JP2010175652A - 結像光学系レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アタッチメントレンズの有無にかかわらず、収差補正が良好である結像レンズ系を提供する。
【解決手段】結像光学系レンズ１１０は、像光の入射側から順番に配置された、絞り１１１と、第１群レンズ１１２と、第２群レンズ１１３と、第３群レンズ１１４と、を有し、第１群レンズ１１２は、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の貼り合わせレンズにより形成される凹レンズであり、第２群レンズ１１３は、非球面の凸レンズであり、第３群レンズ１１４は、凹レンズであり、３群４枚構成の結像光学系が、条件式１，２を満足する。｛＜条件式１＞０．４８≦ｆ２／ｆ≦０．８０、ｆ：結像光学系の焦点距離、ｆ２：第２群レンズの焦点距離｝、｛＜条件式２＞０．２３≦Ｖ１／Ｖ２≦０．９５、Ｖ１：第１群レンズの第１レンズのアッベ数、Ｖ２：第１群レンズの第２レンズのアッベ数｝。
【選択図】図１

Description

本発明は、有効径の小さなアタッチメントレンズの使用を前提とし、かつアタッチメントレンズが取り付けられていない結像光学系での活用も見込める、結像光学系前方に絞りが配置された結像光学系レンズおよび撮像装置に関するものである。

近年では、液体レンズに代表されるアタッチメントレンズの実用化が進み、それに伴い有効径が小さいレンズの需要が高まっている。
結像光学系の前方に有効径の小さいアタッチメントレンズ等を取り付ける結像光学系レンズでは、絞りを結像光学系の中に組み込むと著しい周辺光量の低下が発生し、十分な性能が得られないことから、結像光学系の前方に設ける必要がある。

前方に絞りを有した結像光学系は古くから存在する。
たとえば、特許文献１には、ビデオカメラ等の撮像レンズとして適用可能な結像光学系レンズが開示されている。
また、特許文献２に開示されているように、結像光学系の前方に絞りを設けた非球面プラスチックレンズを用いた携帯電話用の小型の撮像レンズも製品化されている。

特開平２−１９１９０７号公報 特開２００４−４６２０号公報

しかしながら、上記公開されている撮像光学系では、レンズの小型化には対応しているが、アタッチメントレンズを取り付けることにより、それに伴う収差が発生してしまい、良好な結像光学系を構成することは困難であった。

本発明の目的は、レンズの小型化を図ることが可能であることはもとより、アタッチメントレンズを取り付けたとしても収差を良好に補正でき、アタッチメントレンズが組み込まれていない場合であっても性能を満足させることが可能な結像光学系レンズおよび撮像装置を提供することにある。

本発明の第１の観点の結像光学系レンズは、像光の入射側から順番に配置された、絞りと、第１群レンズと、第２群レンズと、第３群レンズと、を有し、前記第１群レンズは、第１レンズおよび第２レンズの貼り合わせレンズにより形成される凹レンズであり、前記第２群レンズは、非球面の凸レンズであり、前記第３群レンズは、凹レンズであり、３群４枚構成の結像光学系が、下記の条件式１，２を満足する。
＜条件式１＞
０．４８ ≦ ｆ２／ｆ ≦ ０．８０
ｆ： 結像光学系の焦点距離
ｆ２：第２群レンズの焦点距離
＜条件式２＞
０．２３ ≦ νｄ１／νｄ２ ≦ ０．９５
νｄ１：第１群レンズの第１レンズのアッベ数
νｄ２：第１群レンズの第２レンズのアッベ数

本発明の第２の観点の撮像装置は、撮像素子と、撮像素子に被写体像を結像する結像光学系レンズと、を有し、この結像光学系レンズとして第１の観点の結像光学系レンズが適用される。

本発明によれば、レンズの小型化を図ることが可能であることはもとより、アタッチメントレンズを取り付けたとしても収差を良好に補正でき、アタッチメントレンズが組み込まれていない場合であっても性能を満足させることができる。

本実施形態の結像光学系レンズを採用した結像光学系レンズユニットの基本構成を示す図である。 結像光学系レンズユニットの各レンズ群を構成する各レンズ、および絞りに対して付与した面番号を示す図である。 実施例１において、アタッチメントレンズが組み込まれている場合の縦球面収差、非点収差、および歪曲収差（ディストーション）を示す収差図である。 実施例１において、アタッチメントレンズが組み込まれていない場合の縦球面収差、非点収差、および歪曲収差（ディストーション）を示す収差図である。 実施例１において、アタッチメントレンズが組み込まれている結像光学系レンズにおけるＭＴＦを示す図である。 実施例１において、アタッチメントレンズが組み込まれていない結像光学系レンズにおけるＭＴＦを示す図である。 実施例２の結像光学系レンズユニットの構成を示す図である。 実施例２において、アタッチメントレンズが組み込まれている場合の縦球面収差、非点収差、および歪曲収差（ディストーション）を示す収差図である。 実施例２において、アタッチメントレンズが組み込まれていない場合の縦球面収差、非点収差、および歪曲収差（ディストーション）を示す収差図である。 実施例２において、アタッチメントレンズが組み込まれている結像光学系レンズにおけるＭＴＦを示す図である。 実施例２において、アタッチメントレンズが組み込まれていない結像光学系レンズにおけるＭＴＦを示す図である。 実施例３の結像光学系レンズユニットの構成を示す図である。 実施例３において、アタッチメントレンズが組み込まれている場合の縦球面収差、非点収差、および歪曲収差（ディストーション）を示す収差図である。 実施例３において、アタッチメントレンズが組み込まれていない場合の縦球面収差、非点収差、および歪曲収差（ディストーション）を示す収差図である。 実施例３において、アタッチメントレンズが組み込まれている結像光学系レンズにおけるＭＴＦを示す図である。 実施例３において、アタッチメントレンズが組み込まれていない結像光学系レンズにおけるＭＴＦを示す図である。 本実施形態に係る結像光学系レンズが採用される撮像装置の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。

図１は、本実施形態の結像光学系レンズを採用した結像光学系レンズユニットの基本構成を示す図である。

本実施形態の結像光学系レンズユニット１００は、結像光学系レンズ１１０、アタッチメントレンズ１２０、および像面１３０を有する。

結像光学系レンズ１１０は、物体ＯＢＪ側（像光の入射側）から像面側に向かって順番に配置された、絞り１１１、第１群レンズ１１２、第２群レンズ１１３、および第３群レンズ１１４を有する。

アタッチメントレンズ１２０は、結像光学系レンズ１１０の絞り１１１の像光の入射側、換言すれば物体ＯＢＪ側に配置される。
アタッチメントレンズ１２０は、たとえば液体レンズにより形成される。
液体レンズにおいて、レンズ面となるのは、容器に封入した水溶液とオイルの界面である。液体レンズは、この界面の形状を駆動系により印加される電圧によって変化させることで、所望の屈折力を得るように構成される。

像面１３０は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサやＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサ等の固体撮像素子の感光面が配置される。
また、図示していないが像面１３０の物体側にはカバーガラスが配置される。カバーガラスは、固体撮像素子の封止材、水晶ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等に対応して設計上設けられたガラスブロックである。
なお、本実施形態では、図において、左側が物体側（前方）であり、右側が像面側（後方）である。
そして、物体側から入射した光束は像面１３０上に結像される。

以下、本実施形態の結像光学系レンズ１１０の構成とその作用について説明する。

上述したように、結像光学系レンズ１１０は、物体ＯＢＪ側から像面側に向かって順番に配置された、絞り１１１、第１群レンズ１１２、第２群レンズ１１３、および第３群レンズ１１４を有する。
第１群レンズ１１２および第３群レンズ１１４は負のパワーを有し、第２群レンズ１１３は正のパワーを有する。

第１群レンズ１１２は、２枚の第１レンズＬ１および第２レンズＬ２により形成される。第１群レンズ１１２は、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の貼り合わせレンズにより形成される凹レンズである。
第２群レンズ１１３は、１枚の第３レンズＬ３により形成される。第２群レンズ１１３は、第２レンズＬ３が非球面の凸レンズである。
第３群レンズ１１４は、１枚の第４レンズＬ４により形成される。第３群レンズ１１４は、第４レンズＬ４が凹レンズである。

このように、本実施形態の結像光学系レンズ１１０は、３群４枚構成の結像光学系として形成されている。
本実施形態では、第１群レンズ１１２において２枚のレンズを貼り合わせることにより色収差を補正し、第２レンズ群１１３に非球面レンズを用いて収差を補正することで、レンズ枚数が少なく良好な結像性能を持つ結像光学系を実現している。
そして、本実施形態の結像光学系レンズ１１０は、下記の条件式１，２を満足する。

＜条件式１＞
０．４８ ≦ ｆ２／ｆ ≦ ０．８０

この条件式１において、ｆはアタッチメントレンズが取り付けられていない結像光学系レンズ１１０の焦点距離を、ｆ２は第２群レンズ１１３の焦点距離を、それぞれ示している。

＜条件式１＞の領域外である［ｆ２／ｆ＜０．４８］になると、像面湾曲および非点収差の影響が大きくなり、アタッチメントレンズが組み込まれていない結像光学系では、良好な結像性能を維持できなくなる。
また、＜条件式１＞の領域外である［ｆ２/ｆ＞０．８０］になると、像面湾曲および非点収差の影響が大きくなり、アタッチメントレンズが組み込まれていない結像光学系では、良好な結像性能を維持できなくなる。

＜条件式２＞
０．２３ ≦ νｄ１／νｄ２ ≦ ０．９５

この条件式２において、νｄ１は第１群レンズ１１２の第１レンズＬ１のアッベ数を、νｄ２は第１群レンズ１１２の第２レンズＬ２のアッベ数を、それぞれ示している。

＜条件式２＞の領域外の［νｄ１/νｄ２＞０．９５］では、色収差の影響により良好なコントラストが得られなくなり、同様に結像性能が維持できなくなる。
また、＜条件式２＞の領域外の［νｄ１/νｄ２＜０．２３］では、色収差の影響により良好なコントラストが得られなくなり、同様に結像性能が維持できなくなる。

本実施形態の結像光学系レンズ１１０は、第２群レンズ１１３に非球面レンズを用いることで、＜条件式１＞の領域において、効率よく像面湾曲を抑え、レンズ枚数の削減を可能にし、結像光学系全体の小型化に寄与する。
また、結像光学系レンズ１１０は、＜条件式２＞の領域では２枚の貼り合わせレンズのアッベ数の組み合わせにより、色収差によるコントラストの低下を抑えることが可能になる。

なお、レンズの非球面の形状は、物体側から像面側へ向かう方向を正とし、ｋを円錐係数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを非球面係数、Ｒを中心曲率半径としたとき次式で表される。ｈは光線の高さ、ｃは中心曲率半径の逆数をそれぞれ表している。ただし、Ｚは面頂点に対する接平面からの深さを、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。

このような構成を有する結像光学系レンズユニット１００の結像光学系レンズ１１０は、結像光学系前方に絞り１１１を配置し、アタッチメントレンズ１２０を使用することを前提とし、かつアタッチメントレンズ１２０が組み込まれていない結像光学系での性能も維持することで、両者の有用な活用を可能にしている。
また、結像光学系レンズ１１０は、非球面レンズを用いることで、レンズの構成枚数を削減し、結像光学系の小型化を実現している。

図２は、本実施形態に係る結像光学系レンズの各レンズ群を構成する各レンズ、および絞りに対して付与した面番号を示す図である。

具体的には、結像光学系レンズユニット１００において、アタッチメントレンズ１２０の物体側面を第１番、アタッチメントレンズ１２０の像面側面を第２番としている。
結像光学系レンズ１１０の絞りを第３番、第１群レンズ１１２における第１レンズＬ１の物体側面を第４番、第１レンズＬ１の像面側面（第２レンズＬ２の物体側面）を第５番、第２レンズＬ２の像面側面を第６番としている。
さらに、第２群レンズ１１３における第３レンズＬ３の物体側面を第７番、第３レンズＬ３の像面側面を第８番、第３群レンズ１１４における第４レンズＬ４の物体側面を第９番、第４レンズＬ４の像面側面を第１０番としている。

また、図２に示すように、本実施形態の結像光学系レンズユニット１００において、アタッチメントレンズ１２０の物体側面１の中心曲率半径はＲ１、アタッチメントレンズ１２０の像面側面２の中心曲率半径はＲ２に設定されている。
結像光学系レンズ１１０の絞り１１１の中心曲率半径はＲ３、第１レンズＬ１の物体側面４の中心曲率半径はＲ４、１レンズＬ１の像面側面（第２レンズＬ２の物体側面）５に中心曲率半径はＲ５、第２レンズＬ２の像面側面６の中心曲率半径はＲ６に設定されている。
さらに、第３レンズＬ３の物体側面７の中心曲率半径はＲ７、第３レンズＬ３の像面側面８の中心曲率半径はＲ８、第４レンズＬ４の物体側面９の中心曲率半径はＲ９、第４レンズＬ４の像面側面１０の中心曲率半径はＲ１０に設定されている。
なお、アタッチメントレンズ１２０の像面側面２の中心曲率半径Ｒ２、および絞り１１１の中心曲率半径Ｒ３は無限（ｉｎｆｉｎｉｔｙ）である。

また、図２に示すように、アタッチメントレンズ１２０の厚さとなる物体側面１と像面側面２間の光軸ＯＸ上の距離をｄ１、アタッチメントレンズ１２０の像面側面２と絞り１１１間の光軸ＯＸ上の距離をｄ２、絞り１１１と第１レンズＬ１の物体側面４間の光軸ＯＸ上の距離をｄ３とする。
第１レンズＬ１の厚さとなる物体側面４と像面側面５間の光軸ＯＸ上の距離をｄ４、第２レンズＬ２の厚さとなる物体側面５と像面側面６間の光軸ＯＸ上の距離をｄ５、第２レンズＬ２の像面側面６と第３レンズＬ３の物体側面７間の光軸ＯＸ上の距離をｄ６とする。
第３レンズＬ３の厚さとなる物体側面７と像面側面８間の光軸ＯＸ上の距離をｄ７、第３レンズＬ３の像面側面８と第４レンズＬ４の物体側面９間の光軸ＯＸ上の距離をｄ８、第４レンズＬ４の厚さとなる物体側面９と像面側面１０間の光軸ＯＸ上の距離をｄ９とする。
さらに、第４レンズＬ４の像面側面１０と像面１３０間の光軸ＯＸ上の距離をｄ１０とする。

以下に、結像光学系レンズの具体的な数値による実施例１〜３を示す。なお、各実施例１〜３においては、結像光学系レンズユニット１００，１００Ａ，１００Ｂのアタッチメントレンズ１２０、各レンズＬ１〜Ｌ４、絞り１１１に対して、図２に示すような面番号を付与した。

（実施例１）
表１および表２に実施例１の各数値を示す。実施例の各数値は図１の結像光学系レンズユニット１００に対応している。
表１および表２の値は結像光学系レンズ１１０の焦点距離をｆ＝１．０ｍｍに正規化したものである。
表１および表２は、アタッチメントレンズ１２０を取り付けた結像光学系で、倍率が[
−０．１１４１］のときのものである。

実施例１において、アタッチメントレンズ１２０の有無でＦナンバーＦｎｏ、方位角θ、倍率は以下のとおりである。
＜アタッチメントレンズ１２０無し＞
ｆ＝１．０ｍｍ、Ｆｎｏ.＝３．５、θ/２＝２０°、倍率＝−０．０６５０、である。
＜アタッチメントレンズ１２０有り＞
ｆ＝１．０ｍｍ、Ｆｎｏ.＝３．３、θ/２＝２０°、倍率＝−０．１１４１、である。

表１は、実施例１における結像光学系レンズの各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径（Ｒ：ｍｍ），間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（Ｎ）、および分散値（ν）を示している。

表２は、実施例１における非球面を含む第２群レンズ１１３の第３レンズＬ３の第７面（Ｒ７面）および第８面（Ｒ８面）の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。表２において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。

また、実施例１においては、条件式１および条件式２に対してｆ２/ｆ＝０．７４、νｄ１/νｄ２＝０．７８であり、条件式１および条件式２を満足している。

図３（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１において、アタッチメントレンズが組み込まれている場合の縦球面収差、非点収差、および歪曲収差（ディストーション）を示す収差図である。
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１において、アタッチメントレンズが組み込まれていない場合の縦球面収差、非点収差、および歪曲収差（ディストーション）を示す収差図である。
図３および図４（Ａ）が縦球面収差、図３および図４（Ｂ）が非点収差を、図３および図４（Ｃ）が歪曲収差（ディストーション）をそれぞれ示している。
図３および図４からわかるように、実施例１によれば、アタッチメントレンズの有無と倍率の変化によらず、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた結像光学系レンズが得られる。

図５は、実施例１において、アタッチメントレンズが組み込まれている結像光学系レンズにおける変調伝達関数（Modulation Transfer Function（以下ＭＴＦ）)を示す図である。
図６は、実施例１において、アタッチメントレンズが組み込まれていない結像光学系レンズにおけるＭＴＦを示す図である。

実施例１において、アタッチメントレンズ１２０が組み込まれている結像光学系レンズの倍率は−０．１１４１、アタッチメントレンズ１２０が組み込まれていない結像光学系レンズの倍率は−０．０６５０であるが、図５および図６よりアタッチメントレンズの有無と倍率の変化によらず、良好な結像性能が得られていることが判る。

（実施例２）
表３および表４に実施例２の各数値を示す。実施例の各数値は図７の結像光学系レンズユニット１００Ａに対応している。実施例２においては、条件式１の下限値および条件式２の上限値における例である。
表３および表４の値は結像光学系レンズ１１０Ａの焦点距離をｆ＝１．０ｍｍに正規化したものである。
表３および表４は、アタッチメントレンズ１２０を取り付けた結像光学系で、倍率が[
−０．１１４１］のときのものである。

実施例２において、アタッチメントレンズ１２０の有無でＦナンバーＦｎｏ、方位角θ、倍率は以下のとおりである。
＜アタッチメントレンズ１２０無し＞
ｆ＝１．０ｍｍ、Ｆｎｏ.＝３．５、θ/２＝２０°、倍率＝−０．０６５０、である。
＜アタッチメントレンズ１２０有り＞
ｆ＝１．０ｍｍ、Ｆｎｏ.＝３．４、θ/２＝２０°、倍率＝−０．１１４１、である。

表３は、実施例２における結像光学系レンズの各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径（Ｒ：ｍｍ），間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（Ｎ）、および分散値（ν）を示している。

表４は、実施例２における非球面を含む第２群レンズ１１３の第３レンズＬ３の第７面（Ｒ７面）および第８面（Ｒ８面）の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。表２において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。

また、実施例２においては、条件式１および条件式２に対してｆ２/ｆ＝０．４８、νｄ１/νｄ２＝０．９５であり、条件式１の下限値および条件式２を上限値を満足している。
＜条件式１＞の領域外である［ｆ２／ｆ＜０．４８］になると、像面湾曲および非点収差の影響が大きくなり、アタッチメントレンズが組み込まれていない結像光学系では、良好な結像性能を維持できなくなる。
＜条件式２＞の領域外の［νｄ１/νｄ２＞０．９５］では、色収差の影響により良好なコントラストが得られなくなり、同様に結像性能が維持できなくなる。

図８（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２において、アタッチメントレンズが組み込まれている場合の縦球面収差、非点収差、および歪曲収差（ディストーション）を示す収差図である。
図９（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２において、アタッチメントレンズが組み込まれていない場合の縦球面収差、非点収差、および歪曲収差（ディストーション）を示す収差図である。
図８および図９（Ａ）が縦球面収差、図８および図９（Ｂ）が非点収差を、図８および図９（Ｃ）が歪曲収差（ディストーション）をそれぞれ示している。
図８および図９からわかるように、実施例２によれば、アタッチメントレンズの有無と倍率の変化によらず、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた結像光学系レンズが得られる。

図１０は、実施例２において、アタッチメントレンズが組み込まれている結像光学系レンズにおけるＭＴＦを示す図である。
図１１は、実施例２において、アタッチメントレンズが組み込まれていない結像光学系レンズにおけるＭＴＦを示す図である。

実施例２において、アタッチメントレンズ１２０が組み込まれている結像光学系レンズの倍率は−０．１１４１、アタッチメントレンズ１２０が組み込まれていない結像光学系レンズの倍率は−０．０６５０であるが、図１０および図１１よりアタッチメントレンズの有無と倍率の変化によらず、良好な結像性能が得られていることが判る。

（実施例３）
表５および表６に実施例３の各数値を示す。実施例の各数値は図１２の結像光学系レンズユニット１００Ｂに対応している。実施例３においては、条件式１の上限値および条件式２の下限値における例である。
表５および表６の値は結像光学系レンズ１１０Ｂの焦点距離をｆ＝１．０ｍｍに正規化したものである。
表５および表６は、アタッチメントレンズ１２０を取り付けた結像光学系で、倍率が[
−０．１１４１］のときのものである。

実施例３において、アタッチメントレンズ１２０の有無でＦナンバーＦｎｏ、方位角θ、倍率は以下のとおりである。
＜アタッチメントレンズ１２０無し＞
ｆ＝１．０ｍｍ、Ｆｎｏ.＝３．５、θ/２＝２０°、倍率＝−０．０６５０、である。
＜アタッチメントレンズ１２０有り＞
ｆ＝１．０ｍｍ、Ｆｎｏ.＝３．４、θ/２＝２０°、倍率＝−０．１１４１、である。

表５は、実施例３における結像光学系レンズの各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径（Ｒ：ｍｍ），間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（Ｎ）、および分散値（ν）を示している。

表６は、実施例３における非球面を含む第２群レンズ１１３の第３レンズＬ３の第７面（Ｒ７面）および第８面（Ｒ８面）の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。表２において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。

また、実施例３においては、条件式１および条件式２に対してｆ２/ｆ＝０．８０、νｄ１/νｄ２＝０．２３であり、条件式１の上限値および条件式２の下限値を満足している。
＜条件式１＞の領域外である［ｆ２/ｆ＞０．８０］になると、像面湾曲および非点収差の影響が大きくなり、アタッチメントレンズが組み込まれていない結像光学系では、良好な結像性能を維持できなくなる。
また、＜条件式２＞の領域外の［νｄ１/νｄ２＜０．２３］では、色収差の影響により良好なコントラストが得られなくなり、同様に結像性能が維持できなくなる。

図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例３において、アタッチメントレンズが組み込まれている場合の縦球面収差、非点収差、および歪曲収差（ディストーション）を示す収差図である。
図１４（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例３において、アタッチメントレンズが組み込まれていない場合の縦球面収差、非点収差、および歪曲収差（ディストーション）を示す収差図である。
図１３および図１４（Ａ）が縦球面収差、図１３および図１４（Ｂ）が非点収差を、図１３および図１４（Ｃ）が歪曲収差（ディストーション）をそれぞれ示している。
図１３および図１４からわかるように、実施例３によれば、アタッチメントレンズの有無と倍率の変化によらず、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた結像光学系レンズが得られる。

図１５は、実施例３において、アタッチメントレンズが組み込まれている結像光学系レンズにおけるＭＴＦを示す図である。
図１６は、実施例３において、アタッチメントレンズが組み込まれていない結像光学系レンズにおけるＭＴＦを示す図である。

実施例３において、アタッチメントレンズ１２０が組み込まれている結像光学系レンズの倍率は−０．１１４１、アタッチメントレンズ１２０が組み込まれていない結像光学系レンズの倍率は−０．０６５０であるが、図１５および図１６よりアタッチメントレンズの有無と倍率の変化によらず、良好な結像性能が得られていることが判る。

以上説明した本実施形態の結像光学系レンズ１００は、結像光学系レンズ１１０は、像光の入射側から順番に配置された、絞り１１１と、第１群レンズ１１２と、第２群レンズ１１３と、第３群レンズ１１４と、を有し、第１群レンズ１１２は、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の貼り合わせレンズにより形成される凹レンズであり、第２群レンズ１１３は、非球面の凸レンズであり、第３群レンズ１１４は、凹レンズであり、３群４枚構成の結像光学系が、条件式１，２を満足する。
｛＜条件式１＞０．４８≦ｆ２／ｆ≦０．８０、ｆ： 結像光学系の焦点距離、ｆ２：第２群レンズの焦点距離｝、
｛＜条件式２＞０．２３≦Ｖ１／Ｖ２≦０．９５、Ｖ１：第１群レンズの第１レンズのアッベ数、Ｖ２：第１群レンズの第２レンズのアッベ数｝。
したがって、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

本実施形態の結像光学系レンズユニット１００によれば、第２群レンズ１１３に非球面レンズを用いることで、＜条件式１＞の領域において、効率よく像面湾曲を抑え、レンズ枚数の削減を可能にし、結像光学系全体の小型化に寄与する。
また、結像光学系レンズ１１０は、＜条件式２＞の領域では２枚の貼り合わせレンズのアッベ数の組み合わせにより、色収差によるコントラストの低下を抑えることが可能になる。
そして、本実施形態によれば、レンズの小型化を図ることが可能であることはもとより、アタッチメントレンズを取り付けたとしても収差を良好に補正でき、アタッチメントレンズが組み込まれていない場合であっても性能を満足させることができる。

以上説明したような特徴を有する結像光学系レンズユニット１００，１００Ａ，１００Ｂは、撮像素子を用いたカメラやバーコード等の情報読み取り装置等の電子機器に適用可能である。

図１７は、本実施形態に係る結像光学系レンズが採用される撮像装置の構成例を示すブロック図である。

この撮像装置２００は、図１７に示すように、撮像光学系２１０、撮像素子２２０、アナログフロントエンド部（ＡＦＥ）２３０、画像処理装置２４０、カメラ信号処理部２５０、画像表示メモリ２６０、画像モニタリング装置２７０、操作部２８０、および制御装置２９０を有している。

撮像光学系２１０は、上述した本実施形態に係る結像光学系レンズユニット１００，１００Ａ，１００Ｂが適用される。
また、撮像光学系２１０において、アタッチメントレンズ１２０は結像光学系レンズ１１０の前方に配置されていてもよいし、配置されていなくともよい。
結像光学系レンズユニットについては既に詳述したことから、その構成等の説明は省略する。
また、撮像素子２２０は、図１および図２、図７、図１２の像面１３０を含んで構成される。

撮像素子２２０は、撮像光学系２１０を介した被写体ＯＢＪからの光が、撮像素子２２０の像面ＩＰ上に結像される。
撮像素子２２０は、撮像光学系２１０で取り込んだ像が結像され、画像情報を電気信号に変換してアナログフロントエンド部２３０を介して画像処理装置２４０に出力するＣＣＤやＣＭＯＳセンサからなる。
図１７においては、撮像素子２２０を一例としてＣＣＤとして記載している。

アナログフロントエンド部２３０は、タイミングジェネレータ２３１、およびアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ２３２を有する。
タイミングジェネレータ２３１では、撮像素子２２０のＣＣＤの駆動タイミングを生成しており、Ａ／Ｄコンバータ２３２は、ＣＣＤから入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、画像処理装置２４０に出力する。

画像処理装置２４０は、前段のＡＦＥ２３０からくる撮像画像のデジタル信号を入力し、たとえばエッジ強調等の画像処理を施し、処理後の信号を後段のカメラ信号処理部（ＤＳＰ）２５０に出力する。

カメラ信号処理部（ＤＳＰ）２５０は、カラー補間、ホワイトバランス、ＹＣｂＣｒ変換処理、圧縮、ファイリング等の処理を行い、メモリ２６０への格納や画像モニタリング装置２７０への画像表示等を行う。

制御装置２９０は、露出制御を行うとともに、操作部２８０などの操作入力を持ち、それらの入力に応じて、システム全体の動作を決定し、ＡＦＥ２３０、画像処理装置２４０、ＤＳＰ２５０等を制御し、システム全体の調停制御を司るものである。

この撮像装置２００は、撮像素子を用いたカメラやバーコード等の情報読み取り装置等の電子機器に適用可能である。

１００，１００Ａ，１００Ｂ・・・結像光学系レンズユニット、１１０・・・結像光学系レンズ、１１１・・・絞り、１１２・・・第１群レンズ、１１３・・・第２群レンズ、１１４・・・第３群レンズ、Ｌ１・・・第１レンズ、Ｌ２・・・第２レンズ、Ｌ３・・・第３レンズ、Ｌ４・・・第４レンズ、１２０・・・アタッチメントレンズ、１３０・・・像面、２００・・・撮像装置、２１０・・・撮像光学系、２２０・・・撮像素子、２３０・・・アナログフロントエンド部（ＡＦＥ）、２４０・・・画像処理装置、２５０・・・カメラ信号処理部、２６０・・・画像表示メモリ、２７０・・・画像モニタリング装置、２８０・・・操作部、２９０・・・制御装置。

Claims (4)

1. 像光の入射側から順番に配置された、
   絞りと、
   第１群レンズと、
   第２群レンズと、
   第３群レンズと、を有し、
   前記第１群レンズは、
   第１レンズおよび第２レンズの貼り合わせレンズにより形成される凹レンズであり、
   前記第２群レンズは、
   非球面の凸レンズであり、
   前記第３群レンズは、
   凹レンズであり、
   ３群４枚構成の結像光学系が、下記の条件式１，２を満足する
   結像光学系レンズ。
   ＜条件式１＞
   ０．４８ ≦ ｆ２／ｆ ≦ ０．８０
   ｆ： 結像光学系の焦点距離
   ｆ２：第２群レンズの焦点距離
   ＜条件式２＞
   ０．２３ ≦ νｄ１／νｄ２ ≦ ０．９５
   νｄ１：第１群レンズの第１レンズのアッベ数
   νｄ２：第１群レンズの第２レンズのアッベ数
2. 前記結像光学系レンズの前記絞りの像光の入射側にアタッチメントレンズが配置される
   請求項１記載の結像光学系レンズ。
3. 撮像素子と、
   撮像素子に被写体像を結像する結像光学系レンズと、を有し、
   前記結像光学系レンズは、
   像光の入射側から順番に配置された、
   絞りと、
   第１群レンズと、
   第２群レンズと、
   第３群レンズと、を有し、
   前記第１群レンズは、
   第１レンズおよび第２レンズの貼り合わせレンズにより形成される凹レンズであり、
   前記第２群レンズは、
   非球面の凸レンズであり、
   前記第３群レンズは、
   凹レンズであり、
   ３群４枚構成の結像光学系が、下記の条件式１，２を満足する
   撮像装置。
   ＜条件式１＞
   ０．４８ ≦ ｆ２／ｆ ≦ ０．８０
   ｆ： 結像光学系の焦点距離
   ｆ２：第２群レンズの焦点距離
   ＜条件式２＞
   ０．２３ ≦ νｄ１／νｄ２ ≦ ０．９５
   νｄ１：第１群レンズの第１レンズのアッベ数
   νｄ２：第１群レンズの第２レンズのアッベ数
4. 前記結像光学系レンズの前記絞りの像光の入射側にアタッチメントレンズが配置される
   請求項４記載の撮像装置。

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