JP2014106389A - 撮像光学系 - Google Patents

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誠 神
Kenji Konno
賢治 金野
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Abstract

【課題】コンパクトでありながら諸収差が良好に補正された３枚構成の撮像光学系を提供する。
【解決手段】撮像光学系ＬＮは、物体側より順に、絞りＳＴ、物体側面が凸面で正の第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、物体側に凸面を向けた正の第３レンズＬ３から構成され、レンズＬ１〜Ｌ３がいずれもプラスチックで構成され、条件式：０．９≦ｆ１／ｆ＜６，０．０３＜ｄ１２／ＴＬ＜０．０９，０．０３＜ｄ２３／ＴＬ＜０．１２（ｆ１：第１レンズの焦点距離、ｆ：撮像光学系全系の焦点距離、ｄ１２：第１レンズの像側面から第２レンズの物体側面までの光軸上での距離、ｄ２３：第２レンズの像側面から第３レンズの物体側面までの光軸上での距離、ＴＬ：第１レンズの物体側面から像面までの光学長）を満足する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高性能な撮像光学系に関するものであり、例えば、同一被写体の複数の画像を１つの画像に合成する、画像処理を併用するタイプの光学系において、アレイ状に複数用いられる撮像光学系に関するものである。
アレイ状の光学系は小型化・薄型化に向いているが、一般的に通常のレンズ系よりも使用するセンサーのエリアが狭く、解像力は低下しがちである。しかし、レンズアレイでありながら通常レンズと同程度以上の性能を確保するためには、レンズアレイ個別の光学系の高性能化が求められている。
プラスチックレンズ３枚構成の撮像光学系、特にマイクロカメラ向けの撮像光学系は、従来より多数提案されている。例えば特許文献１には、物体側に凸の第１レンズと、物体側に凹のメニスカス形状の第２レンズと、物体側に凸の第３レンズと、の３枚構成の撮像光学系が提案されている。特許文献２には、両凸の第１レンズと、物体側に凹のメニスカス形状の第２レンズと、物体側に凸のメニスカス形状の第３レンズと、の３枚構成の撮像光学系が提案されている。また特許文献３には、物体側に凸のメニスカス形状の第１レンズと、物体側に凹のメニスカス形状の第２レンズと、物体側に凸のメニスカス形状の第３レンズと、の３枚構成の撮像光学系が提案されている。
特許第４２５６４４３号公報 特開２００７−１４８３１４号公報 特開平１０−３０１０２２号公報
しかしながら、特許文献１で提案されている撮像光学系は、第２レンズの物体側面の曲率半径が小さく、第１レンズと第２レンズとの間隔が広くなってしまうため、コンパクト化には不利である。特許文献２で提案されている撮像光学系は、第１レンズのパワーが強いため、第１レンズで発生する収差が比較的大きめであり、諸収差を良好に補正することが困難である。特許文献３で提案されている撮像光学系は、第３レンズがガラス球面で構成されているため、コンパクト化に不利であり、またコスト低減も困難である。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、コンパクトでありながら諸収差が良好に補正された３枚構成の撮像光学系を提供することにある。
上記目的を達成するために、第１の発明の撮像光学系は、撮像素子の撮像面に物体の光学像を形成するための撮像光学系であって、物体側より順に、絞りと、物体側面が凸面で正のパワーを持つ第１レンズと、第２レンズと、物体側面が凸面で正のパワーを持つ第３レンズと、から構成され、前記第１レンズ，第２レンズ及び第３レンズがいずれもプラスチックで構成され、以下の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする。
０．９≦ｆ１／ｆ＜６ …（１）
０．０３＜ｄ１２／ＴＬ＜０．０９ …（２）
０．０３＜ｄ２３／ＴＬ＜０．１２ …（３）
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離、
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離、
ｄ１２：第１レンズの像側面から第２レンズの物体側面までの光軸上での距離、
ｄ２３：第２レンズの像側面から第３レンズの物体側面までの光軸上での距離、
ＴＬ：第１レンズの物体側面から像面までの光学長（ただし、バックフォーカスはレンズ最終面から像面までの距離を空気換算した長さである。）、
である。
第２の発明の撮像光学系は、上記第１の発明において、前記第１レンズが物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであることを特徴とする。
第３の発明の撮像光学系は、上記第１又は第２の発明において、前記第１レンズの少なくとも１面、前記第２レンズの両面、前記第３レンズの両面が非球面で構成されていることを特徴とする。
第４の発明の撮像光学系は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第３レンズの物体側面と像側面のいずれもが、光軸から周辺にいくに従って曲率が緩くなる非球面形状を有することを特徴とする。
第５の発明の撮像光学系は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする。
０．２＜Ｙ’／ＴＬ＜０．４５ …（４）
ただし、
Ｙ’：最大像高、
ＴＬ：第１レンズの物体側面から像面までの光学長（ただし、バックフォーカスはレンズ最終面から像面までの距離を空気換算した長さである。）、
である。
第６の発明の撮像光学系は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする。
０．４＜ｆ／ＴＬ＜０．８ …（５）
ただし、
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離、
ＴＬ：第１レンズの物体側面から像面までの光学長（ただし、バックフォーカスはレンズ最終面から像面までの距離を空気換算した長さである。）、
である。
第７の発明の撮像光学系は、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする。
ＦＮＯ＜２．７ …（６）
ただし、
ＦＮＯ：Ｆナンバー、
である。
第８の発明の撮像光学系は、上記第１〜第７のいずれか１つの発明において、前記第２レンズが正のパワーを有することを特徴とする。
第９の発明の撮像光学系は、上記第１〜第８のいずれか１つの発明において、前記第１レンズが光軸に対して垂直方向に複数配置された第１レンズアレイプレートと、前記第２レンズが光軸に対して垂直方向に複数配置された第２レンズアレイプレートと、前記第３レンズが光軸に対して垂直方向に複数配置された第３レンズアレイプレートと、で構成されていることを特徴とする。
第１０の発明の撮像光学系は、上記第９の発明において、前記第１〜第３レンズアレイプレートで、前記第１〜第３レンズからなる個別のレンズ系が、光軸に対して垂直方向に複数配置された構成とすることを特徴とする。
第１１の発明の撮像光学系は、上記第１０の発明において、前記複数配置された個別のレンズ系がそれぞれ１つの撮像面の異なる領域に光学像を形成することを特徴とする。
第１２の発明の撮像光学系は、上記第１０又は第１１の発明において、前記複数配置された個別のレンズ系が少なくとも３種類の異なる分光感度特性を有することを特徴とする。
第１３の発明の撮像光学系は、上記第１〜第１２のいずれか１つの発明において、前記第１〜第３レンズがいずれも光軸方向に固定されていることを特徴とする。
第１４の発明の撮像光学装置は、上記第１〜第１３のいずれか１つの発明に係る撮像光学系と、撮像面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の撮像面上に複数の光学像が形成されるように前記撮像光学系が複数設けられていることを特徴とする。
第１５の発明のデジタル機器は、上記第１４の発明に係る撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とする。
第１６の発明のデジタル機器は、上記第１５の発明において、携帯端末であることを特徴とする。
本発明の構成を採用することにより、コンパクトでありながら諸収差（特に色収差）が良好に補正された３枚構成の撮像光学系（例えば、超解像方式用の３枚タイプ撮像光学系）と、それを備えた撮像光学装置を実現することができる。そして、本発明に係る撮像光学装置を携帯電話，携帯情報端末等のデジタル機器に用いることによって、デジタル機器に対し高性能の画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となる。
第１の実施の形態（実施例１）のレンズ構成図。 実施例１の収差図。 第２の実施の形態（実施例２）のレンズ構成図。 実施例２の収差図。 第３の実施の形態（実施例３）のレンズ構成図。 実施例３の収差図。 第４の実施の形態（実施例４）のレンズ構成図。 実施例４の収差図。 第５の実施の形態（実施例５）のレンズ構成図。 実施例５の収差図。 第６の実施の形態（実施例６）のレンズ構成図。 実施例６の収差図。 レンズアレイ光学系の概略構成例を説明するための断面図。 ３枚のレンズアレイプレートからなる撮像光学系の概略構成例を示す断面図。 レンズアレイプレート等からなる撮像光学装置の組み立て構造を示す分解斜視図。 撮像光学系を搭載したデジタル機器の概略構成例を示す模式図。
以下、本発明に係る撮像光学系等を説明する。本発明に係る撮像光学系は、撮像素子の撮像面（例えば、固体撮像素子の光電変換部）に物体の光学像（つまり被写体像）を形成するための撮像光学系であって、物体側より順に、絞りと、物体側面が凸面で正のパワーを持つ第１レンズと、第２レンズと、物体側面が凸面で正のパワーを持つ第３レンズと、から構成され（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）、前記第１レンズ，第２レンズ及び第３レンズがいずれもプラスチックで構成され、以下の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴としている。
０．９≦ｆ１／ｆ＜６ …（１）
０．０３＜ｄ１２／ＴＬ＜０．０９ …（２）
０．０３＜ｄ２３／ＴＬ＜０．１２ …（３）
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離、
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離、
ｄ１２：第１レンズの像側面から第２レンズの物体側面までの光軸上での距離、
ｄ２３：第２レンズの像側面から第３レンズの物体側面までの光軸上での距離、
ＴＬ：第１レンズの物体側面から像面までの光学長（ただし、バックフォーカスはレンズ最終面から像面までの距離を空気換算した長さである。）、
である。
上記のように３枚構成にすることにより、２枚構成では達成できなかった軸上色収差と倍率色収差を同時に補正しつつ、その他の諸収差をも良好に補正することができる。第１レンズの物体側面を凸面にすることで、主点を物体側に出すことができる。このため、全長の短縮に寄与することができる。第３レンズの物体側面を凸面にすることで、主点を物体側に出すことができる。このため、バックフォーカスを短縮することできて、全長の短縮に寄与することができる。また、第１レンズ，第２レンズ及び第３レンズをいずれもプラスチックで構成することにより、大量生産及びコストダウンが可能となる。
条件式（１）は、第１レンズによる収差発生量を抑えるための条件式である。高性能な撮像光学系を達成するには、第１レンズで発生する収差を少なくする必要がある。条件式（１）の上限を越えると、撮像光学系全体のパワーが弱くなり、全長の増大を招くおそれがある。条件式（１）の下限を越えると、第１レンズのパワーが強くなり、第１レンズで発生する軸上色収差及び倍率色収差の量が増えて、第２レンズと第３レンズでの収差補正の負担が増えることになる。
条件式（２），（３）は、高性能でありながら撮像光学系の全長を抑えるための条件式である。条件式（２）又は（３）の上限を越えると、撮像光学系のサイズが大きくなってしまい、高性能ではあるが全長を抑えることができなくなるおそれがある。条件式（２）又は（３）の下限を越えると、各レンズ間の面間隔が狭くなりすぎて面間反射が発生し、撮影画像に不具合が生じるおそれがある。
上記特徴的構成によると、コンパクトでありながら諸収差（特に色収差）が良好に補正された３枚構成の撮像光学系（例えば、超解像方式用の３枚タイプ撮像光学系）、及びそれを備えた撮像光学装置を実現することが可能である。そして、その撮像光学装置を携帯電話，携帯情報端末等のデジタル機器に用いれば、デジタル機器に対し高性能の画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となり、そのコンパクト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。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。
以下の条件式（１ａ）を満足することが更に望ましい。
０．９＜ｆ１／ｆ＜３ …（１ａ）
この条件式（１ａ）は、前記条件式（１）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（１ａ）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。
以下の条件式（３ａ）を満足することが更に望ましい。
０．０３＜ｄ２３／ＴＬ＜０．０９ …（３ａ）
この条件式（３ａ）は、前記条件式（３）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（３ａ）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レンズは物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであることが望ましい。第１レンズを物体側に凸面を向けたメニスカス形状にすることで、主点をより物体側に出すことができるため、全長の短縮により一層寄与することができる。
前記第１レンズの少なくとも１面、前記第２レンズの両面、前記第３レンズの両面が非球面で構成されていることが望ましい。全長を短縮しながら高性能化を達成するためには、非球面を使用することが好ましい。第１レンズに非球面を使用することにより、主に球面収差等を良好に補正することができ、第２レンズや第３レンズに非球面を使用することにより、非点収差，歪曲収差等を良好に補正することができる。
前記第３レンズの物体側面と像側面のいずれもが、光軸から周辺にいくに従って曲率が緩くなる非球面形状を有することが望ましい。特に軸上光と軸外光が分離している第３レンズにおいて非球面を使用すれば、中心と周辺の光線の挙動を個別にコントロールすることができる。特に歪曲収差については、光線の通過位置が高い第３レンズで補正するのが望ましい。周辺が緩くなる非球面を使用することで歪曲収差と非点収差を同時に、かつ、良好に補正することができる。なお、第３レンズが球面レンズである場合、中心部と周辺部とを個別にコントロールすることが難しくなる。このため、第１レンズや第２レンズの収差補正の負担が増えてしまい、高性能化を達成することの難しい傾向となる。
以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．２＜Ｙ’／ＴＬ＜０．４５ …（４）
ただし、
Ｙ’：最大像高、
ＴＬ：第１レンズの物体側面から像面までの光学長（ただし、バックフォーカスはレンズ最終面から像面までの距離を空気換算した長さである。）、
である。
条件式（４）は、全長とセンサー（撮像素子）への入射角度との関係を適正に保つための好ましい条件範囲を規定している。条件式（４）の上限を上回ると、センサーへの入射角度が大きくなってしまい、周辺照度の低下等の不具合が発生するおそれがある。条件式（４）の下限を下回ると、全長が増大傾向となる。
以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．４＜ｆ／ＴＬ＜０．８ …（５）
ただし、
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離、
ＴＬ：第１レンズの物体側面から像面までの光学長（ただし、バックフォーカスはレンズ最終面から像面までの距離を空気換算した長さである。）、
である。
条件式（５）は、センサーのレンズバックを確保するための好ましい条件範囲を規定している。全長が短い撮像光学系であっても、センサーのカバーガラスを配置してやる必要がある。条件式（５）の上限を上回ると、撮像光学系全系の主点位置があまり後ろ寄りにならないため、十分なレンズバックを確保することが困難になる。条件式（５）の下限値を下回ると、撮像光学系全系の主点位置が後ろに行き過ぎるために、全長の増大を招くおそれがある。
以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
ＦＮＯ＜２．７ …（６）
ただし、
ＦＮＯ：Ｆナンバー、
である。
条件式（６）は、高性能化を効果的に達成する上で好ましい条件範囲を規定している。条件式（６）の上限を越えると、絞り径が小さくなって回折の影響が無視できなくなる。その結果、いくら収差を良好に補正しても、撮像光学系の高性能化を効果的に達成することは困難になる。
前記第２レンズは正のパワーを有することが望ましい。第１レンズ、第２レンズ、第３レンズの各々に少しずつ弱い正のパワーを持たせることにより、各面での急激な光線の角度変化を避けることが可能となる。そのため、第２レンズが正のパワーを有することには、各面での収差発生量を抑える効果がある。
前記第１レンズが光軸に対して垂直方向に複数配置された第１レンズアレイプレートと、前記第２レンズが光軸に対して垂直方向に複数配置された第２レンズアレイプレートと、前記第３レンズが光軸に対して垂直方向に複数配置された第３レンズアレイプレートと、で構成されていることが望ましい。つまり、第１〜第３レンズを別々のレンズアレイプレートで構成することが望ましい。複数の撮像光学系を並べて配置する場合、プラスチック製のレンズアレイプレートからなる一体構成とすることにより、量産性を向上させることができる。上記レンズアレイプレートをインジェクション成形で作製することにより、個別に部品を作製することなく１度に作製することができる。また、撮像光学系の組立も上記レンズプレートを３枚組み合わせればよい。
前記第１〜第３レンズアレイプレートで、前記第１〜第３レンズからなる個別のレンズ系が、光軸に対して垂直方向に複数配置された構成とすることが望ましい。つまり、第１〜第３レンズのセットで個別のレンズ系を構成し、その個別のレンズ系が複数アレイ状に配置されたレンズアレイ光学系を構成することが望ましい。このようなレンズアレイ光学系とすることで、個々の焦点距離が短くなり、１つのレンズ（通常の光学系）で構成するよりも全長を短くすることができる。
前記複数配置された個別のレンズ系がそれぞれ１つの撮像面の異なる領域に光学像を形成することが望ましい。レンズアレイ光学系を構成すると、焦点距離が短くなるためセンサーの撮像面全域に結像させることが困難になる。そこで、個別のレンズ系で形成された複数の画像を合成し、１つの高解像の画像を得ることが可能となる。
前記複数配置された個別のレンズ系が少なくとも３種類の異なる分光感度特性を有することが望ましい。通常のレンズでは、可視光全域（波長４００〜６８０ｎｍあたり）で性能を確保することが求められているが、各レンズがＲＧＢの３波長に特化することで（例えば、Ｇならば波長５１０〜５７０ｎｍ）、対応波長が狭くなり、光学性能が確保しやすくなる。
前記第１〜第３レンズがいずれも光軸方向に固定されていることが望ましい。複数配置された個別のレンズ系を固定焦点とし、パンフォーカスとすることで、精度良く光軸方向でのレンズ位置を保証することが可能となる。特にレンズアレイ光学系で構成した場合、各レンズアレイプレートを精度良くズームやフォーカスのために移動させるのは困難であることから、固定焦点方式を採用することが好ましい。ただし、第１レンズから第３レンズまでを一体で移動させて行う全体フォーカス等の採用も必要に応じて可能である。
以上の説明から分かるように、本発明に係る撮像光学系は、画像入力機能付きデジタル機器（例えば携帯端末）用の撮像光学系としての使用に適しており、これを撮像素子等と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像光学装置を構成することができる。撮像光学装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成す光学装置であり、例えば、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像を形成する撮像光学系と、その撮像光学系により形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えることにより構成される。そして、撮像素子の受光面（すなわち撮像面）上に被写体の光学像が形成されるように、前述した特徴的構成を有する撮像光学系が配置されることにより、小型・低コストで高い性能を有する撮像光学装置やそれを備えたデジタル機器を実現することができる。
画像入力機能付きデジタル機器の例としては、デジタルカメラ，ビデオカメラ，監視カメラ，車載カメラ，テレビ電話用カメラ等のカメラが挙げられ、また、パーソナルコンピュータ，携帯端末（例えば、携帯電話，モバイルコンピュータ等の小型で携帯可能な情報機器端末），これらの周辺機器（スキャナー，プリンター等），その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けされるカメラが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像光学装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像光学装置を搭載することによりカメラ機能を付加することが可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。
図１６に、画像入力機能付きデジタル機器の一例として、デジタル機器ＤＵの概略構成例を模式的断面で示す。図１６に示すデジタル機器ＤＵに搭載されている撮像光学装置ＬＵは、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像（像面）ＩＭを形成する複数の撮像光学系ＬＮ（ＡＸ：個別のレンズ系の光軸）と、平行平板ＰＴ（撮像素子ＳＲのカバーガラス；必要に応じて配置される光学的ローパスフィルタ，赤外カットフィルタ等の光学フィルタ等に相当する。）と、撮像光学系ＬＮにより受光面（撮像面）ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲと、を備えている。この撮像光学装置ＬＵで画像入力機能付きデジタル機器ＤＵを構成する場合、通常そのボディ内部に撮像光学装置ＬＵを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像光学装置ＬＵをデジタル機器ＤＵの本体に対して着脱自在又は回動自在に構成することが可能である。
撮像光学系ＬＮは、物体側より順に第１〜第３レンズからなる単焦点の３枚構成からなり、撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に光学像ＩＭを形成する構成になっている。撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ(Charge Coupled Device)型イメージセンサー，ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型イメージセンサー等の固体撮像素子が用いられる。撮像光学系ＬＮは、撮像素子ＳＲの光電変換部である受光面ＳＳ上に被写体の光学像ＩＭが形成されるように設けられているので、撮像光学系ＬＮによって形成された光学像ＩＭは、撮像素子ＳＲによって電気的な信号に変換される。なお、上記のように、ＣＣＤ型イメージセンサー，ＣＭＯＳ型イメージセンサー等の撮像素子ＳＲの使用を想定しているため、撮像光学系ＬＮと像面ＩＭとの間にはカバーガラスが平行平板ＰＴとして配置されるが、もちろんセンサーの種類によってはカバーガラスを配置しない場合も考えられる。
デジタル機器ＤＵは、撮像光学装置ＬＵの他に、信号処理部１，制御部２，メモリ３，操作部４，表示部５等を備えている。撮像素子ＳＲで生成した信号は、信号処理部１で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリ３（半導体メモリ，光ディスク等）に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号等に変換されたりして他の機器に伝送される（例えば携帯電話の通信機能）。制御部２はマイクロコンピュータからなっており、撮影機能（超解像方式での画像合成機能；静止画撮影機能，動画撮影機能等），画像再生機能等の機能の制御等を集中的に行う。例えば、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、制御部２により撮像光学装置ＬＵに対する制御が行われる。表示部５は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子ＳＲによって変換された画像信号あるいはメモリ３に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部４は、操作ボタン（例えばレリーズボタン），操作ダイヤル（例えば撮影モードダイヤル）等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部２に伝達する。
次に、第１〜第６の実施の形態を挙げて、撮像光学系ＬＮの具体的な光学構成を説明する。図１，図３，図５，図７，図９，図１１に、無限遠合焦状態にある撮像光学系ＬＮの第１〜第６の実施の形態を、光学断面でそれぞれ示す。第ｊレンズＬｊ（ｊ＝１，２，３）は物体側からｊ番目に位置するレンズであり、撮像光学系ＬＮの像側に配置されている平行平板ＰＴは、撮像素子ＳＲのカバーガラス等を想定したものである。
第１〜第６の実施の形態の撮像光学系ＬＮでは、物体側から、開口絞りＳＴ，正の第１レンズＬ１，正又は負の第２レンズＬ２，及び正の第３レンズＬ３の順に配置されている。いずれも第１レンズＬ１と第３レンズＬ３は物体側に凸面を向けた形状を有しており、撮像光学系ＬＮを構成している全てのレンズ面は非球面であり、全てのレンズはプラスチック材料を光学材料として想定している。また、撮像光学系ＬＮにおいて最も物体側に開口絞りＳＴを配置することにより、入射瞳と撮像面ＳＳとの距離が近づきすぎず、良好なテレセントリック性能を実現することを可能としている。
第１〜第６の実施の形態の撮像光学系ＬＮは、レンズアレイ光学系として超解像方式に適用するのに最適な撮像光学系である。レンズアレイ光学系は、１つの撮像素子ＳＲに対してアレイ状に複数のレンズが配置された光学系であり、超解像方式は、個々のレンズが同じ画角で形成した画像を合成する際に各位相が異なることを高解像化に利用する画像処理方式である。
通常の撮像光学系ＬＮは、図１３（Ｂ）に示すように、撮像素子ＳＲとの１対の組み合わせで構成される。それに対し、レンズアレイ光学系としての撮像光学系ＬＮは、図１３（Ａ）に示すように、レンズアレイプレートＬＡで個別のレンズ系として複数構成される。各撮像光学系ＬＮは、撮像素子ＳＲにおいて複数の領域（例えば４行４列）に分割された受光面ＳＳに対応するように配置されるため、撮像光学系ＬＮをレンズアレイプレートＬＡで複数構成することにより、撮像光学系ＬＮの全長を短縮することができる。
複数の領域に分割された受光面ＳＳに対応するように撮像光学系ＬＮを設けると、撮像素子ＳＲの数と同じ数のレンズを配置することになるが、これはレンズアレイプレートＬＡでのアレイ化により一体的に構成される。つまり、図１４に示すように、複数の第１レンズＬ１で１つの第１レンズアレイプレートＬＡ１を構成し、複数の第２レンズＬ２で第２レンズアレイプレートＬＡ２を構成し、複数の第３レンズＬ３で第３レンズアレイプレートＬＡ３を構成する。
上記の第１レンズアレイプレートＬＡ１、第２レンズアレイプレートＬＡ２、第３レンズアレイプレートＬＡ３は、いずれもプラスチック材料として、インジェクション成形により構成される。そして、図１５に示すように、第１レンズＬ１のみで構成された第１レンズアレイプレートＬＡ１、第２レンズＬ２のみで構成された第２レンズアレイプレートＬＡ２、第３レンズＬ３のみで構成された第３レンズアレイプレートＬＡ３、を光軸ＡＸ（図１４）に沿って配置することで、１つのセンサーを複数の領域に分割しそれに対応した複数の撮像光学系ＬＮを構成している。なお、第１レンズＬ１の物体側には開口絞りＳＴが位置するように、複数の開口絞りＳＴからなる１つの開口部材ＳＡが配置されている。
上記複数の撮像光学系ＬＮは、ほぼ同じ被写体を撮影し、その複数の画像を１つに合成している。この場合、複数の撮像光学系ＬＮは、前述したように、例えばＲＧＢ等の異なる３種類の分光特性を有していることが望ましい。また、複数の撮像光学系ＬＮがそれぞれ１つの受光面ＳＳ上の別の領域で結像を行うため、複数の撮像光学系ＬＮの光軸ＡＸ方向のピント位置は同じである。
以下、本発明を実施した撮像光学系の構成等を、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１〜６（ＥＸ１〜６）は、前述した第１〜第６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６の実施の形態を表すレンズ構成図（図１，図３，図５，図７，図９，図１１）は、対応する実施例１〜６のレンズ断面形状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，曲率半径ｒ（ｍｍ），軸上面間隔ｄ（ｍｍ），ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に関する屈折率ｎｄ，ｄ線に関するアッベ数ｖｄ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−（１＋ｋ）Ｃ2・ｈ2｝］＋Ａ４・ｈ4＋Ａ６・ｈ6＋Ａ８・ｈ8＋Ａ１０・ｈ10＋Ａ１２・ｈ12＋Ａ１４・ｈ14＋Ａ１６・ｈ16＋Ａ１８・ｈ18＋Ａ２０・ｈ20 …（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方向の変位量（面頂点基準）、
Ｃ：面頂点での曲率（曲率半径ｒの逆数）、
ｋ：円錐係数、
Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２，Ａ１４，Ａ１６，Ａ１８，Ａ２０：それぞれ４次，６次，８次，１０次，１２次，１４次，１６次，１８次，２０次の非球面係数、
である。
表１に各実施例の条件式対応値を示し、表２に各レンズ（Ｌｊ，ｊ＝１，２，３）の面形状（近軸曲率に基づいた表記である。）とパワー（正又は負で表記する。）を示す。また表３に、各種データ（ｄ線に関する値）として、全系の焦点距離（ｆ，ｍｍ），各レンズ（Ｌｊ，ｊ＝１，２，３）の焦点距離（ｆ１，ｆ２，ｆ３；ｍｍ），レンズ全長（ＴＬ，ｍｍ），Ｆナンバー（ＦＮＯ），バックフォーカス（ＢＦ，ｍｍ），最大像高（Ｙ’，ｍｍ；撮像素子ＳＲの撮像面ＳＳの対角線長の半分に相当する。），第１レンズＬ１の像側面から第２レンズＬ２の物体側面までの軸上面間隔（ｄ１２，ｍｍ），第２レンズＬ２の像側面から第３レンズＬ３の物体側面までの軸上面間隔（ｄ２３，ｍｍ），第１レンズＬ１の物体側面から第３レンズＬ３の像側面までの軸上面間隔（ｍｍ）を示す。なお、バックフォーカスＢＦは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算長により表記しており、レンズ全長ＴＬは、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスＢＦを加えたものである。
図２，図４，図６，図８，図１０，図１２は、実施例１〜６（ＥＸ１〜６）の収差図であり、（Ａ）は球面収差（ｍｍ）、（Ｂ）は非点収差（ｍｍ）、（Ｃ）は歪曲収差（％）を示している。球面収差図（Ａ）において、実線はｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する球面収差量、二点鎖線はｅ線（波長５４６．１ｎｍ）に対する球面収差量、点線はＦ線（波長４８６．１ｎｍ）に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量で表しており、縦軸はＦナンバーを表している。非点収差図（Ｂ）において、一点鎖線Ｔはｄ線に対するタンジェンシャル像面、実線Ｓはｄ線に対するサジタル像面を、それぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量で表しており、縦軸は像高Ｙ’（ｍｍ）を表している。歪曲収差図（Ｃ）において、横軸はｄ線に対する歪曲を表しており、縦軸は像高Ｙ’（ｍｍ）を表している。なお、最大像高Ｙ’は、撮像素子ＳＲの撮像面ＳＳの対角線長の半分に相当する。
実施例１の撮像光学系ＬＮ（図１）は、物体側から順に、開口絞りＳＴと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第３レンズＬ３と、からなっている。すべてのレンズＬ１〜Ｌ３がプラスチックで構成されており、また、すべての面が非球面からなっている。
実施例２の撮像光学系ＬＮ（図３）は、物体側から順に、開口絞りＳＴと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第１レンズＬ１と、両凹形状を有する負パワーの第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第３レンズＬ３と、からなっている。すべてのレンズＬ１〜Ｌ３がプラスチックで構成されており、また、すべての面が非球面からなっている。
実施例３の撮像光学系ＬＮ（図５）は、物体側から順に、開口絞りＳＴと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第３レンズＬ３と、からなっている。すべてのレンズＬ１〜Ｌ３がプラスチックで構成されており、また、すべての面が非球面からなっている。
実施例４の撮像光学系ＬＮ（図７）は、物体側から順に、開口絞りＳＴと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第１レンズと、両凹形状を有する負パワーの第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第３レンズＬ３と、からなっている。すべてのレンズＬ１〜Ｌ３がプラスチックで構成されており、また、すべての面が非球面からなっている。
実施例５の撮像光学系ＬＮ（図９）は、物体側から順に、開口絞りＳＴと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で正のパワーを有する第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第３レンズＬ３と、からなっている。すべてのレンズＬ１〜Ｌ３がプラスチックで構成されており、また、すべての面が非球面からなっている。
実施例６の撮像光学系ＬＮ（図１１）は、物体側から順に、開口絞りＳＴと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正パワーの第３レンズＬ３と、からなっている。すべてのレンズＬ１〜Ｌ３がプラスチックで構成されており、また、すべての面が非球面からなっている。
実施例１〜６では、ＣＣＤ型イメージセンサー，ＣＭＯＳ型イメージセンサー等の撮像素子ＳＲへの使用を想定しているため、第３レンズＬ３と結像面ＩＭとの間にはカバーガラス（平行平板ＰＴ）が配置されているが、もちろんセンサーの種類によってはカバーガラスを配置しない場合も考えられる。
実施例１
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物体面 ∞ ∞
絞り面 ∞ 0.000
1* 0.716 0.488 1.6028 28.3
2* 0.826 0.134
3* 1.421 0.436 1.53048 55.7
4* 1.427 0.180
5* 0.900 0.459 1.6028 28.3
6* 1.662 0.1
7 ∞ 0.5 1.5168 64.1
8 ∞ 0.063
像面 ∞
非球面データ
第1面 第2面
k -0.003276 1.651092
A4 2.40796E-01 -2.49738E-01
A6 -5.86500E+00 -7.74167E+00
A8 7.88081E+01 1.80676E+02
A10 -3.34320E+02 -1.44726E+03
A12 -5.07934E+03 -7.70587E+03
A14 8.59280E+04 1.60532E+05
A16 -4.99253E+05 -8.38975E+05
A18 9.42327E+05 2.73353E+06
A20 7.31558E+05 -8.22542E+06
非球面データ
第3面 第4面
k -2.831533 5.031882
A4 -1.51681E+00 -1.98647E+00
A6 1.74423E+01 5.44769E+00
A8 -1.52577E+02 -2.15683E+01
A10 -5.36170E+02 -3.31169E+00
A12 1.02459E+04 7.30140E+01
A14 9.50253E+03 5.89943E+01
A16 -3.96606E+05 -4.03555E+02
A18 -2.71891E+05 -1.49352E+03
A20 6.36818E+06 3.19191E+03
非球面データ
第5面 第6面
k -11.745635 -4.603493
A4 4.80669E-01 -5.18938E-03
A6 -4.03948E+00 -1.38359E+00
A8 6.92952E+00 1.42639E+00
A10 -2.60387E+00 -2.36359E+00
A12 -1.84286E+01 2.81311E+00
A14 -2.78772E+00 0
A16 -5.50253E-01 0
A18 3.28247E+01 0
A20 2.14817E+02 0
実施例２
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物体面 ∞ ∞
絞り面 ∞ 0.000
1* 0.690 0.493 1.6028 28.3
2* 1.173 0.172
3* -10.352 0.406 1.53048 55.7
4* 1.107 0.100
5* 0.667 0.517 1.6028 28.3
6* 1.882 0.1
7 ∞ 0.5 1.5168 64.1
8 ∞ 0.066
像面 ∞
非球面データ
第1面 第2面
k 0.075226 4.449213
A4 2.75307E-01 1.82223E-01
A6 -5.68062E+00 -8.80202E+00
A8 8.14586E+01 1.94169E+02
A10 -3.57023E+02 -1.34560E+03
A12 -5.28877E+03 -9.64039E+03
A14 8.63031E+04 1.69205E+05
A16 -4.65323E+05 -8.38975E+05
A18 7.64707E+05 2.73353E+06
A20 7.31558E+05 -8.22542E+06
非球面データ
第3面 第4面
k 4.591473 2.533657
A4 -1.86838E+00 -3.64735E+00
A6 1.69642E+01 1.18423E+01
A8 -1.53712E+02 -2.42480E+01
A10 -4.34885E+02 -2.13499E+01
A12 1.01142E+04 5.51933E+01
A14 -1.65062E+03 1.27601E+02
A16 -4.21312E+05 -1.98751E+01
A18 2.39986E+04 -8.45084E+02
A20 7.09059E+06 -2.51135E+02
非球面データ
第5面 第6面
k -6.406076 0.402485
A4 -1.18685E-01 5.61835E-03
A6 -1.31599E+00 -1.75083E+00
A8 3.35561E+00 2.70735E+00
A10 -4.26759E-01 -1.73745E+00
A12 -8.72391E+00 -3.53076E-02
A14 -1.14768E+00 0
A16 -5.87614E+00 0
A18 -2.68821E+00 0
A20 6.76532E+01 0
実施例３
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物体面 ∞ ∞
絞り面 ∞ 0.000
1* 0.799 0.482 1.6028 28.3
2* 0.775 0.106
3* 0.899 0.448 1.53048 55.7
4* 1.594 0.248
5* 0.970 0.449 1.6028 28.3
6* 1.350 0.1
7 ∞ 0.5 1.5168 64.1
8 ∞ 0.060
像面 ∞
非球面データ
第1面 第2面
k -0.098677 0.777739
A4 1.75093E-01 -8.91143E-01
A6 -6.27355E+00 -7.31225E+00
A8 8.85933E+01 1.90964E+02
A10 -4.16763E+02 -1.89509E+03
A12 -5.22770E+03 -2.62716E+03
A14 9.10750E+04 1.39834E+05
A16 -5.17983E+05 -8.38975E+05
A18 9.42327E+05 2.73353E+06
A20 7.31558E+05 -8.22542E+06
非球面データ
第3面 第4面
k -1.418494 6.195033
A4 -1.50191E+00 -1.52501E+00
A6 1.35754E+01 4.53973E+00
A8 -1.13784E+02 -2.44619E+01
A10 -5.88068E+02 5.03644E+00
A12 9.05790E+03 1.00691E+02
A14 7.61731E+03 8.93047E+00
A16 -3.08878E+05 -8.26516E+02
A18 -5.48865E+05 -2.20383E+03
A20 6.36818E+06 8.86076E+03
非球面データ
第5面 第6面
k -17.706442 -0.896836
A4 7.93420E-01 -3.28312E-01
A6 -7.17631E+00 -1.14087E+00
A8 1.84044E+01 1.85744E+00
A10 -2.33247E+01 -4.82179E+00
A12 -1.91142E+01 5.00196E+00
A14 -5.23444E+00 0
A16 -1.49449E+01 0
A18 2.61480E+01 0
A20 5.08688E+02 0
実施例４
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物体面 ∞ ∞
絞り面 ∞ 0.000
1* 0.706 0.496 1.53048 55.7
2* 4.590 0.178
3* -0.977 0.400 1.53048 55.7
4* 2.033 0.100
5* 0.608 0.577 1.6028 28.3
6* 1.345 0.1
7 ∞ 0.5 1.5168 64.1
8 ∞ 0.059
像面 ∞
非球面データ
第1面 第2面
k 0.113813 13.249738
A4 2.91444E-01 3.04440E-01
A6 -6.21107E+00 -1.07284E+01
A8 8.79673E+01 2.96698E+02
A10 -3.69579E+02 -2.55430E+03
A12 -5.47143E+03 -1.06155E+04
A14 8.58618E+04 2.42790E+05
A16 -4.52633E+05 -8.80961E+05
A18 7.50322E+05 2.08575E+06
A20 5.86628E+05 -1.85099E+07
非球面データ
第3面 第4面
k 3.861817 9.145120
A4 -5.67008E-01 -3.35810E+00
A6 1.63418E+01 1.52073E+01
A8 -7.78802E+01 -2.86656E+01
A10 -1.01587E+03 -1.27581E+01
A12 9.11191E+03 9.11921E+01
A14 2.92287E+04 7.39828E+01
A16 -4.30369E+05 -6.89215E+02
A18 5.56496E+04 -8.11168E+02
A20 4.50501E+06 7.50243E+03
非球面データ
第5面 第6面
k -5.693553 1.050823
A4 -2.73552E-01 -1.90125E-01
A6 1.37015E-01 -1.70631E+00
A8 6.62020E-01 2.96197E+00
A10 5.62902E-01 -1.91695E+00
A12 -3.14596E+00 -2.70234E-01
A14 -1.69653E-01 0
A16 -2.39692E+00 0
A18 -3.03213E+00 0
A20 1.36724E+01 0
実施例５
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物体面 ∞ ∞
絞り面 ∞ 0.000
1* 0.754 0.488 1.53048 55.7
2* 0.874 0.136
3* 1.118 0.433 1.6028 28.3
4* 1.474 0.239
5* 0.945 0.442 1.6028 28.3
6* 1.357 0.1
7 ∞ 0.5 1.5168 64.1
8 ∞ 0.059
像面 ∞
非球面データ
第1面 第2面
k 0.004557 3.982545
A4 1.79747E-01 -1.28093E+00
A6 -6.86573E+00 -1.14388E+01
A8 9.13185E+01 1.93145E+02
A10 -3.88151E+02 -1.95216E+03
A12 -5.48986E+03 -5.10095E+03
A14 8.89643E+04 1.60994E+05
A16 -4.96707E+05 -8.82989E+05
A18 9.34405E+05 2.33182E+06
A20 5.53515E+05 -7.87608E+06
非球面データ
第3面 第4面
k -1.244222 1.444605
A4 -1.30886E+00 -1.40064E+00
A6 7.33120E+00 4.51699E+00
A8 -4.84386E+01 -2.33569E+01
A10 -6.40887E+02 1.10509E+01
A12 6.27654E+03 1.03946E+02
A14 2.18530E+03 2.85067E+00
A16 -1.49237E+05 -7.50612E+02
A18 -3.81566E+05 -1.75315E+03
A20 3.16313E+06 8.08588E+03
非球面データ
第5面 第6面
k -16.179552 -0.591450
A4 7.32819E-01 -3.39225E-01
A6 -6.16865E+00 -1.04766E+00
A8 1.46336E+01 1.88847E+00
A10 -1.83041E+01 -5.43180E+00
A12 -8.78420E+00 6.01634E+00
A14 -1.28610E+01 0
A16 -2.30059E+01 0
A18 2.84420E+01 0
A20 6.41934E+02 0
実施例６
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物体面 ∞ ∞
絞り面 ∞ 0.000
1* 0.775 0.485 1.6028 28.3
2* 0.810 0.133
3* 1.089 0.465 1.53048 55.7
4* 1.495 0.206
5* 0.784 0.449 1.53048 55.7
6* 1.267 0.100
7 ∞ 0.5 1.5168 64.1
8 ∞ 0.060
像面 ∞
非球面データ
第1面 第2面
k -0.043837 3.142856
A4 1.86554E-01 -8.79352E-01
A6 -5.38431E+00 -1.00304E+01
A8 7.85046E+01 1.73308E+02
A10 -3.79198E+02 -1.68458E+03
A12 -5.11433E+03 -5.43775E+03
A14 8.80672E+04 1.53359E+05
A16 -4.88952E+05 -8.51914E+05
A18 8.82302E+05 2.33182E+06
A20 4.24793E+05 -7.87608E+06
非球面データ
第3面 第4面
k 5.351582 -0.941554
A4 -1.84923E+00 -1.72932E+00
A6 9.06095E+00 6.75696E+00
A8 -7.99628E+01 -2.55354E+01
A10 -4.99716E+02 3.72861E-01
A12 5.89472E+03 9.77260E+01
A14 1.51088E+03 6.12582E+01
A16 -2.32716E+05 -5.62414E+02
A18 9.08921E+05 -1.89972E+03
A20 -1.87119E+06 5.28874E+03
非球面データ
第5面 第6面
k -11.270163 0.830027
A4 7.37202E-01 -3.61056E-01
A6 -6.24317E+00 -1.19082E+00
A8 1.42869E+01 1.07893E+00
A10 -1.56412E+01 -2.49301E+00
A12 -1.56874E+01 1.96813E+00
A14 -1.42730E+01 -0.091399127
A16 -3.16407E+01 0.59093441
A18 9.47555E+01 1.422367523
A20 1.86746E+02 1.214376865
Figure 2014106389
Figure 2014106389
Figure 2014106389
ＤＵ デジタル機器
ＬＵ 撮像光学装置
ＬＮ 撮像光学系
Ｌ１〜Ｌ３ 第１〜第３レンズ
ＬＡ１〜ＬＡ３ 第１〜第３レンズアレイプレート
ＳＴ 開口絞り（絞り）
ＳＡ 開口部材
ＳＲ 撮像素子
ＳＳ 受光面（撮像面）
ＩＭ 像面（光学像）
ＡＸ 光軸
１ 信号処理部
２ 制御部
３ メモリ
４ 操作部
５ 表示部

Claims (16)

  1. 撮像素子の撮像面に物体の光学像を形成するための撮像光学系であって、物体側より順に、絞りと、物体側面が凸面で正のパワーを持つ第１レンズと、第２レンズと、物体側面が凸面で正のパワーを持つ第３レンズと、から構成され、前記第１レンズ，第２レンズ及び第３レンズがいずれもプラスチックで構成され、以下の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする撮像光学系；
    ０．９≦ｆ１／ｆ＜６ …（１）
    ０．０３＜ｄ１２／ＴＬ＜０．０９ …（２）
    ０．０３＜ｄ２３／ＴＬ＜０．１２ …（３）
    ただし、
    ｆ１：第１レンズの焦点距離、
    ｆ：撮像光学系全系の焦点距離、
    ｄ１２：第１レンズの像側面から第２レンズの物体側面までの光軸上での距離、
    ｄ２３：第２レンズの像側面から第３レンズの物体側面までの光軸上での距離、
    ＴＬ：第１レンズの物体側面から像面までの光学長（ただし、バックフォーカスはレンズ最終面から像面までの距離を空気換算した長さである。）、
    である。
  2. 前記第１レンズが物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであることを特徴とする請求項１記載の撮像光学系。
  3. 前記第１レンズの少なくとも１面、前記第２レンズの両面、前記第３レンズの両面が非球面で構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の撮像光学系。
  4. 前記第３レンズの物体側面と像側面のいずれもが、光軸から周辺にいくに従って曲率が緩くなる非球面形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像光学系。
  5. 以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像光学系；
    ０．２＜Ｙ’／ＴＬ＜０．４５ …（４）
    ただし、
    Ｙ’：最大像高、
    ＴＬ：第１レンズの物体側面から像面までの光学長（ただし、バックフォーカスはレンズ最終面から像面までの距離を空気換算した長さである。）、
    である。
  6. 以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像光学系；
    ０．４＜ｆ／ＴＬ＜０．８ …（５）
    ただし、
    ｆ：撮像光学系全系の焦点距離、
    ＴＬ：第１レンズの物体側面から像面までの光学長（ただし、バックフォーカスはレンズ最終面から像面までの距離を空気換算した長さである。）、
    である。
  7. 以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像光学系；
    ＦＮＯ＜２．７ …（６）
    ただし、
    ＦＮＯ：Ｆナンバー、
    である。
  8. 前記第２レンズが正のパワーを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像光学系。
  9. 前記第１レンズが光軸に対して垂直方向に複数配置された第１レンズアレイプレートと、前記第２レンズが光軸に対して垂直方向に複数配置された第２レンズアレイプレートと、前記第３レンズが光軸に対して垂直方向に複数配置された第３レンズアレイプレートと、で構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の撮像光学系。
  10. 前記第１〜第３レンズアレイプレートで、前記第１〜第３レンズからなる個別のレンズ系が、光軸に対して垂直方向に複数配置された構成とすることを特徴とする請求項９記載の撮像光学系。
  11. 前記複数配置された個別のレンズ系がそれぞれ１つの撮像面の異なる領域に光学像を形成することを特徴とする請求項１０記載の撮像光学系。
  12. 前記複数配置された個別のレンズ系が少なくとも３種類の異なる分光感度特性を有することを特徴とする請求項１０又は１１記載の撮像光学系。
  13. 前記第１〜第３レンズがいずれも光軸方向に固定されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の撮像光学系。
  14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の撮像光学系と、撮像面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の撮像面上に複数の光学像が形成されるように前記撮像光学系が複数設けられていることを特徴とする撮像光学装置。
  15. 請求項１４記載の撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とするデジタル機器。
  16. 携帯端末であることを特徴とする請求項１５記載のデジタル機器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015025998A (ja) * 2013-07-29 2015-02-05 株式会社オプトロジック 撮像レンズ
CN106556917A (zh) * 2015-09-25 2017-04-05 先进光电科技股份有限公司 光学成像系统
CN111683234A (zh) * 2020-06-04 2020-09-18 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 一种内窥镜成像方法、装置及相关设备
US11320630B2 (en) 2017-03-10 2022-05-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lens system, interchangeable lens device, and camera system

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