JP2013120312A

JP2013120312A - 集光レンズ

Info

Publication number: JP2013120312A
Application number: JP2011268530A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Imaoka; 雅之今岡
Original assignee: Konica Minolta Advanced Layers Inc
Current assignee: Konica Minolta Advanced Layers Inc
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2013-06-17

Abstract

【課題】接合レンズを用いず、少ない枚数で色収差を補正した集光レンズを提供する。
【解決手段】可視領域をまたぐ広い波長帯に対応し、一方の共役側が無限又は略無限、他方が有限距離であり、無限共役側から順に、正の第１レンズＬ１、負の第２レンズＬ２、少なくとも１面が非球面の正の第３レンズＬ３が配置されており、第１，第２レンズ間に空気層があり、０＜ｆ／ｆ１２＜０．３，０．５＜ｆ／｜ｒ１｜＜１．０，０．２＜ｆ／｜ｒ２｜＜０．８，０．８５＜｜ｒ３｜／｜ｒ２｜≦１．０，５５＜ｖｄ１，ｖｄ２＜３５，４０＜ｖｄ３，０．６６＜０．００１８×ｖｄ１＋Ｐ１（ｆ，ｆ１２：焦点距離（全系、第１第２レンズの合成）、ｒ１，ｒ２，ｒ３：第１レンズ無限共役側、有限共役側、第２レンズ無限共役側の曲率半径、ｖｄ１，ｖｄ２，ｖｄ３：第１、第２、第３レンズのアッベ数、Ｐ１：第１レンズの部分分散比（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ））を満たす。
【選択図】図１

Description

本発明は集光レンズに関するものであり、例えば、光源からの光を集光しコリメートするコリメートレンズ系、コリメート光を集光し結像させる対物レンズ系等の集光レンズに関するものである。

従来より様々なタイプの集光レンズが提案されている。例えば、半導体レーザー等の波長変動のある光源を用いる光ディスク装置の光学系として、特許文献１ではコリメートレンズが提案されており、特許文献２では対物レンズが提案されている。いずれも少ないレンズ枚数で収差を良好に補正することを目的としており、非球面単レンズと接合レンズとで構成されている。

特開平５−３４６４２号公報特開平３−１５５５１５号公報

特許文献１，２に記載の集光レンズには、いずれも接合レンズが用いられている。レンズの接合には樹脂接合材が用いられるため、耐光性、とりわけ紫外線に対する耐光性が低いという問題がある。また、接合面の曲率が大きいので、接合間隔を空気にするとコマ収差の悪化や透過率の低下につながるだけでなく、高ＮＡ(Numerical Aperture)化すると光線が通らなくなるおそれもある。特許文献１，２に記載の集光レンズの場合、使用波長が限られているので、色収差に関してはあまり問題にならない設計になっている。つまり、特許文献１，２に記載の集光レンズでは、接合レンズを用いずに少ないレンズ枚数で集光し、色収差も補正することは困難である。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、樹脂接合材による接合レンズを用いずに、少ないレンズ枚数で色収差、球面収差、及びコマ収差を補正しつつ集光することのできる高性能・コンパクトな集光レンズを提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明の集光レンズは、可視領域にまたがる広い波長帯に対応し、一方の共役側が無限又は略無限、他方の共役側が有限距離である光学系であって、無限共役側から順に、正パワーの第１レンズと、負パワーの第２レンズと、少なくとも１面が非球面の正パワーの第３レンズと、が配置されており、前記第１レンズと前記第２レンズとの間に空気層が設けられており、以下の条件式（１）〜（８）を満たすことを特徴とする。
０＜ｆ／ｆ１２＜０．３ …（１）
０．５＜ｆ／｜ｒ１｜＜１．０ …（２）
０．２＜ｆ／｜ｒ２｜＜０．８ …（３）
０．８５＜｜ｒ３｜／｜ｒ２｜≦１．０ …（４）
５５＜ｖｄ１ …（５）
ｖｄ２＜３５ …（６）
４０＜ｖｄ３ …（７）
０．６６＜０．００１８×ｖｄ１＋Ｐ１ …（８）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離、
ｆ１２：第１レンズと第２レンズとの合成焦点距離、
ｒ１：第１レンズの無限共役側の面の曲率半径、
ｒ２：第１レンズの有限共役側の面の曲率半径、
ｒ３：第２レンズの無限共役側の面の曲率半径、
ｖｄ１：第１レンズのレンズ材料のアッベ数、
ｖｄ２：第２レンズのレンズ材料のアッベ数、
ｖｄ３：第３レンズのレンズ材料のアッベ数、
Ｐ１：第１レンズのＰの値、
Ｐ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
Ｎｇ：ｇ線に関する屈折率、
ＮＦ：Ｆ線に関する屈折率、
ＮＣ：Ｃ線に関する屈折率、
である。

第２の発明の集光レンズは、上記第１の発明において、ＮＡが０．８以上であることを特徴とする。

第３の発明の集光レンズは、上記第１又は第２の発明において、以下の条件式（９）を満たすことを特徴とする。
０．４＜｜ｒ５｜／ｆ＜０．８ …（９）
ただし、
ｒ５：第３レンズの無限共役側の面の曲率半径、
である。

第４の発明の集光レンズは、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、以下の条件式（１０）を満たすことを特徴とする。
Ｔ１２／ｆ＜０．０３ …（１０）
ただし、
Ｔ１２：第１レンズと第２レンズとの光軸上での空気間隔、
である。

第５の発明の集光レンズは、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記第１レンズと前記第２レンズとが向かい合う面の有効径外に物体を挟むことによって、前記空気層が設けられていることを特徴とする。

第６の発明の集光レンズは、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記第１レンズと前記第２レンズとが向かい合う面は、光軸上では空気間隔を有し、有効径外でレンズ面同士が接していることを特徴とする。

本発明によれば、球面収差やコマ収差の補正と集光作用の多くを第３レンズに負担させ、色収差の補正を第１，第２レンズに負担させる構成になっているため、高ＮＡで高性能・コンパクトな集光レンズを実現することができる。

第１の実施の形態（実施例１）の光路図。第２の実施の形態（実施例２）の光路図。第３の実施の形態（実施例３）の光路図。実施例１の収差図。実施例２の収差図。実施例３の収差図。

以下、本発明に係る集光レンズ等を説明する。本発明に係る集光レンズは、可視領域にまたがる広い波長帯に対応し、一方の共役側が無限又は略無限、他方の共役側が有限距離である光学系である。そして、無限共役側から順に、正パワーの第１レンズと、負パワーの第２レンズと、少なくとも１面が非球面の正パワーの第３レンズと、が配置されており（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）、前記第１レンズと前記第２レンズとの間に空気層が設けられており、以下の条件式（１）〜（８）を満たすことを特徴としている。
０＜ｆ／ｆ１２＜０．３ …（１）
０．５＜ｆ／｜ｒ１｜＜１．０ …（２）
０．２＜ｆ／｜ｒ２｜＜０．８ …（３）
０．８５＜｜ｒ３｜／｜ｒ２｜≦１．０ …（４）
５５＜ｖｄ１ …（５）
ｖｄ２＜３５ …（６）
４０＜ｖｄ３ …（７）
０．６６＜０．００１８×ｖｄ１＋Ｐ１ …（８）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離、
ｆ１２：第１レンズと第２レンズとの合成焦点距離、
ｒ１：第１レンズの無限共役側の面の曲率半径、
ｒ２：第１レンズの有限共役側の面の曲率半径、
ｒ３：第２レンズの無限共役側の面の曲率半径、
ｖｄ１：第１レンズのレンズ材料のアッベ数、
ｖｄ２：第２レンズのレンズ材料のアッベ数、
ｖｄ３：第３レンズのレンズ材料のアッベ数、
Ｐ１：第１レンズのＰの値、
Ｐ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
Ｎｇ：ｇ線に関する屈折率、
ＮＦ：Ｆ線に関する屈折率、
ＮＣ：Ｃ線に関する屈折率、
である。

球面収差補正やコマ収差補正と集光作用の多くを非球面レンズ（第３レンズ）に負担させ、色収差補正を残る正レンズ（第１レンズ）と負レンズ（第２レンズ）に負担させることで、高ＮＡで高性能・コンパクトな集光レンズを実現することができる。一般的にいえば、正レンズと負レンズは樹脂による接合としてもよいが、樹脂接合材は紫外線やレーザー光のような強い光に対する耐光性が低いため使用しないほうが望ましい。本発明に係る集光レンズのように、第１レンズと第２レンズとの間を空気にすれば耐光性は問題無い。同様の理由から、非球面レンズも樹脂ではなくガラスで構成されたものが望ましい。

条件式（１）を満たせば、球面収差，コマ収差及び色収差の補正をバランス良く行うことができる。条件式（１）の下限を越えると（つまり、第１，第２レンズの合成焦点距離が負になると）、第３レンズの正パワーを非常に強くする必要が生じてしまうため、球面収差の悪化を招くことになる。条件式（１）の上限を越えると、第１レンズと第２レンズとのパワーバランスが崩れてしまい、色収差の悪化を招くことになる。

条件式（２）を満たすことは、色収差を補正しつつ球面収差及びコマ収差を低減することにつながる。条件式（２）の上限を越えると、マージナル光線の第１レンズのレンズ面への入射角が大きくなり、球面収差やコマ収差の悪化を招くことになる。また、第１レンズのコバ厚を確保するために心厚が厚くなり、重量が重くなる。条件式（２）の下限を越えると、色収差の悪化を招くことになる。

条件式（３）を満たすことは、色収差を補正しつつ球面収差及びコマ収差を低減することにつながる。条件式（３）の下限を越えると、色収差の悪化を招くことになる。条件式（３）の上限を越えると、入射角・射出角が大きくなり、球面収差やコマ収差の悪化を招くことになる。また、第１レンズのコバ厚を確保するために心厚が厚くなり、重量が重くなる。

条件式（４）を満たすことは、色収差を補正しつつ球面収差及びコマ収差を低減することにつながる。条件式（４）の上限を越えると、第１レンズのレンズ面からの射出角が大きくなり、球面収差やコマ収差の悪化を招くことになる。条件式（４）の下限を越えると、第２レンズのレンズ面への入射角が大きくなり、同様に球面収差やコマ収差の悪化を招くことになる。

条件式（５）を満たせば、広い波長帯に渡って良好に１次の色収差を補正することができる。条件式（５）の条件範囲を外れると、１次の色収差の悪化を招くことになる。

条件式（６）を満たせば、広い波長帯に渡って良好に１次の色収差を補正することができる。条件式（６）の条件範囲を外れると、１次の色収差の悪化を招くことになる。

条件式（７）を満たせば、広い波長帯に渡って良好に１次の色収差を補正することができる。条件式（７）の条件範囲を外れると、１次の色収差の悪化を招くことになる。

条件式（８）を満たせば、広い波長帯に渡って良好に２次の色収差を補正することができる。条件式（８）の条件範囲を外れると、２次の色収差の悪化を招くことになる。

上述したように本発明に係る集光レンズの特徴的構成によれば、球面収差やコマ収差の補正と集光作用の多くを第３レンズに負担させ、色収差の補正を第１，第２レンズに負担させる構成によって、高ＮＡで高性能・コンパクトな集光レンズを実現することが可能となる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。

ＮＡが０．８以上であることが望ましい。ＮＡが０．８以上であれば、より多くの光を集光することができる。ＮＡが高い場合に強い曲率の面を用いると、周辺で全反射して光が通らなくなる等の問題が生じるが、前記条件式（１）〜（８）を満たすことによりそれを回避することができる。

以下の条件式（９）を満たすことが望ましい。
０．４＜｜ｒ５｜／ｆ＜０．８ …（９）
ただし、
ｒ５：第３レンズの無限共役側の面の曲率半径、
である。

条件式（９）を満たせば、０．８を上回るような高ＮＡであっても光線を無理なく屈折させ集光・結像させることができるため、球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。条件式（９）の上限を越えると、必然的に第３レンズの有限共役側の凸の曲率が大きくなるため、球面収差やコマ収差が悪化するだけでなく、高ＮＡの光束を集光することが困難になる（つまり、全反射する）。条件式（９）下限を越えると、第３レンズの無限共役側の凸の曲率が大きくなりすぎるため、球面収差やコマ収差が悪化するだけでなく、同様に高ＮＡの光束を透過させることが困難になる。

以下の条件式（１０）を満たすことが望ましい。
Ｔ１２／ｆ＜０．０３ …（１０）
ただし、
Ｔ１２：第１レンズと第２レンズとの光軸上での空気間隔、
である。

条件式（１０）を満たせば、接合レンズと同等の効果を得ることができ、良好に色収差を補正することができる。条件式（１０）の上限を越えると、色収差の悪化を招くことになる。

以下の条件式（１０ａ）を満たすことが望ましく、条件式（１０ｂ）を満たすことが更に望ましい。
Ｔ１２／ｆ＜０．０２ …（１０ａ）
Ｔ１２／ｆ＜０．０１ …（１０ｂ）
これらの条件式（１０ａ），（１０ｂ）は、前記条件式（１０）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（１０ａ）、更に好ましくは条件式（１０ｂ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。

前記第１レンズと前記第２レンズとが向かい合う面の有効径外に物体を挟むことによって、前記空気層が設けられていることが望ましい。例えば、第１レンズと第２レンズとの間の有効径外に薄いリング状の物体を挟んだり、第１レンズと第２レンズとの間の有効径外の複数箇所、例えば３箇所に薄いシート状の物体を挟んだりすることにより、第１，第２レンズ間隔を保つようにすれば、第１，第２レンズを接合したのと同様の色収差補正が可能となる。

また、第１，第２レンズ間に物体を挟むことにより空気層を設ければ、第１，第２レンズを組み込んだ後でもスライドさせることによって、相互に偏心調整することが可能である。挟み込む物体の厚みを変えることで間隔調整も可能となり、主に収差の補正が可能である。このような少ない枚数の光学系では、調整箇所が１つでも多い方が光学性能を確保する上で有利である。例えば、各レンズの芯厚の誤差により球面収差やコマ収差が生じた場合でも、第１，第２レンズの間隔調整でその収差を補正できる場合がある。

前記第１レンズと前記第２レンズとが向かい合う面は、光軸上では空気間隔を有し、有効径外でレンズ面同士が接していることが望ましい。第１，第２レンズの向かい合う面が光軸上では空気間隔を有し、有効径外ではレンズ面同士が接するようにすれば、第１，第２レンズを接合したのと同様の色収差補正が可能となる。

レンズ面同士を有効径外で接触させることにより空気層を設ければ、第１，第２レンズを組み込んだ後でも曲面で接触させながらスライドさせることによって、相互に偏心調整することが可能である。このような少ない枚数の光学系では、調整箇所が１つでも多い方が光学性能を確保する上で有利である。例えば、各レンズの偏心誤差により片ボケや軸上コマ収差が生じた場合でも、第１，第２レンズの偏心調整でその収差を補正できる場合がある。

ここで、第１〜第３の実施の形態を挙げて、集光レンズＬＮの具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図１〜図３は、第１〜第３の実施の形態を構成する集光レンズＬＮにそれぞれ対応する光路図であり、そのレンズ配置，光路等を光学断面で示している。第１〜第３の実施の形態の集光レンズＬＮは、可視領域にまたがる広い波長帯に対応し、一方の共役側が無限又は略無限、他方の共役側が有限距離である光学系であって、無限共役側から順に、正パワーの第１レンズＬ１と、負パワーの第２レンズＬ２と、両面非球面の正パワーの第３レンズＬ３と、が配置されている。集光レンズＬＮの無限共役側には絞りＳＴが配置されており、集光レンズＬＮの有限共役側（集光面ＩＭ側）には平行平板ＰＴが配置されている。いずれの実施の形態も第３レンズＬ３は両面非球面レンズであり、例えば後述する実施例１〜３では、正パワーの強い方の面は高次（１６次）の非球面になっており、平面に近い方の面は低次（６次，８次）の非球面になっている。

また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間には空気層ＡＲが設けられている。第１の実施の形態では、第１，第２レンズＬ１，Ｌ２の向かい合う面の曲率半径が同じになっているので、その向かい合う面の有効径外に物体を挟むことによって、空気層ＡＲが設けられている。第２，第３の実施の形態では、第１レンズＬ１の有限共役側の面の曲率半径の絶対値が、第２レンズＬ２の無限共役側の面の曲率半径の絶対値よりも大きくなっているので、第１，第２レンズＬ１，Ｌ２間において、光軸ＡＸ上では空気間隔ＡＲを有し、有効径外でレンズ面同士が接している。

以下、本発明を実施した集光レンズの構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜３（ＥＸ１〜３）は、前述した第１〜第３の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第３の実施の形態を表す光路図（図１〜図３）は、対応する実施例１〜３のレンズ構成，光路等をそれぞれ示している。

各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号ｉ，曲率半径ｒ（ｍｍ），軸上面間隔ｄ（ｍｍ），ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に関する屈折率Ｎｄ，ｄ線に関するアッベ数Ｖｄ，部分分散比Ｐ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ），０．００１８×Ｖｄ＋Ｐを示す。また表１に、各実施例の条件式対応値とその関連データ、さらにレンズ全長ＴＬ（平行平板ＰＴは空気換算している。単位：ｍｍ）及びＮＡを示す。

面番号に＊が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた以下の式（ＡＳ）で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してＥ−ｎ＝×１０^-nである。
ｚ＝（ｃ・ｈ²）／｛１＋√（１−ε・ｃ²・ｈ²）｝＋Σ（Ａｊ・ｈ^j） …（ＡＳ）
ただし、
ｈ：ｚ軸（光軸ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ（ｈ²＝ｘ²＋ｙ²）、
ｚ：高さｈの位置での光軸ＡＸ方向のサグ量（面頂点基準）、
ｃ：面頂点での曲率（曲率半径ｒの逆数）、
ε：２次曲面パラメータ、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数、
である。

図３〜図６は、実施例１〜実施例３（ＥＸ１〜ＥＸ３）にそれぞれ対応する収差図であり、（Ａ）は球面収差（ｍｍ）、（Ｂ）は非点収差（ｍｍ）、（Ｃ）は歪曲収差（％）、（Ｄ）は倍率色収差（ｍｍ）を示している（Ｈ：入射高さ（ｍｍ），Ｙ’：像高（ｍｍ））。（Ａ）の球面収差図において、実線はｅ線（波長５４６．１ｎｍ）に対する球面収差、破線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対する球面収差、一点鎖線はＣ線（波長６５６．３ｎｍ）に対する球面収差、をそれぞれ表している。（Ｂ）の非点収差図において、太線で示すｍｅｒ−ｅ，ｍｅｒ−ｇ，ｍｅｒ−Ｃはメリディオナル像面、細線で示すｓａｇ−ｅ，ｓａｇ−ｇ，ｓａｇ−Ｃはサジタル像面であり、実線はｅ線（波長５４６．１ｎｍ）、破線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、一点鎖線はＣ線（波長６５６．３ｎｍ）に対する非点収差をそれぞれ表している。（Ｃ）の歪曲収差図において実線はｅ線に対する歪曲（％）を表しており、（Ｄ）の倍率色収差図において破線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、一点鎖線はＣ線（波長６５６．３ｎｍ）に対する倍率色収差をそれぞれ表している。なお、いずれの実施例も波長４００〜８５０ｎｍの広い波長帯域で高い光学性能を確保した設計となっている。

実施例１
単位：mm
面データ
i r d Nd Vd P 0.0018Vd+P
1 (絞り) ∞
0.000
2 5.027
4.366 1.43875 94.93 0.5343 0.7051
3 -5.873
0.010
4 -5.873
0.672 1.84666 23.88 0.6217 0.6647
5 -29.231
0.200
6* 2.108
2.253 1.58313 59.46 0.5404 0.6475
7* -74.543
0.500
8 ∞
1.000 1.51633 64.14 0.5352 0.6507
9 ∞
0.200
10 (集光面) ∞

非球面データ
第6面
ε = 7.2460E-01
A4 = 3.6311E-03
A6 =-5.4173E-03
A8 = 2.9799E-03
A10=-5.7024E-04
A12=-6.6967E-05
A14= 3.6868E-05
A16=-3.6513E-06

非球面データ
第7面
ε = 1.0000E+00
A4 = 6.1812E-03
A6 =-1.2540E-03
A8 = 0.0000E+00
A10= 0.0000E+00
A12= 0.0000E+00
A14= 0.0000E+00
A16= 0.0000E+00

実施例２
単位：mm
面データ
i r d Nd Vd P 0.0018Vd+P
1 (絞り) ∞
0.000
2 5.068
3.729 1.59522 67.74 0.5442 0.6661
3 -9.685
0.030
4 -9.216
0.300 1.84666 23.88 0.6217 0.6647
5 13.504
0.200
6* 2.267
2.468 1.58313 59.46 0.5404 0.6475
7* -7.555
0.450
8 ∞
1.000 1.51633 64.14 0.5352 0.6507
9 ∞
0.200
10 (集光面) ∞

非球面データ
第6面
ε = 8.6570E-01
A4 = 1.4462E-03
A6 =-2.3513E-03
A8 = 1.1976E-03
A10=-1.0188E-04
A12=-1.0473E-04
A14= 3.4069E-05
A16=-3.2793E-06

非球面データ
第7面
ε = 1.0000E+00
A4 = 6.5043E-02
A6 =-2.0497E-02
A8 = 2.1122E-03
A10= 0.0000E+00
A12= 0.0000E+00
A14= 0.0000E+00
A16= 0.0000E+00

実施例３
単位：mm
面データ
i r d Nd Vd P 0.0018Vd+P
1 (絞り) ∞
0.000
2 4.784
3.814 1.59522 67.74 0.5442 0.6661
3 -13.545
0.030
4 -12.540
0.300 1.84666 23.88 0.6217 0.6647
5 5.535
2.746
6* 2.061
2.340 1.74330 49.33 0.5526 0.6414
7* -24.799
0.469
8 ∞
1.000 1.51633 64.14 0.5352 0.6507
9 ∞
0.200
10 (集光面) ∞

ＬＮ集光レンズ
ＳＴ絞り
Ｌ１第１レンズ
Ｌ２第２レンズ
Ｌ３第３レンズ
ＩＭ集光面
ＡＸ光軸

Claims

可視領域にまたがる広い波長帯に対応し、一方の共役側が無限又は略無限、他方の共役側が有限距離である光学系であって、
無限共役側から順に、正パワーの第１レンズと、負パワーの第２レンズと、少なくとも１面が非球面の正パワーの第３レンズと、が配置されており、前記第１レンズと前記第２レンズとの間に空気層が設けられており、以下の条件式（１）〜（８）を満たすことを特徴とする集光レンズ；
０＜ｆ／ｆ１２＜０．３ …（１）
０．５＜ｆ／｜ｒ１｜＜１．０ …（２）
０．２＜ｆ／｜ｒ２｜＜０．８ …（３）
０．８５＜｜ｒ３｜／｜ｒ２｜≦１．０ …（４）
５５＜ｖｄ１ …（５）
ｖｄ２＜３５ …（６）
４０＜ｖｄ３ …（７）
０．６６＜０．００１８×ｖｄ１＋Ｐ１ …（８）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離、
ｆ１２：第１レンズと第２レンズとの合成焦点距離、
ｒ１：第１レンズの無限共役側の面の曲率半径、
ｒ２：第１レンズの有限共役側の面の曲率半径、
ｒ３：第２レンズの無限共役側の面の曲率半径、
ｖｄ１：第１レンズのレンズ材料のアッベ数、
ｖｄ２：第２レンズのレンズ材料のアッベ数、
ｖｄ３：第３レンズのレンズ材料のアッベ数、
Ｐ１：第１レンズのＰの値、
Ｐ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
Ｎｇ：ｇ線に関する屈折率、
ＮＦ：Ｆ線に関する屈折率、
ＮＣ：Ｃ線に関する屈折率、
である。
ＮＡが０．８以上であることを特徴とする請求項１記載の集光レンズ。
以下の条件式（９）を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載の集光レンズ；
０．４＜｜ｒ５｜／ｆ＜０．８ …（９）
ただし、
ｒ５：第３レンズの無限共役側の面の曲率半径、
である。
以下の条件式（１０）を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の集光レンズ；
Ｔ１２／ｆ＜０．０３ …（１０）
ただし、
Ｔ１２：第１レンズと第２レンズとの光軸上での空気間隔、
である。
前記第１レンズと前記第２レンズとが向かい合う面の有効径外に物体を挟むことによって、前記空気層が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の集光レンズ。
前記第１レンズと前記第２レンズとが向かい合う面は、光軸上では空気間隔を有し、有効径外でレンズ面同士が接していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の集光レンズ。