｍｍ)
   Ｎｄｃ≧１．６５
   ｜νｄｍ−νｄｃ｜＞６
   但し、ＤＣはガラスレンズに組み合わされている補助レンズの単体の光軸上の肉厚であり、Ｎｄｃはガラスレンズに組み合わされている補助レンズのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率であり、νｄｍはガラスレンズのアッベ数であり、νｄｃはガラスレンズに組み合わされている補助レンズのアッベ数である。
7. 前記ガラスレンズと前記ガラスレンズに組み合わされた前記補助レンズの単体での屈折力が、逆符号であることを特徴とする請求項６に記載の光学系。
8. 前記ガラスレンズと前記ガラスレンズに組み合わされた前記補助レンズのレンズ形状が、メニスカス形状であることを特徴とする請求項６又は７に記載の光学系。
9. 前記第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群の何れかのレンズ群が、ガラスレンズと前記ガラスレンズに組み合わされた補助レンズを有する接合レンズを含み、
   且つ、前記接合レンズが、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか1項に記載の電子撮像装置。
   ０．０５≦ＤＣ≦０．３ (ｍｍ)
   Ｎｄｃ≧１．６５
   ｜νｄｍ−νｄｃ｜＞６
   但し、ＤＣはガラスレンズに組み合わされている補助レンズ単体の光軸上の肉厚であり、Ｎｄｃはガラスレンズに組み合わされている補助レンズのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率であり、νｄｍはガラスレンズのアッベ数であり、νｄｃはガラスレンズに組み合わされている補助レンズのアッベ数である。
10. 前記第1レンズ群が、前記接合レンズであって、
    前記ガラスレンズと前記ガラスレンズに組み合わされた前記補助レンズの単体での屈折力が、逆符号であり、それぞれ異なるアッベ数を有し、それぞれのレンズ形状がメニスカス形状であることを特徴とする請求項９に記載の電子撮像装置。
11. 前記第２レンズ群の最も像面側に配置されるレンズの像側レンズ面が像側に対して凹面であり、
    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、
    次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５、９、１０のいずれか1項に記載の電子撮像装置。
    １．４≦｜ｒ２Ｒ｜／ＩＨ≦１８．０
    但し、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像面側に配置されるレンズの像側レンズ面の近軸曲率半径であり、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の長さである。
12. 次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５、９、１０、１１のいずれか1項に記載の電子撮像装置。
    ０．８≦ｆg２／ｆall≦５．５
    但し、ｆg２は第２レンズ群の焦点距離であり、ｆallは撮影光学系全系の焦点距離である。
13. 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、
    次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５、９乃至１１のいずれか1項に記載の電子撮像装置。
    ｒ２Ｒ／ｒ３Ｆ≦−１
    但し、ｒ２Ｒは第２レンズ群の最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面の近軸曲率半径であり、ｒ３Ｆは第３レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の近軸曲率半径である。
14. 前記第２レンズ群の最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面が凹面であり、
    前記第３レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面が凹面である共に、最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面が凸面で構成されていることを特徴とする請求項１乃至５、９乃至１３のいずれか1項に記載の電子撮像装置。
15. 次の条件式を満足することを特徴とする請求項１４に記載の電子撮像装置。
    ０．３≦｜ｒ３Ｆ｜／ＩＨ≦２．５
    但し、ｒ３Ｆは第３レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の近軸曲率半径であり、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の長さである。
16. 前記第３レンズ群が、レンズ中心に対して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、物体側の面が物体側に凹面を向けた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１乃至５、９乃至１５のいずれか１項に記載の電子撮像装置。
17. 次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５、９乃至１６のいずれか１項に記載の電子撮像装置。
    ０．６≦｜ｒ１Ｆ｜／ＩＨ≦４．０
    但し、ｒ１Ｆは第１レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の近軸曲率半径であり、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の長さである。
18. 前記第２レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する像側に凹面を向けた第２レンズで構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載の電子撮像装置。
19. 前記第２レンズ群が、前記正の屈折力を有する第1レンズと前記負の屈折力を有する第２レンズの接合レンズで構成されていることを特徴とする請求項１８に記載の電子撮像装置。
20. 次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５、９乃至１６の何れか１項に記載の電子撮像装置。
    ｜ＩＨ／ＥＰ｜≦０．４５５
    但し、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の長さであり、ＥＰは撮影光学系の射出瞳の位置から結像面までの距離である。
21. 前記第1レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が、それぞれ、二枚以下のレンズで構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載の電子撮像装置。
22. 次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５、９乃至２１の何れか１項に記載の電子撮像装置。
    ２．５＜ＴＬ／ＩＨ＜４．１
    但し、ＴＬは第１レンズ群の入射面から撮像面までの光軸上距離であり、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の長さである。
23. 次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５、９乃至２２の何れか１項に記載の電子撮像装置。
    ０．０３＜ＴＳ／ＴＬ＜０．４
    但し、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合計の長さであり、ＴＬは第１レンズ群の入射面から撮像面までの光軸上距離である。
    

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