JP2012203119A - Imaging optical system and imaging apparatus - Google Patents

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Hiroyuki Furuta
博之 古田
Hiroshi Okada
弘 岡田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging optical system and an imaging apparatus that are able to restrain occurrence of ghost in the imaging optical system having a lens composed of two lens parts, able to preferably further shorten the entire length of an optical system in addition to this, and able to achieve a size reduction as a whole.SOLUTION: The imaging optical system comprises two lenses, which are in order from an object side: a first positive power lens 11 of meniscus shape whose convex face is oriented toward the object side; and a positive power second lens. When the interval between the first lens and the second lens 12 is d2, a back focus when parallel light from the image surface side of the second lens is caused to enter is fb2, the wall thickness of the first lens is d1, the curvature radius of the first surface of the first lens is R1, the refraction index of the first lens is n1, and R1-d1*[1+(n1-1)/n1] is δ, the following conditional expression, d2<δ+fb2, is satisfied.

Description

本発明は、像を取り込むための光の結像に用いられる撮像光学系であり、特に2枚構成のレンズを有する撮像光学系に関する。さらには、例えば車載カメラや監視カメラ等に用いられる撮像光学系を有する撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging optical system used for imaging light for capturing an image, and more particularly to an imaging optical system having a two-lens configuration lens. Furthermore, the present invention relates to an image pickup apparatus having an image pickup optical system used for, for example, an in-vehicle camera or a surveillance camera.

一般に、光を結像させるために用いられる撮像光学系は、諸収差が少なく鮮鋭な画像を得るために、複数枚のレンズを組み合わせたものが用いられている。像性能が求められるカメラにおいては、5枚以上のレンズを有する撮像光学系も多く用いられている。しかし、レンズ枚数が多いと小型化、軽量化が困難であり、その上生産コストの面でも低廉化に適さないという問題があった。   In general, an imaging optical system used for imaging light is a combination of a plurality of lenses in order to obtain a sharp image with few aberrations. In cameras that require image performance, an imaging optical system having five or more lenses is often used. However, when the number of lenses is large, it is difficult to reduce the size and weight, and the production cost is not suitable for the cost reduction.

近年、例えば車載カメラや監視カメラ等の撮像装置の小型化、軽量化に対する要望に応じて、CCDやCMOS等の撮像素子の小型化が図られ、さらに撮像光学系に関しても光学系全長のより一層の短縮化、小型化が求められている。
そこで、光学系全長の短縮化を図った撮像光学系として、2枚構成のレンズを有する撮像光学系が提案、実用化されている。
In recent years, in response to demands for downsizing and weight reduction of imaging devices such as in-vehicle cameras and surveillance cameras, downsizing of imaging elements such as CCDs and CMOSs has been achieved. There is a need for shortening and downsizing.
In view of this, an imaging optical system having a two-lens lens has been proposed and put to practical use as an imaging optical system in which the total length of the optical system is shortened.

例えば、特許文献1(特開平10−90597号公報)には、物体側から順に、凸面を物体側に向けたメニスカスレンズからなる第1レンズと、正の屈折力をもつ両凸レンズからなる第2レンズとを有する撮影レンズの構成が開示されている。ここで開示される撮影レンズは、さらに、レンズ全系の焦点距離、第1レンズの焦点距離、および第1レンズと第2レンズとの空間間隔の関係性を規定することにより、全レンズ系を最小化しつつ歪曲収差を補正することを可能としている。   For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-90597) discloses, in order from the object side, a first lens made up of a meniscus lens having a convex surface directed toward the object side, and a second made up of a biconvex lens having a positive refractive power. A configuration of a photographic lens having a lens is disclosed. The photographic lens disclosed herein further defines the relationship between the focal length of the entire lens system, the focal length of the first lens, and the spatial distance between the first lens and the second lens, so that the entire lens system is It is possible to correct distortion while minimizing.

また、関連する技術として、特許文献2(特許第3737095号公報)には、物体側から順に、開口絞りと、凸面を物体側に向けたメニスカスレンズからなる第1レンズと、凸面を物体側に向けたメニスカスレンズからなる第2レンズとを有する撮像レンズの構成が開示されている。ここで開示される撮像レンズは、さらに、撮像レンズの合成焦点距離、第1レンズの焦点距離、および第2レンズの焦点距離等の関係性を規定することにより、諸収差を補正可能で且つ光学長の短縮化を可能としている。   As a related technique, Patent Document 2 (Japanese Patent No. 3737095) discloses an aperture stop, a first lens composed of a meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a convex surface facing the object side in order from the object side. A configuration of an imaging lens having a second lens composed of a directed meniscus lens is disclosed. The imaging lens disclosed herein is capable of correcting various aberrations by further defining the relationship such as the combined focal length of the imaging lens, the focal length of the first lens, and the focal length of the second lens, and optical. The length can be shortened.

特開平10−90597号公報JP-A-10-90597 特許第3737095号公報Japanese Patent No. 3737095

しかしながら、上記した特許文献1に開示される撮影レンズは小型化には有効であるものの、このような2枚構成のレンズを有する従来の撮像光学系においては、画角外から入射する光線がレンズ内で反射を繰り返すことによりゴーストが発生しやすいという問題があった。このゴーストの発生を抑制するために、画角外の光線がレンズに進入しないように撮像光学系の前面(物体側)に機械的なフード等を取り付けることが考えられるが、その分光学系の全長が長くなったり、外径が大きくなったりし、2枚構成のレンズの主要な目的である小型化に相反することとなる。   However, although the photographing lens disclosed in Patent Document 1 described above is effective for miniaturization, in a conventional imaging optical system having such a two-lens configuration, a light beam incident from outside the angle of view is a lens. There is a problem that ghosts are likely to occur due to repeated reflections. In order to suppress the occurrence of this ghost, it is conceivable to attach a mechanical hood or the like on the front surface (object side) of the imaging optical system so that rays outside the angle of view do not enter the lens. The total length becomes long and the outer diameter becomes large, which is contrary to the miniaturization that is the main purpose of the two-lens configuration lens.

一方、従来の撮像光学系においては、特許文献2等に開示されるように第1レンズの前方に開口絞りを配置した構成が多く用いられている。このため、光学系以外に別途開口絞りを設置するスペースが必要となり、小型化の弊害となっていた。
したがって、本発明においては、2枚構成のレンズを有する撮像光学系においてゴーストの発生を抑制可能であり、好ましくはこれに加えて光学系全長のより一層の短縮化が可能で、全体として小型化が図れる撮像光学系および撮像装置を提供することを目的とする。
On the other hand, in a conventional imaging optical system, a configuration in which an aperture stop is disposed in front of the first lens as disclosed in Patent Document 2 and the like is often used. For this reason, a space for installing an aperture stop is required in addition to the optical system, which is a problem of downsizing.
Therefore, in the present invention, it is possible to suppress the occurrence of a ghost in an imaging optical system having a two-lens configuration, and in addition to this, the overall length of the optical system can be further shortened, and the overall size can be reduced. It is an object to provide an imaging optical system and an imaging apparatus capable of achieving the above.

本発明者らは、2枚構成のレンズにおけるゴーストの発生原理を考究した結果、このゴーストの発生を抑制するためのレンズ構成に関して後述の知見を見出し、本発明をなすに至った。
まず、ゴーストの発生原理を以下に示す。
図6に示すように、物体側から順に、凸面を物体側に向けた正のパワーをもつ第1レンズ51と、正のパワーをもつ第2レンズ52とを有する撮像光学系を例に挙げて説明する。なお、この撮像光学系では、第2レンズ52と像面54との間にカバーガラス53を配置している。
As a result of studying the principle of ghost generation in a two-lens configuration, the present inventors have found the following knowledge regarding the lens configuration for suppressing the generation of the ghost, and have made the present invention.
First, the principle of ghost generation is shown below.
As shown in FIG. 6, an imaging optical system having, as an example, an imaging optical system having a first lens 51 having a positive power with a convex surface facing the object side and a second lens 52 having a positive power in order from the object side. explain. In this imaging optical system, a cover glass 53 is disposed between the second lens 52 and the image plane 54.

撮像光学系の有効画角より外側から入射する光L0は、第1レンズ51に入って像面側のR2面にて反射し、さらに物体側のR1面で反射する。そして、R1面の反射光はO点に集光する。第2レンズ52の像面54側からの平行光を入れたときのバックフォーカスの焦点より、O点が被写体側にある場合にO点から像面54側に進んだ光は像面に収束し、ゴーストが発生するものと考えられる。
このように、本発明者らは、第1レンズ51と第2レンズ52の間隔dがゴーストの発生に大きく影響していることを見出し、以下の発明を提案するものである。
Light L0 incident from outside the effective field angle of the imaging optical system enters the first lens 51 and is reflected by the R2 surface on the image plane side, and further reflected by the R1 surface on the object side. Then, the reflected light of the R1 surface is collected at the point O. When the point O is on the subject side from the back focus when the parallel light from the image plane 54 side of the second lens 52 is entered, the light traveling from the point O toward the image plane 54 converges on the image plane. It is considered that a ghost occurs.
Thus, the present inventors have found that the distance d between the first lens 51 and the second lens 52 greatly affects the occurrence of ghost, and proposes the following invention.

本発明に係る撮像光学系は、物体側から順に、凸面を前記物体側に向けた正のパワーをもつメニスカス形状の第1レンズと、正のパワーをもつ第2レンズとを有する2枚構成のレンズからなり、第1レンズと第2レンズの間隔をd2、第2レンズの像面側からの平行光を入れたときのバックフォーカスをfb2、第1レンズの肉厚をd1、第1レンズの第1面の曲率半径をR1、第1レンズの屈折率をn1、R1−d1*[1+(n1−1)/n1]をδとするとき、以下の条件式
d2<δ+fb2
を満たすことを特徴とする。
なお、第1レンズの第1面とは第1レンズの物体側の面のことである。また、第1レンズが非球面の場合は、第1レンズの第1面の曲率半径は有効径のベストフィットRとする。
An imaging optical system according to the present invention has a two-lens configuration including, in order from the object side, a meniscus first lens having a positive power with a convex surface facing the object side, and a second lens having a positive power. It consists of a lens, the distance between the first lens and the second lens is d2, the back focus when the parallel light from the image plane side of the second lens is put in, fb2, the thickness of the first lens is d1, the thickness of the first lens When the radius of curvature of the first surface is R1, the refractive index of the first lens is n1, and R1-d1 * [1+ (n1-1) / n1] is δ, the following conditional expression: d2 <δ + fb2
It is characterized by satisfying.
The first surface of the first lens is the object side surface of the first lens. When the first lens is aspheric, the radius of curvature of the first surface of the first lens is the best fit R having an effective diameter.

本発明によれば、2枚構成のレンズであることにより撮像光学系の小型化が可能であり、且つレンズ構成が上記条件式を満たすことにより、画角外から入射した光線が像面で発散光となり、ゴーストの発生を抑制することが可能である。
具体的には、図2に示すように、物体側から像面14側に向けて順に、第1レンズ11、第2レンズ12、カバーガラス13が配置された撮像光学系において、d2=δ+fb2の場合、物体側から入射した光線は平行光L2として第2レンズ12より射出される。また、d2>δ+fb2の場合、物体側から入射した光線は収束光L3として第2レンズ12より射出される。したがって、レンズに入射した光束が平行光L2または収束光L3として像面に集光するためゴーストが発生しやすくなる。
According to the present invention, it is possible to reduce the size of the imaging optical system by using a lens having two lenses, and when the lens configuration satisfies the above conditional expression, light incident from outside the angle of view diverges on the image plane. It becomes light and can suppress the generation of ghost.
Specifically, as shown in FIG. 2, in the imaging optical system in which the first lens 11, the second lens 12, and the cover glass 13 are arranged in order from the object side to the image plane 14, d2 = δ + fb2. In this case, the light incident from the object side is emitted from the second lens 12 as parallel light L2. Further, when d2> δ + fb2, the light beam incident from the object side is emitted from the second lens 12 as the convergent light L3. Therefore, since the light beam incident on the lens is condensed on the image plane as parallel light L2 or convergent light L3, a ghost is likely to occur.

これに対して、撮像光学系が上記した条件式d2<δ+fb2を満たす場合、物体側から入射した光線は発散光L1として第2レンズ12より射出されるため、ゴーストの発生を抑制できるものである。
また、第1レンズおよび第2レンズがともに正のパワーをもつことにより、レンズの全長を短くすることができ、光学系全長のより一層の短縮化が可能となる。さらに、第1レンズがメニスカス形状であることにより、球面収差を少なくし、且つ集光性を高くすることが可能となる。
On the other hand, when the imaging optical system satisfies the above-described conditional expression d2 <δ + fb2, the light incident from the object side is emitted from the second lens 12 as the diverging light L1, and thus the generation of ghost can be suppressed. .
Further, since both the first lens and the second lens have positive power, the total length of the lens can be shortened, and the total length of the optical system can be further shortened. Furthermore, since the first lens has a meniscus shape, it is possible to reduce spherical aberration and increase light condensing performance.

また、前記第1レンズが、非球面レンズであることが好ましい。
これにより、レンズ構成に応じて諸収差を補正することが可能となり、性能のよい画像を得ることが可能となる。
The first lens is preferably an aspheric lens.
Thereby, various aberrations can be corrected according to the lens configuration, and an image with good performance can be obtained.

さらに、前記第1レンズと前記第2レンズとの間に配置された開口絞りをさらに有することが好ましい。
このように、開口絞りを第1レンズと第2レンズの間に配置することにより、第1レンズより物体側または第2レンズより像面側に配置する場合に比べて、撮像光学系の全長をより一層短くすることができ、延いては全体としての小型化が図れる。
Furthermore, it is preferable to further have an aperture stop disposed between the first lens and the second lens.
In this way, by arranging the aperture stop between the first lens and the second lens, the total length of the imaging optical system can be increased as compared with the case where the aperture stop is disposed on the object side than the first lens or on the image plane side from the second lens. This can be further shortened, and as a result, the overall size can be reduced.

また、本発明に係る撮像装置は、前記撮像光学系と、前記撮像光学系により結像した像を光電変換して画像信号を出力する撮像手段とを有することを特徴とする。
本発明によれば、上記したような撮像光学系を用いた撮像装置とすることで、小型で且つゴーストの発生を抑制して性能のよい画像を出力可能な撮像装置を提供することが可能となる。
The image pickup apparatus according to the present invention includes the image pickup optical system and an image pickup unit that photoelectrically converts an image formed by the image pickup optical system and outputs an image signal.
According to the present invention, it is possible to provide an image pickup apparatus that can output a high-performance image that is small and suppresses the occurrence of ghosts by using the image pickup optical system as described above. Become.

本発明によれば、2枚構成のレンズであることにより撮像光学系の小型化が可能であり、且つレンズ構成が上記条件式を満たすことにより、画角外から入射した光線が像面で発散光となり、ゴーストの発生を抑制することが可能である。
また、上記したような撮像光学系を用いた撮像装置とすることで、小型で且つゴーストの発生を抑制して精鋭な画像を出力可能な撮像装置を提供することが可能となる。
According to the present invention, it is possible to reduce the size of the imaging optical system by using a lens having two lenses, and when the lens configuration satisfies the above conditional expression, light incident from outside the angle of view diverges on the image plane. It becomes light and can suppress the generation of ghost.
In addition, by using an imaging apparatus using the imaging optical system as described above, it is possible to provide an imaging apparatus that is small in size and capable of outputting a sharp image while suppressing the occurrence of ghosts.

本発明の実施形態に係る撮像光学系の基本構成を示す側面図である。1 is a side view showing a basic configuration of an imaging optical system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る撮像光学系の条件式を説明する図である。It is a figure explaining the conditional expression of the imaging optical system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す側面図である。1 is a side view illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 第1実施例の撮像光学系に関する図であり、(A)は撮像光学系の概略構成を示す側面図で、(B)は収差図である。It is a figure regarding the imaging optical system of 1st Example, (A) is a side view which shows schematic structure of an imaging optical system, (B) is an aberrational figure. 第2実施例の撮像光学系に関する図であり、(A)は撮像光学系の概略構成を示す側面図で、(B)は収差図である。It is a figure regarding the imaging optical system of 2nd Example, (A) is a side view which shows schematic structure of an imaging optical system, (B) is an aberrational figure. 2枚構成のレンズにおけるゴーストの発生原理を説明する図である。It is a figure explaining the generation | occurrence | production principle of the ghost in the lens of 2 sheets structure.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の形状等は、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図1に本発明の実施形態に係る撮像光学系の基本構成を示す。
この撮像光学系は、物体側から順に、第1レンズ11と、第2レンズ12とからなる2枚構成のレンズを有している。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the shape of the component described in this embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but merely an illustrative example.
FIG. 1 shows a basic configuration of an imaging optical system according to an embodiment of the present invention.
The imaging optical system has a two-lens lens composed of a first lens 11 and a second lens 12 in order from the object side.

第1レンズ11は、凸面を物体側に向けた正のパワーをもつメニスカス形状のレンズである。また、第1レンズ11は、球面レンズであっても非球面レンズであってもよいが、好ましくは、少なくとも一面が非球面であるとよい。これは、非球面とすることにより、レンズ構成に応じて諸収差を補正することが可能となり、精鋭な画像を得ることができるためである。
第2レンズ12は、正のパワーを有するレンズである。この第2レンズ12は、両凸形状、平凸形状、およびメニスカス形状のうちいずれであってもよいが、特に、レンズの全長を短くできるため両凸形状であることが好ましい。
The first lens 11 is a meniscus lens having a positive power with the convex surface facing the object side. The first lens 11 may be a spherical lens or an aspheric lens, but preferably at least one surface is an aspheric surface. This is because by using an aspherical surface, various aberrations can be corrected according to the lens configuration, and a sharp image can be obtained.
The second lens 12 is a lens having positive power. The second lens 12 may be any one of a biconvex shape, a plano-convex shape, and a meniscus shape. In particular, the second lens 12 is preferably a biconvex shape because the entire length of the lens can be shortened.

また、図2を参照して、上記した構成を有する撮像光学系は以下の条件式を満たす。
d2<δ+fb2
このとき、第1レンズと第2レンズの間隔:d2、第2レンズの像面側からの平行光を入れたときのバックフォーカス:fb2、第1レンズの肉厚:d1、第1レンズの第1面の曲率半径:R1、第1レンズの屈折率:n1、R1−d1*[1+(n1−1)/n1]:δとする。なお、第1レンズ11の第1面とは第1レンズ11の物体側に位置する面のことである。また、第1レンズ11が非球面の場合は、第1レンズ11の第1面の曲率半径R1は有効径のベストフィットRとする。
Referring to FIG. 2, the imaging optical system having the above-described configuration satisfies the following conditional expression.
d2 <δ + fb2
At this time, the distance between the first lens and the second lens: d2, the back focus when parallel light from the image plane side of the second lens is input: fb2, the thickness of the first lens: d1, the first lens first The radius of curvature of one surface is R1, the refractive index of the first lens is n1, and R1-d1 * [1+ (n1-1) / n1]: δ. The first surface of the first lens 11 is a surface located on the object side of the first lens 11. Further, when the first lens 11 is aspheric, the curvature radius R1 of the first surface of the first lens 11 is the best fit R having an effective diameter.

図2において、d2=δ+fb2の場合、物体側から入射した光線は平行光L2として第2レンズ12より射出される。また、d2>δ+fb2の場合、物体側から入射した光線は収束光L3として第2レンズ12より射出される。すなわち、レンズに入射した光束が平行光L2または収束光L3として像面14に集光するためゴーストが発生しやすくなる。   In FIG. 2, when d2 = δ + fb2, the light beam incident from the object side is emitted from the second lens 12 as parallel light L2. Further, when d2> δ + fb2, the light beam incident from the object side is emitted from the second lens 12 as the convergent light L3. That is, since the light beam incident on the lens is condensed on the image plane 14 as parallel light L2 or convergent light L3, a ghost is likely to occur.

これに対して、本実施形態によれば、撮像光学系が上記した条件式d2<δ+fb2を満たすことにより、物体側から入射した光線は発散光L1として第2レンズ12より射出されるため、ゴーストの発生を抑制できるものである。
また、第1レンズ11および第2レンズ12がともに正のパワーをもつことにより、レンズの全長を短くすることができ、光学系全長のより一層の短縮化が可能となる。さらに、第1レンズ11がメニスカス形状であることにより、球面収差を少なくし、且つ集光性を高くすることが可能となる。
In contrast, according to the present embodiment, since the imaging optical system satisfies the conditional expression d2 <δ + fb2, the light incident from the object side is emitted from the second lens 12 as the diverging light L1, and thus the ghost. Can be suppressed.
Further, since both the first lens 11 and the second lens 12 have positive power, the total length of the lens can be shortened, and the total length of the optical system can be further shortened. Furthermore, since the first lens 11 has a meniscus shape, it is possible to reduce spherical aberration and increase light condensing performance.

また、本実施形態においては、上記したレンズ構成に加えて、さらに第1レンズ11と第2レンズ12との間に配置された開口絞り15を有することが好ましい。
このように、開口絞りを第1レンズ11と第2レンズ12の間に配置することにより、第1レンズ11より物体側または第2レンズ12より像面側に配置する場合に比べて、撮像光学系の全長をより一層短くすることができ、延いては全体として小型化が図れる。
In the present embodiment, in addition to the lens configuration described above, it is preferable to further include an aperture stop 15 disposed between the first lens 11 and the second lens 12.
In this manner, by arranging the aperture stop between the first lens 11 and the second lens 12, it is possible to take imaging optics as compared with the case where the aperture stop is arranged on the object side from the first lens 11 or on the image plane side from the second lens 12. The overall length of the system can be further shortened, and as a result, the overall size can be reduced.

続いて、図3を参照して、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。
この撮像装置は、主として、上記した構成を有する撮像光学系と、撮像手段とを有する。
具体的には、光軸上に配置された第1レンズ11および第2レンズ12と、撮像手段である撮像素子16と、2枚のレンズ11、12を保持するレンズホルダ17とを有する。また、第2レンズ12と撮像素子16との間にカバーガラス13を配置してもよい。撮像素子16は、撮像光学系により結像した像を光電変換して画像信号を出力するものであり、例えば、CCDやCMOS等を用いることができる。なお、像面14は、撮像素子16の撮像有効領域16aの受光面に形成される。
さらに、撮像装置は、第1レンズと第2レンズとの間に、開口絞りが配置されていてもよい。
Subsequently, an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This imaging apparatus mainly has an imaging optical system having the above-described configuration and imaging means.
Specifically, it has the 1st lens 11 and the 2nd lens 12 arrange | positioned on an optical axis, the image pick-up element 16 which is an imaging means, and the lens holder 17 holding the two lenses 11 and 12. FIG. Further, a cover glass 13 may be disposed between the second lens 12 and the image sensor 16. The image pickup device 16 photoelectrically converts an image formed by the image pickup optical system and outputs an image signal. For example, a CCD or CMOS can be used. The image plane 14 is formed on the light receiving surface of the imaging effective area 16a of the imaging device 16.
Furthermore, the aperture stop may be arrange | positioned between the 1st lens and the 2nd lens.

本実施形態に係る撮像装置は、上記したような撮像光学系を用いた撮像装置とすることで、小型で且つゴーストの発生を抑制して精鋭な画像を出力可能な撮像装置を提供することが可能となる。
ここで説明した撮像装置は、例えば、車載カメラ、監視カメラ等の各種の撮像装置に好適に用いられる。
The imaging apparatus according to the present embodiment is an imaging apparatus using the imaging optical system as described above, thereby providing a small imaging apparatus capable of outputting a sharp image while suppressing the occurrence of ghosts. It becomes possible.
The imaging device described here is preferably used for various imaging devices such as an in-vehicle camera and a surveillance camera.

次に、上記構成を有する撮像光学系の第1レンズ、第2レンズ、カバーガラスのそれぞれにおいて、曲率半径R(mm)と、距離(肉厚)D(mm)と、屈折率Ndと、アッベ数νdとを具体的に定めて実施した各実施例について説明する。なお、第1実施例の中で*印をつけた面は非球面を表し、この非球面は次式によって求めてある。   Next, in each of the first lens, the second lens, and the cover glass of the imaging optical system having the above configuration, the radius of curvature R (mm), the distance (thickness) D (mm), the refractive index Nd, and the Abbe Each example carried out by specifically determining the number νd will be described. In the first embodiment, the surface marked with * represents an aspheric surface, and this aspheric surface is obtained by the following equation.

Figure 2012203119
ここで、Zは非球面と光軸との交点を原点とした光軸方向の座標であり、hは前記原点を通り光軸に直交する方向の座標である。また、cは、c=1/ri(i=1〜4)であり、したがって、非球面は光軸近傍の曲率半径Rと、円錐定数Kと、高次の非球面係数aj(j=2〜5)によって特定される。
Figure 2012203119
Here, Z is the coordinate in the optical axis direction with the intersection of the aspherical surface and the optical axis as the origin, and h is the coordinate in the direction perpendicular to the optical axis through the origin. In addition, c is c = 1 / ri (i = 1 to 4). Therefore, the aspherical surface has a radius of curvature R near the optical axis, a conical constant K, and a higher-order aspherical coefficient aj (j = 2). ~ 5).

(第1実施例)
図4は第1実施例の撮像光学系に関する図であり、(A)は撮像光学系の概略構成を示す側面図で、(B)は収差図である。
図4(A)に示すように、この撮像光学系は、第1レンズ11aと第2レンズ12aの2枚構成のレンズからなり、さらにカバーガラス13aと開口絞り15aとを有する。第1レンズ11aは、凸面を物体側に向けた正のパワーをもつメニスカス形状のレンズで、且つ第1面および第2面が非球面である。第2のレンズ12aは正のパワーをもつ。なお、図中、14aはこの撮像光学系の像面である。
(First embodiment)
4A and 4B are diagrams relating to the imaging optical system of the first embodiment, FIG. 4A is a side view illustrating a schematic configuration of the imaging optical system, and FIG. 4B is an aberration diagram.
As shown in FIG. 4A, this imaging optical system is composed of two lenses, a first lens 11a and a second lens 12a, and further includes a cover glass 13a and an aperture stop 15a. The first lens 11a is a meniscus lens having positive power with the convex surface facing the object side, and the first surface and the second surface are aspherical surfaces. The second lens 12a has a positive power. In the figure, reference numeral 14a denotes an image plane of this imaging optical system.

Figure 2012203119
Figure 2012203119

この第1実施例の場合、(d2=)0.26<0.096+0.768(=δ+fb2)となり、上記した条件式を満たす。ここで得られた各収差を図4(B)に示す。同図の左側から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ示している。なお、球面収差の図において、a、b、cは異なる3波長を示す。非点収差においてMはメリディオナル像面、Sはサジタル像面を示す。   In the case of the first embodiment, (d2 =) 0.26 <0.096 + 0.768 (= δ + fb2), which satisfies the above conditional expression. Each aberration obtained here is shown in FIG. Spherical aberration, astigmatism, and distortion are shown in order from the left side of the figure. In the spherical aberration diagram, a, b, and c indicate three different wavelengths. In astigmatism, M indicates a meridional image plane, and S indicates a sagittal image plane.

(第2実施例)
図5は第2実施例の撮像光学系に関する図であり、(A)は撮像光学系の概略構成を示す側面図で、(B)は収差図である。
図5(A)に示すように、この撮像光学系は、第1レンズ11bと第2レンズ12bの2枚構成のレンズからなり、さらにカバーガラス13bと開口絞り15bとを有する。第1レンズ11aは、凸面を物体側に向けた正のパワーをもつメニスカス形状のレンズで、且つ第1面および第2面が球面である。第2のレンズ12bは正のパワーをもつ。なお、図中、14bはこの撮像光学系の像面である。
(Second embodiment)
5A and 5B are diagrams relating to the imaging optical system of the second embodiment. FIG. 5A is a side view illustrating a schematic configuration of the imaging optical system, and FIG. 5B is an aberration diagram.
As shown in FIG. 5A, the imaging optical system is composed of two lenses, a first lens 11b and a second lens 12b, and further includes a cover glass 13b and an aperture stop 15b. The first lens 11a is a meniscus lens having a positive power with the convex surface facing the object side, and the first and second surfaces are spherical. The second lens 12b has a positive power. In the figure, reference numeral 14b denotes an image plane of this imaging optical system.

Figure 2012203119
Figure 2012203119

この第2実施例の場合、(d2=)0.265<0.083+0.574(=δ+fb2)となり、上記した条件式を満たす。ここで得られた各収差を図5(B)に示す。同図の左側から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ示している。なお、球面収差の図において、a、b、cは異なる3波長を示す。非点収差においてMはメリディオナル像面、Sはサジタル像面を示す。   In the case of the second embodiment, (d2 =) 0.265 <0.083 + 0.574 (= δ + fb2), which satisfies the above conditional expression. Each aberration obtained here is shown in FIG. Spherical aberration, astigmatism, and distortion are shown in order from the left side of the figure. In the spherical aberration diagram, a, b, and c indicate three different wavelengths. In astigmatism, M indicates a meridional image plane, and S indicates a sagittal image plane.

11、11a、11b 第1レンズ
12、12a、12b 第2レンズ
13、13a、13b カバーガラス
14、14a、14b 像面
15、15a、15b 開口絞り
16 撮像素子
16a 撮像有効領域
17 レンズホルダ
11, 11a, 11b First lens 12, 12a, 12b Second lens 13, 13a, 13b Cover glass 14, 14a, 14b Image plane 15, 15a, 15b Aperture stop 16 Image sensor 16a Imaging effective area 17 Lens holder

Claims (4)

物体側から順に、
凸面を前記物体側に向けた正のパワーをもつメニスカス形状の第1レンズと、
正のパワーをもつ第2レンズとを有する2枚構成のレンズからなり、
第1レンズと第2レンズの間隔をd2、第2レンズの像面側からの平行光を入れたときのバックフォーカスをfb2、第1レンズの肉厚をd1、第1レンズの第1面の曲率半径をR1、第1レンズの屈折率をn1、R1−d1*[1+(n1−1)/n1]をδとするとき、以下の条件式
d2<δ+fb2
を満たすことを特徴とする撮像光学系。
From the object side,
A meniscus first lens having a positive power with a convex surface facing the object side;
A second lens having a second lens having positive power,
The distance between the first lens and the second lens is d2, the back focus when the parallel light from the image plane side of the second lens is input is fb2, the thickness of the first lens is d1, the first surface of the first lens is When the radius of curvature is R1, the refractive index of the first lens is n1, and R1-d1 * [1+ (n1-1) / n1] is δ, the following conditional expression: d2 <δ + fb2
An imaging optical system characterized by satisfying the above.
前記第1レンズが、非球面レンズであることを特徴とする請求項1に記載の撮像光学系。   The imaging optical system according to claim 1, wherein the first lens is an aspheric lens. 前記第1レンズと前記第2レンズとの間に配置された開口絞りをさらに有することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像光学系。   The imaging optical system according to claim 1, further comprising an aperture stop disposed between the first lens and the second lens. 請求項1に記載の撮像光学系と、
前記撮像光学系により結像した像を光電変換して画像信号を出力する撮像手段とを有することを特徴とする撮像装置。
The imaging optical system according to claim 1;
An imaging apparatus comprising: an imaging unit that photoelectrically converts an image formed by the imaging optical system and outputs an image signal.
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