JP2009271357A

JP2009271357A - 撮像光学系

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Publication number: JP2009271357A
Application number: JP2008122226A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Uchida; 佳宏内田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2009-11-19
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Abstract

【課題】
従来の撮像光学系より広角・大口径でありながら、軸上、及び軸外における色収差を抑えるとともに、像面湾曲、歪曲収差などの諸収差も良好に補正した小型な撮像光学系を提供する。
【解決手段】
物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、絞りＳ、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３で構成され、第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなる接合レンズを有し、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズＬ３を有し、第３レンズ群Ｇ３は、第４レンズＬ４を有し、第３レンズＬ３は、物体側面が軸上及び軸外で物体側に対して凹面であり、像側面が軸上では物体側に対して凸面となっており、軸外で１つ以上の変曲点を有する非球面であることを特徴とする撮像光学系である。
【選択図】図１

Description

本発明は広角で、撮影対象を良好に撮像できる撮像光学系に関し、特に小型の撮像光学系を備えた携帯型装置、例えば携帯電話や携帯情報端末に用いられる撮像光学系に関する。

近年、携帯電話の普及に伴い、携帯端末に搭載するカメラモジュールの需要が高くなってきている。これを受けて撮像素子をより小型化・高画素化する技術開発が進められており、光学系についても性能が良く、且つ極限まで薄くしたカメラモジュールが求められている。

従来、レンズを薄くできるタイプとして、正正負のテレフォトタイプが知られているが、さらに小型化を行っていくと、第１レンズ、第２レンズの正パワーを強くし、さらに第３レンズの負パワーも強くする必要がある。しかし、第１レンズ、第２レンズの正パワーを強くすると、軸上色収差が発生しやすくなり、第３レンズの負パワーを強くすると歪曲収差が悪化してしまう。

このようなことから、３枚構成のレンズでは性能確保が難しいため、近年では４枚構成で高性能を達成するような光学系も発案されている。

特開２００４-１８４９８７号公報特開２００６-３０９０４３号公報

特許文献１に開示されている撮像光学系は、軸上マージナル光線の高い第１群を接合レンズとし、軸上色収差を改善したものである。しかし、絞りに対して非対称なパワー配置となっているため、歪曲収差の補正に不利なタイプとなっている。また、第４レンズ像側面の軸外における正の屈折力により歪曲収差を補正しているが、軸外で光線を大きく曲げるため、像面湾曲と非点収差が発生してしまっている。

一方、特許文献２に開示されている撮像光学系も、軸上マージナル光線の高い第１群を接合レンズとし、軸上色収差を改善したものである。しかし、第４レンズの形状が、軸外になるにつれて正の屈折力となることで歪曲収差は緩和されているが、光線を大きく曲げているため、大きく非点収差が発生している。

本発明は上記問題点に鑑み、従来の撮像光学系より広角・大口径でありながら、軸上、及び軸外における色収差を抑えるとともに、像面湾曲、歪曲収差などの諸収差も良好に補正した小型な撮像光学系を提供する。

上記目的を達成するために、本発明の光学系は、物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群、絞り、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群で構成され、前記第１レンズ群は、第１レンズと第２レンズからなる接合レンズを有し、前記第２レンズ群は、第３レンズを有し、
前記第３レンズ群は、第４レンズを有し、前記第３レンズは、物体側面が軸上及び軸外で物体側に対して凹面であり、像側面が軸上では物体側に対して凸面となっており、軸外で１つ以上の変曲点を有する非球面であることを特徴とする。

また、下記条件式（１）、（２）を満足する。
Ｄ２／Ｄ１＜４・・・（１）
０．１＜Ｒ６／Ｒ７＜１．５・・・（２）
ただし、Ｄ１は、前記第３レンズの像側面と前記第４レンズの物体側面間における軸上主光線の空気換算長、
Ｄ２は、前記第３レンズの像側面と前記第４レンズの物体側面間における最高像高の軸外主光線の空気換算長、
Ｒ６は、前記第３レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ７は、前記第４レンズの物体側面の曲率半径
である。

また、下記条件式（３）を満足することを特徴とする。
０．５＜ＩＨ／ｅｘｐ＜１．５・・・（３）
ただし、
ｅｘｐは最大画角の射出瞳位置から像面までの距離、
ＩＨは像高、
である。

また、下記条件式（４）を満足することを特徴とする。
−１０＜A4＜０、−１０＜A6＜０・・・（４）
ただし、ｒは、非球面近軸曲率半径、
Kは、円錐係数、
Ai(i=4,6,8,10) は、ｉ次の非球面係数、
ｈは、光軸からの高さ、
Ｚは、光軸からの高さｈにおける非球面上の点と非球面の面頂での接平面からの距離であり、
また、前記第４レンズ物体側面の面形状は以下の非球面式で表される。
Ｚ＝（ｈ²／ｒ）／[１＋｛１−（K＋１）・（ｈ／ｒ）²｝^1/2]
＋A4×ｈ⁴＋A6×ｈ⁶＋A8×ｈ⁸＋A10×ｈ¹⁰

また、前記接合レンズは、プラスチックでできた前記第１レンズに樹脂層である前記第２レンズを貼り付けて構成され、前記第１レンズは正レンズであり、前記樹脂層は下記条件式（５）を満足すると共に、前記接合レンズは下記条件式（６）を満足することを特徴とする。
０．０５≦ｔ≦０．２・・・（５）
２０≦ν２−ν１≦４０・・・（６）
ただし、ｔは、樹脂層の肉厚、
ν１は、前記樹脂層のアッベ数
ν２は、前記第１レンズのアッベ数

本発明によれば、広角・大口径でありながら、軸上、及び軸外における色収差を抑えるとともに、像面湾曲、歪曲収差などの諸収差も良好に補正した小型な撮像光学系を提供することができる。

本実施形態の撮像光学系の作用効果について、以下説明する。本実施形態の撮像光学系は、物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群、絞り、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群で構成され、第１レンズ群は、第１レンズと第２レンズからなる接合レンズを有し、第２レンズ群は第３レンズを有し、第３レンズ群は第４レンズを有し、第３レンズは、物体側面が軸上及び軸外で物体側に対して凹面であり、さらに像側面は物体側に対して軸上で凸面となっており、軸外では１つ以上の変曲点を有する非球面であることを特徴とする。

上記レンズの構成としたことにより、第１レンズ群の接合レンズで軸上色収差を小さくすることができる。また、第４レンズの物体側面は絞りに対してコンセントリックな形状となるため像面湾曲を補正することができる。さらに、軸外光線の入射角及び屈折角を小さくする構成にできるため、非点収差の発生を小さくすることができる。また第４レンズの像側面は１つ以上の変曲点を有し、軸外において正の屈折力を持つ非球面である。これにより糸巻き型の歪曲収差と非点収差の補正ができる。

また、本実施形態の撮像光学系は、下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする。
Ｄ２／Ｄ１＜４・・・（１）
０．１＜Ｒ６／Ｒ７＜１．５・・・（２）
ただし、Ｄ１は、前記第３レンズの像側面と前記第４レンズの物体側面間における軸上主光線の空気換算長、
Ｄ２は、前記第３レンズの像側面と前記第４レンズの物体側面間における最高像高の軸外主光線の空気換算長、
Ｒ６は、前記第３レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ７は、前記第４レンズの物体側面の曲率半径
である。

上記条件式（１）は、第３レンズと第４レンズの光軸上と軸外での空気換算長の比の条件であり、像面湾曲を良好に補正できる条件式である。上記条件式（１）の上限４を上回ると軸外主光線の空気換算長が長すぎ、結果的に第４レンズ物体側に入射する軸外光線の光線高が高くなってしまう。そのため上記第４レンズの物体側面で光線を強く曲げなければならないため、上記第４レンズ物体側面で像面湾曲が大きく発生してしまい、好ましくない。

また、（２）の条件式も同様に第３レンズと第４レンズの向かい合う面の曲率半径の比をとった条件式であり、これも同様に像面湾曲を良好に補正するための条件式である。このタイプの光学系において上記条件式（２）の下限０．１を下回ると第４レンズ物体側面の曲率がゆるく、第３レンズ像側面の曲率が強くなり、結果的に先行例同様に光線を無理に屈折させるため像面湾曲が悪化してしまうため、好ましくない。逆に、条件式（２）の上限１．５を上回ると第４レンズ物体側面の球欠が深くなることによってレンズの製造が困難な形状になってしまうため好ましくない。

さらに、条件式（１）、（２）は以下の条件式（１−１）、（２−１）の範囲内であることが望ましい。
０．２＜Ｄ２／Ｄ１＜４・・・（１−１）
０．５＜Ｒ６／Ｒ７＜１．５・・・（２−１）

上記条件式（１−１）の下限０．２を下回らない範囲で第３レンズと第４レンズの鏡枠への保持が困難になることを防止できる。また、上記条件式（２−１）の下限０．５を下回らない範囲でより最適に像面湾曲の発生を抑えることができる。

さらに、条件式（１−１）は以下の条件式（１−２）の範囲であることが望ましい。
０．２＜Ｄ２／Ｄ１＜１．５・・・（１−２）

上記条件式（１−２）の上限１．５を上回らない範囲において、第４レンズへの軸外光線の入射角及び屈折角をより小さくすることができるため、非点収差とコマ収差の発生を抑えることができる。

また、本実施形態の撮像光学系は、条件式（３）を満足することを特徴とする。
０．５＜ＩＨ／ｅｘｐ＜１．５・・・（３）
ただし、
ｅｘｐは最大画角の射出瞳位置から像面までの距離、
ＩＨは像高、
である。

上記条件式（３）は広角化・小型化した際にも軸外において収差を良好に保つための条件式である。条件式（３）の下限０．５を下回ると、第４レンズへ入射する軸外光線の光線高を高くし、第４レンズでは軸外において光線を光軸方向へ大きく屈折させる必要がある。しかし光線を大きく屈折させることにより、非点収差及び像面湾曲が発生してしまうため好ましくない。

また、条件式（３）の上限１．５を上回らない範囲内において、第４レンズの軸外における過度な負の屈折力を防ぐことができ、糸巻き型の歪曲収差の発生を抑えることができる。

さらに、条件式（３）は以下の条件式（３−１）の範囲内であることが望ましい。
０．７＜ＩＨ／ｅｘｐ＜１．５・・・（３−１）

条件式（３−１）の下限０．７を下回ると、広角化・小型化した際、第４レンズへ入射する軸外光線の光線高を高くするために、光軸に対する軸外光線の角度を大きくしなければならず、第４レンズでは、その光線を光軸方向に大きく屈折させる必要がある。その際、非点収差及び像面湾曲が発生してしまい、好ましくない。

さらに、条件式（３−１）は以下の条件式（３−２）の範囲内であることが望ましい。
０．８＜ＩＨ／ｅｘｐ＜１．０・・・（３−２）

条件式（３−２）の範囲内において、さらに歪曲収差及び、像面湾曲、非点収差の発生を抑えることができる。

また、本実施形態の撮像光学系は、条件式（４）を満足することを特徴とする。
−１０＜A4＜０、−１０＜A6＜０・・・（４）
ただし、ｒは、非球面近軸曲率半径
Kは、円錐係数
Ai(i=4,6,8,10) は、非球面係数
ｈは、光軸からの高さ
Ｚは、光軸からの高さｈにおける非球面上の点と非球面の面頂での接平面からの距離であり、
また、第４レンズ物体側面の面形状は以下の非球面式で表される。
Ｚ＝（ｈ²／ｒ）／[１＋｛１−（K＋１）・（ｈ／ｒ）²｝^1/2]
＋A4×ｈ⁴＋A6×ｈ⁶＋A8×ｈ⁸＋A10×ｈ¹⁰

条件式（４）の上限０を上回らない範囲内において、軸外光線の第４レンズの像側面が絞りに対してコンセントリックな形状となるため、像面湾曲の補正をすることができ、さらに軸外光線の入射角及び屈折角を小さくする構成にできるため、非点収差の発生を小さくすることができている。条件式（４）の下限−１０を下回ると、第４レンズの軸外における過度な負の屈折力を防ぐことができ、歪曲収差の補正が困難になるため好ましくない。

さらに、条件式（４）は以下の条件式（４−１）の範囲であることが望ましい。
−１．０＜A4＜０、−１．０＜A6＜０・・・（４−１）

条件式（４−１）のA4及びA6が下限値−１．０を下回ると、軸外において負の屈折力が強くなりすぎるため、高次の非球面で緩和しようとする。しかし、高次の非球面係数が大きくなると、軸外で曲率が大きく変化することにつながり、偏心感度が上がるため、好ましくない。

さらに、条件式（４−１）は以下の条件式（４−２）の範囲内であることが望ましい。
−０．５＜A4＜０、−０．５＜A6＜０・・・（４−２）

条件式（４−２）の範囲内において、軸外光線の第４レンズの像側面への入射角及び、軸外における負の屈折力を最適にでき、像面湾曲及び非点収差を良好に補正し、歪曲収差の発生を小さく抑えることができる。

また、接合レンズは、プラスチックでできた第１正レンズに樹脂層である第２レンズを貼り付けて構成され、第１レンズは正レンズであり、樹脂層は以下条件式（５）を満足すると共に、接合レンズは下記条件式（６）を満足することを特徴とする撮像光学系である。
０．０５≦ｔ≦０．２・・・（５）
２０≦ν２−ν１≦４０・・・（６）
ただし、ｔは、樹脂層の肉厚、
ν１は、樹脂層のアッベ数
ν２は、第１レンズのアッベ数

上記条件式（５）は、正レンズに形成した樹脂層の厚みの条件であり、軸上色収差を良好に補正するための条件式である。上記条件式（５）の下限０．０５を下回ると、負の屈折力を有する樹脂層が薄くなりすぎ、軸上色収差の補正が不十分となってしまうため好ましくない。また、条件式（５）の上限０．２を上回ると、負の屈折力を有する樹脂層が厚くなることによって、光学系の全長が大きくなってしまい好ましくない。

また、条件式（６）も同様に正レンズに形成した樹脂層のアッベ数の条件であり、これも同様に軸上色収差を良好に補正するための条件式である。上記条件式（６）の下限２０を下回ると、正レンズに対して形成した負の屈折力を有する樹脂層の分散が小さくなりすぎるため、軸上色収差の補正が過剰になりすぎ好ましくない。また、条件式（６）の上限４０を上回ると、正レンズに対して形成した負の屈折力を有する樹脂層の分散が大きくなりすぎるため、軸上色収差の補正が不十分になり好ましくない。

さらに、条件式（５）、（６）は以下の条件式（５−１）、（６−１）の範囲であることが望ましい。
０．１≦ｔ≦０．２・・・（５−１）
３０≦ν２−ν１≦３５・・・（６−１）

条件式（５−１）、（６−１）の範囲内において、正レンズに形成した負の屈折力を有する樹脂層の厚みとアッベ数を最適にでき、軸上色収差の補正をすることができる。

以下に、本発明の撮像光学系の実施例１〜実施例６について、図面を参照して説明する。各図中、Ｇ１は第１レンズ群、Ｇ２は第２レンズ群、Ｇ３は第３レンズ群、Ｌ１は第１レンズ、Ｌ２は第２レンズ、Ｌ３は第３レンズ、Ｌ４は第４レンズ、Ｓは開口絞り、Ｃはカバーガラス、Ｐは像面を示す。

図１は本発明の撮像光学系の実施例１のレンズ構成図である。

実施例１の撮像光学系は、図１に示すように、物体側より順に、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、カバーガラスＣと、像面Ｐと、からなる。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と両凸正レンズＬ２の接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３の１枚からなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凹負レンズＬ４の１枚からなる。

実施例１の撮像光学系は、図１に示すように、第１レンズ群Ｇ１は接合面を有する２枚のレンズからなり、軸上色収差を良好に補正することができている。さらに、接合面は物体側に対して凸面となる形状となっているが、絞りに近い第２レンズＬ２に低分散のレンズを配置しているため、倍率色収差の発生を抑えることができている。また、第４レンズＬ４物体側面が絞りＳに対してコンセントリックな形状となっており像面湾曲を補正することができ、さらに、軸外光線の入射角及び屈折角が小さいため、非点収差の発生も小さく抑えることができている。また、第４レンズＬ４の像側面が軸外で正の屈折力を持つ形状となっており、歪曲収差及び非点収差を良好に補正している。また、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４は、同一のプラスチックで設計されており、コストを大幅に削減できる。

この実施例１の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。

図２は本発明の撮像光学系の実施例２のレンズ構成図である。

実施例２の撮像光学系は、図１に示すように、物体側より順に、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、カバーガラスＣと、像面Ｐと、からなる。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凸正レンズＬ１と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２の接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３の１枚からなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凹負レンズＬ４の１枚からなる。

実施例２の撮像光学系は、図２に示すように、第１レンズ群Ｇ１は接合面を有する２枚のレンズからなり、軸上色収差を良好に補正することができている。また、第４レンズＬ４の物体側面が絞りＳに対してコンセントリックな形状となっており像面湾曲の補正をすることができ、さらに、軸外光線の入射角及び屈折角が小さいため、非点収差の発生も小さく抑えることができている。また、第４レンズＬ４の像側面が軸外で正の屈折力を持つ形状となっており、歪曲収差及び非点収差を良好に補正している。

この実施例２の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。

図３は本発明の撮像光学系の実施例３のレンズ構成図である。

実施例３の撮像光学系は、図３に示すように、物体側より順に、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、カバーガラスＣと、像面Ｐと、からなる。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２の接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３の１枚からなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凹負レンズＬ４の１枚からなる。

実施例３の撮像光学系は、図３に示すように、第１レンズ群Ｇ１は接合面を有する２枚のレンズからなり、軸上色収差を良好に補正することができている。また、接合面は物体側に対して凸面となる形状となっているが、絞りＳに近い第２レンズＬ２に低分散のレンズを配置しているため、倍率色収差の発生を抑えることができる。さらに第１レンズＬ１は薄くなっているため、温度・湿度の変化による屈折率の影響を受けにくく、光学系の全長も短くすることができている。また、第４レンズＬ４の物体側面が絞りＳに対してコンセントリックな形状となっており像面湾曲の補正をすることができ、さらに、軸外光線の入射角及び屈折角が小さいため、非点収差の発生も小さく抑えることができている。また、第４レンズＬ４の像側面が軸外で正の屈折力を持つ形状となっており、歪曲収差及び非点収差を良好に補正している。

この実施例３の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。

図４は本発明の撮像光学系の実施例４のレンズ構成図である。

実施例４の撮像光学系は、図４に示すように、物体側より順に、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、カバーガラスＣと、像面Ｐと、からなる。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凸正レンズＬ１と両凹負レンズＬ２の接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３の１枚からなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凹負レンズＬ４の１枚からなる。

実施例４の撮像光学系は、図４に示すように、第１レンズ群Ｇ１は接合面を有する２枚のレンズからなり、軸上色収差をとることができている。さらに、接合面は球面となっているため、製造コストを削減することができる。また、第４レンズＬ４の物体側面が絞りＳに対してコンセントリックな形状となっており像面湾曲の補正をすることができ、さらに、軸外光線の入射角及び屈折角が小さいため、非点収差の発生も小さく抑えることができている。また、第４レンズＬ４の像側面が軸外で正の屈折力を持つ形状となっており、歪曲収差及び非点収差を良好に補正している。

この実施例４の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。

図５は本発明の撮像光学系の実施例５のレンズ構成図である。

実施例５の撮像光学系は、図５に示すように、物体側より順に、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、カバーガラスＣと、像面Ｐと、からなる。

実施例５の撮像光学系は、図５に示すように、第１レンズ群Ｇ１は接合面を有する２枚のレンズからなり、軸上色収差を良好に補正することができている。さらに、接合面は物体側に対して凸面となる形状となっておいるが、絞りＳに近い第２レンズＬ２に低分散のレンズを配置しているため、倍率色収差の発生を抑えることができている。また、第４レンズＬ４の物体側面が軸外において、実施例１から４の撮像レンズに比べて、物体側に対して緩やかな凹面となっている。これにより、軸外主光線及び従属光線の入射角が小さくして像面湾曲、非点収差の発生を小さく抑えているだけでなく、第４レンズＬ４の製造についても容易にしている。さらに、第４レンズＬ４の像側面が軸外で正の屈折力を持つ形状となっており、歪曲収差、非点収差を良好に補正している。

この実施例５の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。

図６は本発明の撮像光学系の実施例６のレンズ構成図である。

実施例６の撮像光学系は、図６に示すように、物体側より順に、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、カバーガラスＣと、像面Ｐと、からなる。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と両凸正レンズＬ２の接合レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ３の１枚からなり、第３レンズ群Ｇ３は、両凹負レンズＬ４の１枚からなる。

実施例６の撮像光学系は、図６に示すように、第１レンズ群Ｇ１は接合面を有する２枚のレンズからなり、軸上色収差を良好に補正することができている。さらに、接合面は物体側に対して凸面となる形状となっているが、絞りＳに近い第２レンズＬ２に低分散のレンズを配置しているため、倍率色収差の発生を抑えることができている。また、第４レンズＬ４の物体側面が絞りに対してコンセントリックな形状となっており像面湾曲の補正をすることができ、さらに、軸外光線の入射角及び屈折角が小さいため、非点収差の発生も小さく抑えることができている。また、第４レンズＬ４の像側面が軸外で正の屈折力を持つ形状となっており、歪曲収差及び非点収差を良好に補正している。

この実施例６の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。

以下に、実施例１〜６の撮像光学系の数値データを示す。また、ｆは全系焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角、ｒ１，ｒ２，…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１，ｄ２，…は各レンズ面間の間隔、ｎｄ１，ｎｄ２，…は各レンズのｄ線の屈折率、νｄ１, νｄ２，…はｄ線のアッベ数である。

なお、実施例１〜６で用いた回転対称な非球面形状は次式で表される。
Ｚ＝（ｈ²／ｒ）／[１＋｛１−（K＋１）・（ｈ／ｒ）²｝^1/2]
＋A4×ｈ⁴＋A6×ｈ⁶＋A8×ｈ⁸＋A10×ｈ¹⁰
ただし、ｒは、非球面近軸曲率半径
Kは、円錐係数
Ai(i=4,6,8,10) は、ｉ次の非球面係数
ｈは、光軸からの高さ
Ｚは、光軸からの高さｈにおける非球面上の点と非球面の面頂での接平面からの距離

また、以下の数値データ中で、非球面係数を示す数値は指数表示であり、Ｅは１０のべき乗を表している（例えば、「Ｅ−０１」は「１０の−１乗」を意味する。）。但し、表記のない非球面係数は０である。また、＊は非球面を表す。

数値実施例１
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1^* 2.3621 0.59 1.6402 23.38
2^* 1.2371 0.71 1.5330 55.69
3^* -6.3549 0.1
4（絞り） ∞ 0.58
5^* -5.0002 0.94 1.5330 55.69
6^* -0.8292 0.30
7^* -1.0326 0.40 1.5330 55.69
8^* 2.0110 0.33
9 ∞ 0.55 1.5183 64.14
10 ∞ 0.3
像面 ∞

非球面データ
第１面
K=-1.2096,A4=-1.1504E-02,A6=-6.3848E-03,A8=-1.0000E-03
第２面
K=0.0438,A4=-7.9988E-02,A6=-7.2619E-02,A8=5.0000E-04
第３面
K=-11.6497,A4=-2.8651E-02,A6=2.7355E-04,A8=-6.2060E-04
第５面
K=20.0000,A4=-7.0905E-02,A6=-7.8009E-03,A8=-9.3084E-02
第６面
K=-3.0817,A4=-1.7421E-01,A6=1.5052E-02,A8=3.5992E-03,A10=-3.4874E-02
第７面
K=-4.5147,A4=-1.7027E-01,A6=-1.0000E-02,A8=1.0000E-04,A10=9.8095E-05
第８面
K=-20.0000,A4=-4.0344E-02,A6=8.0000E-03,A8=-1.2745E-03,A10=6.8656E-05

各種データ
焦点距離 3.7
Ｆナンバー 2.8
半画角 37°

数値実施例２
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1^* 2.1520 0.91 1.5283 56.45
2^* -2.0226 0.25 1.6402 23.38
3^* -11.9286 0.1
4（絞り） ∞ 0.28
5^* -4.3878 1.11 1.5886 30.21
6^* -1.0851 0.62
7^* -1.0590 0.38 1.6412 23.90
8^* 10.2956 0.30
9 ∞ 0.55 1.5183 64.14
10 ∞ 0.3
像面 ∞

非球面データ
第１面
K=-1.8517,A4=9.4524E-03,A6=-2.1465E-03,A8=-2.9327E-03
第２面
K=-3.4376,A4=1.1164E-02,A6=-1.6374E-02,A8=-8.0226E-03
第３面
K=-5.2611,A4=-1.9814E-02,A6=-2.4063E-03,A8=-1.1128E-02
第５面
K=22.5764,A4=-8.7862E-02,A6=-5.6463E-02,A8=-7.0974E-02
第６面
K=-2.4840,A4=-1.3771E-01,A6=3.5169E-03,A8=-2.4686E-02
第７面
K=-2.5131,A4=-1.1306E-01,A6=-2.0534E-02,A8=6.4892E-03,A10=5.3082E-04
第８面
K=-232.0398,A4=-3.2599E-02,A6=7.1004E-03,A8=-9.0718E-04,A10=3.4309E-05

各種データ
焦点距離 3.7
Ｆナンバー 2.8
半画角 37°

数値実施例３
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1^* 1.4190 0.10 1.6402 23.38
2 1.0502 0.90 1.5283 56.45
3^* 5.6258 0.11
4（絞り） ∞ 0.19
5^* -8.6149 1.28 1.5886 30.21
6^* -1.0045 0.33
7^* -0.8341 0.38 1.6412 23.90
8^* 306.4097 0.30
9 ∞ 0.55 1.5183 64.14
10 ∞ 0.3
像面 ∞

非球面データ
第１面
K=-0.0862,A4=-1.7007E-03,A6=1.6591E-03,A8=7.7975E-04
第３面
K=-5.3491,A4=-1.0768E-03,A6=1.3565E-03,A8=-4.1494E-03
第５面
K=45.5215,A4=-7.5906E-02,A6=7.9125E-03,A8=-2.5142E-01
第６面
K=-2.7848,A4=-1.1954E-01,A6=-2.2321E-04,A8=-1.3306E-02
第７面
K=-2.6060,A4=-1. 8455E-01,A6=-1.0401E-02,A8=-1.2958E-03,A10=4.9782E-04
第８面
K=-3.831E+05,A4=-4.8512E-02,A6=1.0698E-02,A8=-1.4181E-03,A10=5.3335E-05

各種データ
焦点距離 3.7
Ｆナンバー 2.8
半画角 37°

数値実施例４
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1^* 1.7289 0.88 1.5283 56.45
2^* -3.3387 0.10 1.6402 23.38
3^* 10.9103 0.10
4（絞り） ∞ 0.14
5^* -4.5087 1.38 1.5886 30.21
6^* -1.1318 0.67
7^* -1.1891 0.38 1.6412 23.90
8^* 10.2398 0.30
9 ∞ 0.55 1.5183 64.14
10 ∞ 0.3
像面 ∞

非球面データ
第１面
K=-1.1608,A4=2.7771E-02,A6=1.1015E-02,A8=2.6909E-03
第２面
K=-18.3926,A4=-7.7303E-02,A6=0,A8=-9.1173E-03
第３面
K=54.3775,A4=-8.2947E-03,A6=-5.1992E-02,A8=-1.2070E-02
第５面
K=14.6735,A4=-9.4106E-02,A6=-4.5784E-02,A8=-1.5287E-01
第６面
K=-2.2985,A4=-8.9822E-02,A6=1.0786E-04,A8=-7.1706E-03
第７面
K=-3.3189,A4=-9.1252E-02,A6=-1.2137E-03,A8=2.7849E-04
第８面
K=19.5857,A4=-3.8961E-02,A6=6.1177E-03,A8=-6.3729E-04,A10=4.8526E-07

各種データ
焦点距離 3.7
Ｆナンバー 2.8
半画角 37°

数値実施例５
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1^* 2.1753 0.31 1.6402 23.38
2^* 1.3659 0.57 1.5283 56.45
3^* 1406.0030 0.15
4（絞り） ∞ 0.75
5^* -3.0440 1.01 1.5330 55.69
6^* -0.7528 0.21
7^* -4.9556 0.38 1.5767 33.51
8^* 1.1065 0.66
9 ∞ 0.55 1.5183 64.14
10 ∞ 0.3
像面 ∞

非球面データ
第１面
K=-1.7479,A4=-1.4490E-02,A6=2.6178E-03,A8=7.5479E-04
第２面
K=0.6804,A4=-2.7397E-01,A6=3.6597E-02,A8=1.4815E-02
第３面
K=3.379E+06,A4=-5.2022E-03,A6=-2.6462E-02,A8=3.3012E-03
第５面
K=9.0106,A4=-8.9612E-02,A6=6.9516E-02,A8=-1.2926E-01
第６面
K=-2.9878,A4=-1.4344E-01,A6=2.8038E-02,A8=2.8038E-02,A10=-2.2542E-02
第７面
K=-109.5351,A4=-4.6981E-02,A6=-5.2149E-03,A8=2.3271E-03,A10=-2.8606E-05
第８面
K=-7.6967,A4=-4.4993E-02,A6=8.0000E-03,A8=-1.4687E-03,A10=1.0444E-04

各種データ
焦点距離 3.6
Ｆナンバー 2.8
半画角 37°

数値実施例６
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1^* 2.6104 0.47 1.6402 23.38
2^* 1.3785 0.93 1.5330 55.69
3^* -5.4343 0.11
4（絞り） ∞ 0.40
5^* 17.6784 0.83 1.5330 55.69
6^* -1.3099 0.44
7^* -0.7706 0.38 1.5330 55.69
8^* 417.1172 0.30
9 ∞ 0.55 1.5183 64.14
10 ∞ 0.3
像面 ∞

非球面データ
第１面
K=-2.2343,A4=-1.8606E-02,A6=-7.2923E-03,A8=-2.1910E-03
第２面
K=-0.1236,A4=-6.8987E-02,A6=1.8223E-03,A8=-1.1177E-02
第３面
K=7.3261,A4=-3.7187E-02,A6=3.8951E-03,A8=4.5930E-04
第５面
K=23.0264,A4=-6.3474E-02,A6=-3.1497E-02,A8=-3.1229E-02
第６面
K=-3.1846,A4=-1.6810E-01,A6=-1.2112E-02,A8=-2.1877E-02,A10=-1.8140E-02
第７面
K=-1.3959,A4=-1.5419E-01,A6=-7.7440E-02,A8=1.5522E-03,A10=4.7748E-03
第８面
K=4.547E+04,A4=-1.6999E-02,A6=8.0000E-03,A8=-1.7786E-03,A10=1.2567E-04

各種データ
焦点距離 3.6
Ｆナンバー 2.8
半画角 37°

条件式実施例１実施例２
（１） 0.9 0.8
（２） 0.8 1.0
（３） -1.1 -1.3

条件式実施例３実施例４
（１） 0.5 0.8
（２） 1.2 1.0
（３） -1.2 -1.3
（５） 0.1 0.1
（６） 33 33

条件式実施例５実施例６
（１） 3.3 0.4
（２） 0.2 1.7
（３） -0.8 -1.5

図７〜１２は、それぞれ実施例１〜６の撮像光学系の収差図を示す。なお、球面収差図、コマ収差図及び倍率色収差図において、実線はＣ線、点線はｄ線、一点鎖線はＦ線に対する各収差量（ｍｍ）を表している。非点収差図において、実線Ｓはサジタル像面（ｍｍ）、点線Ｍはメリジオナル像面（ｍｍ）をそれぞれ表している。また、歪曲収差図において、実線はｄ線に対する歪曲（％）を表している。

実施例１の撮像光学系の断面図である。実施例２の撮像光学系の断面図である。実施例３の撮像光学系の断面図である。実施例４の撮像光学系の断面図である。実施例５の撮像光学系の断面図である。実施例６の撮像光学系の断面図である。実施例１の撮像光学系の収差図である。実施例２の撮像光学系の収差図である。実施例３の撮像光学系の収差図である。実施例４の撮像光学系の収差図である。実施例５の撮像光学系の収差図である。実施例６の撮像光学系の収差図である。

符号の説明

Ｌ１…第１レンズ
Ｌ２…第２レンズ
Ｌ３…第３レンズ
Ｌ４…第４レンズ
Ｓ…絞り
Ｃ…カバーガラス
Ｐ…像面

Claims

物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群、絞り、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群で構成され、
前記第１レンズ群は、第１レンズと第２レンズからなる接合レンズを有し、
前記第２レンズ群は、第３レンズを有し、
前記第３レンズ群は、第４レンズを有し、
前記第３レンズは、物体側面が軸上及び軸外で物体側に対して凹面であり、像側面が軸上では物体側に対して凸面となっており、軸外で１つ以上の変曲点を有する非球面であることを特徴とする撮像光学系。
下記条件式（１）、（２）を満足する請求項１に記載の撮像光学系。
Ｄ２／Ｄ１＜４・・・（１）
０．１＜Ｒ６／Ｒ７＜１．５・・・（２）
ただし、Ｄ１は、前記第３レンズの像側面と前記第４レンズの物体側面間における軸上主光線の空気換算長、
Ｄ２は、前記第３レンズの像側面と前記第４レンズの物体側面間における最高像高の軸外主光線の空気換算長、
Ｒ６は、前記第３レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ７は、前記第４レンズの物体側面の曲率半径
である。
下記条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像光学系。
０．５＜ＩＨ／ｅｘｐ＜１．５・・・（３）
ただし、
ｅｘｐは最大画角の射出瞳位置から像面までの距離、
ＩＨは像高、
である。
下記条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像光学系。
−１０＜A4＜０、−１０＜A6＜０・・・（４）
ただし、ｒは、非球面近軸曲率半径、
Kは、円錐係数、
Ai(i=4,6,8,10) は、ｉ次の非球面係数、
ｈは、光軸からの高さ、
Ｚは、光軸からの高さｈにおける非球面上の点と非球面の面頂での接平面からの距離であり、
また、前記第４レンズ物体側面の面形状は以下の非球面式で表される。
Ｚ＝（ｈ²／ｒ）／[１＋｛１−（K＋１）・（ｈ／ｒ）²｝^1/2]
＋A4×ｈ⁴＋A6×ｈ⁶＋A8×ｈ⁸＋A10×ｈ¹⁰
前記接合レンズは、プラスチックでできた前記第１レンズに樹脂層である前記第２レンズを貼り付けて構成され、
前記第１レンズは正レンズであり、
前記樹脂層は下記条件式（５）を満足すると共に、前記接合レンズは下記条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像光学系。
０．０５≦ｔ≦０．２・・・（５）
２０≦ν２−ν１≦４０・・・（６）
ただし、ｔは、樹脂層の肉厚、
ν１は、前記樹脂層のアッベ数
ν２は、前記第１レンズのアッベ数