JP4518836B2

JP4518836B2 - 撮像レンズ系

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Publication number: JP4518836B2
Application number: JP2004145464A
Authority: JP
Inventors: 延孝峯藤
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2024-05-14
Also published as: KR100933061B1; US20050253952A1; US7307799B2; KR20060047879A; JP2005326682A

Description

本発明は、固体撮像素子を用いた撮像レンズ系装置、小型軽量なデジタルスチルカメラ、ビデオカメラや、特に薄型化が必要な携帯電話や携帯端末等に適した、口径比１：２．８〜３.５程度の明るさを有し、半画角３０゜以上まで包括可能なコンパクトで高性能な撮像レンズ系に関する。

近年、従来の銀塩カメラに代わってＣＣＤやＣＭＯＳ等の小型撮像素子を用いたデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ（以下、デジタルカメラ）が急速に普及しつつある。これらのデジタルカメラでは、近年の固体撮像素子の小型化、高密度化に伴い高解像度化や高変倍ズームなどを用いた高機能化が進みつつある。一方ではより携帯性を重視した携帯電話や携帯端末等（携帯機器）にレンズユニットを組み込みデジタルカメラの機能を持たせたものも急速に普及しつつある。

小型のデジタルカメラでは携帯時にレンズを本体内に沈胴するなど機械的に行い収納時の薄型化を図っている。しかしながら、携帯機器では落下、衝撃等の基準が厳しいため、使用時に本体より部分的に突出させる機構や、機械的な駆動機構を採用することが難しい。そのため小型の撮像素子を用いて、光学系も単レンズや２枚程度のレンズを用いた固定されたレンズを用いるものが主であった。しかしながら、このような１〜２枚程度のレンズではメモ程度の画像しか得られないという問題があった。近年これら携帯機器に組み込まれるカメラにもデジタルカメラに相当するような高解像度の画像が求められるようになってきた。

この種のデジタルカメラに用いられている固体撮像素子は、受光部の開口効率を上げるために画素の受光面（撮像面）近傍に微小マイクロレンズやカラー画像を得るための色フィルターを配置している。これらのマイクロレンズや色フィルターは撮像面からやや離れたところにあるため、撮像面に対してレンズからの光束が斜めに入射すると光がフィルターによってけられ、周辺光量低下の原因となったり、色フィルターと画素の位置関係がずれることに起因する色むらを生じたりする。そのため、撮像レンズ系には、撮像面に対してできるだけ垂直に近い状態で光束が入射するような、いわゆるテレセントリック性が良好であること、すなわち射出瞳が像面から遠く離れたような光学系が要求される。

また、固体撮像素子には、撮像面に傷、ゴミ等がつくのを防止するための保護用ガラス板や、撮像素子の周期構造に起因して発生するモアレ等を防ぐための光学ローパスフィルター、また赤外波長域の感度を下げ比視感度に近づけるための赤外カットフィルターなどの光学素子を配置する空間が必要とされる。また、レンズに付着したゴミ等によるかげりを防ぐためにも全体として長いバックフォーカス（レンズ最終面から撮像面までの距離）が必要となる。

さらに高解像度化を達成するには、従来は画面寸法を一定にして画素を微細化することで画素数をあげるのが一般的であったが、近年その画素ピッチも可視光の波長に徐々に近づきつつある。既に１画素のピッチが２μｍ台前半のものが実現されており、画素ピッチの微細化は限界に近い。従って高画素化のためには画面寸法を大きくして高画素化を達成することが不可欠になってきた。画面寸法を大きくすることは、撮像レンズ系としては焦点距離を長くすることであり、収差も焦点距離に比例して大きくなることを考慮すると、撮像レンズ系への負担が一段と大きくなる傾向にある。
特開平５-１８８２８４号公報特開２００１-７５００６号公報特開２００２-２２８９２２号公報特開２００２-３６５５２９号公報

しかしながら、近年ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の色フィルターやマイクロレンズを撮像レンズ系に合わせて最適化して配置することができるようになり、テレセントリック性は比較的条件が緩和されるようになってきた。また撮像レンズ系と固体撮像素子の間に配置されていた光学ローパスフィルターも、画像処理技術の進化と高速化により画像処理技術で置き換えて省略することが可能となってきた。このように固体撮像素子およびその周辺技術の進化にともなって、適度なテレセントリック性と必要最小限のバックフォーカスをもち、さらに高解像度でコンパクトな撮像レンズ系の要求は一層高まっている。

携帯性にすぐれた機器に用いられる小型の撮像レンズ系としては、レンズの物体側に開口絞りを配置した１枚構成のレンズ系や、２枚構成のレンズ系が知られている。しかしながら、これらの１、２枚のレンズで構成されたレンズ系は高画質、高解像度化に対応したものとは言い難いという問題がある。

これを解決するために、特開平５-１８８２８４号、特開２００１-７５００６号のように、最も物体側に開口絞りを配置し、その後方に正負正の３枚構成を配置した撮像レンズ系が提案されている。しかしながら、これらの撮像レンズ系のように前後の正レンズにパワーを分散させるタイプでは、バックフォーカスは比較的長くとれるが、光学ローパスフィルターや赤外カットフィルターを省いた構成をとる場合、絞りから結像面までの距離が長くなり過ぎてしまい好ましくない。また、各レンズのパワーが比較的強く設定されるため、コスト低減のために樹脂材料等を使う場合には、温度や湿度などの環境変化に弱いなどの問題が生じる。

これを解決するために、特開２００２-２２８９２２号や特開２００２-３６５５２９号のように、物体側のレンズ群に強い正のパワーをもたせ、像側のレンズはパワーを弱くして補正効果のみとし絞りから結像面を短くしたタイプも提案されている。しかしながら、これらの撮像レンズ系は４枚構成としているために、レンズ全長の小型化のためには各レンズ厚を薄くしなければならず加工が困難になるとともに製造コストも高くなってしまうという問題があった。

本発明は、小型のデジタルスチルカメラ、ビデオカメラや、特に携帯電話や携帯端末等に組み込み可能な、口径比１：２．８〜３.５程度の明るさを有し、半画角３０゜以上の画角を包括可能で、高解像度の撮像素子にも十分対応可能な結像性能を有し、簡単な構成で、全長の短い安価でコンパクトな撮像レンズ系を提供することを目的とする。

本発明の撮像レンズ系は、物体側から順に、開口絞りと、全体として正のパワーの第１レンズ群と、正または負のパワーの第２レンズ群とからなり、第１レンズ群は、物体側から順に、像側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズと像側に凹面を向けた負のパワーを有する第２レンズの２枚のレンズからなり、第２レンズ群は、光軸近傍において物体側に凸面を向けた両面共に非球面からなるメニスカス第３レンズからなり、第１レンズの少なくとも物体側の面は近軸球面と比較した非球面変位が光軸から離れるに従って物体側に変化する非球面からなり、次の条件式（１）ないし（３）を満足することを特徴としている。
（１）０．６＜|ｆ₁／ｆ₂|＜１．０
（２）１．０＜ｆ₁₂／ｆ＜１．６
（３）０．３０１≦|Ｒ ₂ ／ｆ|＜０．７
但し、
ｆ：レンズ全系の焦点距離、
ｆ₁：第１レンズの焦点距離、
ｆ₂：第２レンズの焦点距離、
ｆ₁₂：第１レンズ群の焦点距離、
Ｒ ₂ ：第１レンズの像側の面の曲率半径、
である。

第２レンズは、その少なくとも像側の面を近軸球面と比較した非球面変位が光軸から離れるに従って物体側に変化する非球面とすることにより、適度なテレセントリック性と諸収差のバランスをとることが可能になる。第２レンズは、次の条件式（４）及び（５）を満足させることが好ましい。
（４）０．２＜Ｒ₄／ｆ＜０．７
（５）０．１５＜Ｄ／ｆ＜０．４
但し、
Ｒ₄：第２レンズの像側の面の近軸球面の曲率半径、
Ｄ：第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔、
である。

第２レンズ群を構成する正または負のパワーの第３レンズは、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
（６）−０．１＜ｆ₁₂／ｆ₃＜０．７
但し、
ｆ₃：第３レンズの焦点距離、
である。

また、この両面非球面の第２レンズ群（第３レンズ）は、近軸ではパワーが小さく、周辺では近軸より強い正のパワーを持つものであり、成形が容易な樹脂材料から構成するのがよい。そしてその両面の非球面のうち物体側の非球面は、近軸球面に比較して光軸から離れるに従い正のパワーがゆるくなる非球面から構成し、像側の非球面は近軸球面に比較して光軸から離れるに従い負のパワーがゆるくなり最周辺部ではパワーが逆転して正のパワーを有する非球面から構成し、次の条件式（７）を満足することが好ましい。
（７）０．４＜Ｒ₅／ｆ＜１．０
但し、
Ｒ₅：第３レンズの物体側の面の近軸球面の曲率半径、
である。

本発明によれば、小型のデジタルカメラ、携帯機器等に用いられる撮像レンズ系であって、口径比２.８〜３.５倍程度、半画角３０゜以上の画角まで対応でき、高解像度の撮像素子に適した結像性能を有し、コンパクトで安価な撮像レンズ系を提供することができる。

本実施形態の撮像レンズ系は、図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３、図１５、図１７及び図１９の各数値実施例のレンズ構成図に示すように、物体側から順に、開口絞りＳと、全体として正のパワーを有する第１レンズ群１０と、正または負のパワーの第２レンズ群２０からなり、第１レンズ群１０は、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ１１と負のパワーを有する第２レンズ１２からなっている。また第２レンズ群２０は、光軸近傍において物体側に凸面を向けた両面共に非球面からなるメニスカス第３レンズからなっており、全体として３枚構成である。各レンズ構成図は、デジタルカメラ用の撮像レンズ系に本発明を適用したもので、Ｇは、ローパスフィルター、赤外カットフィルター、ＣＣＤカバーガラス等の各種フィルター類を１枚の平行平面板で表したものである。

本撮像レンズ系では、正のパワーを有する第１レンズと負のパワーを有する第２レンズの２枚のレンズ（第１レンズ群）に全レンズ系の主たるパワーを持たせ、弱いパワーで両面に非球面を施した第３レンズ（第２レンズ群）により第１レンズ群で発生した像面湾曲や歪曲収差などの軸外収差を補正することを特徴としている。第３レンズ（第２レンズ群）のパワーの正負は問わない。

条件式（１）は、第１レンズと第２レンズのパワーの比に関する条件であり、第１レンズ群内の正レンズと負レンズのパワーを適切に配分することにより球面収差、コマ収差を良好に補正すると同時に小型化を達成するための条件である。また条件式（１）の範囲内で正レンズと負レンズのパワーを適切に配分することにより軸上の色収差と倍率の色収差をバランス良く補正することが可能となる。

条件式（１）の下限を超えると、第１レンズの正のパワーが強くなりすぎ、第１レンズで発生する球面収差が増大し第２レンズ以降のレンズで補正することが困難になる。逆に条件式（１）の上限を超えると、第２レンズの負のパワーが強くなりすぎ、軸外コマ収差が増大しまた像面湾曲を良好に補正することが困難になる。

条件式（２）は、第１レンズ群とレンズ全系のパワーの比に関する条件であり、レンズの小型化と良好なテレセントリック性を得るための条件である。条件式（２）の下限を超えると、第１レンズ群のパワーが強くなりすぎ、広角化と小型化には有利になるが、十分なバックフォーカスが得られなくなり、またテレセントリック性が悪化する。逆に、条件式（２）の上限を超えると、第１レンズ群のパワーが弱くなりすぎ、射出瞳位置がそれに伴い像面から離れるためテレセントリック性は良くなるが、広角化を達成するには第２レンズ群を正としてそのパワーを強くしなければならなくなり好ましくない。

第１レンズ群の第１レンズは像側に凸面を向けた正レンズから構成し、第２レンズは像側に凹面を向けた負レンズから構成することができる。このとき、第１レンズの少なくとも物体側の面は、近軸球面と比較した非球面変位が光軸から離れるに従って物体側に変化する非球面とし、条件式（３）を満足することが好ましい。

第１レンズは大きな正のパワーを有するため、球面収差、コマ収差の発生の原因となるが、その物体側の面をこのような非球面とすることで、第１レンズで発生する球面収差、コマ収差を効果的に補正することが可能になる。

条件式（３）の下限を超えて、第１レンズの像側の面の曲率半径が小さくなりすぎると、球面収差を補正することが困難になる。また像側の面で発生する収差を補正するために物体側の面に施された非球面の非球面量が大きくなりすぎ、コマ収差、像面湾曲を補正することが困難になる。逆に条件式（３）の上限を超えると、第１レンズの像側の面の曲率半径が大きくなり過ぎ、正のパワーを確保するために物体側の面の曲率半径が小さくなり広角化が困難になる。

また第２レンズの少なくとも像側の面は、近軸球面と比較した非球面変位が光軸から離れるに従って物体側に変化する非球面とすることにより、第１レンズ群と第２レンズ群を適切な距離を保つことより適度なテレセントリック性と諸収差のバランスをとることが可能になる。

さらに、第２レンズの像側の面は、条件式（４）を満足するような強い発散面とし、第１レンズ群と第２レンズ群の距離を条件式（５）を満足するような距離とするのが好ましい。第２レンズの像側の面を発散面とすることにより、第２レンズ群から射出した光束を、効果的に光軸から離すことが可能になり、条件式（５）の範囲内で適切な位置に配置された第２レンズ群で効率よく屈折させることにより適度なテレセントリック性を得るとともに軸外収差を良好に補正することが可能となる。

条件式（４）の下限を超えると、第２レンズの像側の面の発散のパワーが強くなりすぎ、コマフレアーを小さく抑えることが困難になる。また、同時に第２レンズのレンズ周辺部の正のパワーも増大しすぎて、コマ収差を小さく補正することが困難になる。逆に、条件式（４）の下限を超えて、第２レンズの像側の面の曲率半径がゆるくなり発散のパワーが小さくなりすぎると、良好なテレセントリック性を得るためには、第２レンズと第３レンズの間隔（第１レンズ群と第２レンズ群の間隔）を広げる必要が生じ、レンズ全長のコンパクト化という点で好ましくない。

条件式（５）の下限を超えて、第１レンズ群と第２レンズ群の距離が近づきすぎるとコンパクト化には有利になるが、第２レンズで発散した光束を第３レンズで収束させるためには第３レンズの周辺部の正のパワーを強くする必要があり、第３レンズの非球面量が大きくなり過ぎ好ましくない。逆に、条件式（５）の上限を超えて、第１レンズ群と第２レンズ群の距離が広がりすぎると、コンパクト化という点で好ましくない。また広角化も困難になる。

さらに第２レンズ群を構成する第３レンズは、第１レンズ群がレンズ全系の主たるパワーを分担し、比較的弱いパワーとなっているために、材料を樹脂とすることにより安価な構成とすることが可能である。第３レンズは主に像面湾曲や歪曲収差などの軸外収差を補正するための役割を担っている。この第３レンズは、光軸近傍では両面共に物体側に凸面としたメニスカス形状とすることにより、パワーをあまり持たせず、第１レンズ群で補正された球面収差を悪化させないようすることが可能になる。

第３レンズの非球面の形状としては、両面共に近軸球面と比較した非球面変位が光軸から離れるに従って物体側に変化する非球面、すなわち物体側の面は近軸球面に比較して光軸から離れるに従って正のパワーがゆるくなるような非球面とし、像側の面は近軸球面に比較して光軸から離れるに従って負のパワーがゆるくなり、周辺部ではパワーが逆転し正のパワーを有するような非球面とするのが好ましい。このように物体側の面は光軸から離れるに従って正のパワーがゆるくなるような非球面形状とすることにより周辺部で正のパワーを減少させて過度に屈折させることを防ぎ、第１レンズ群で良好に補正されたコマ収差、像面湾曲の悪化を少なくすることが可能となる。さらに像側の面は光軸から離れるに従って負のパワーがゆるくなり、周辺部ではパワーが逆転し正のパワーを有するような非球面形状として周辺光束を適度に屈折させることにより歪曲収差とテレセントリック性を良好に保つことが可能となる。

条件式（６）は、第２レンズ群を構成する第３レンズのパワーに関する条件である。
条件式（６）の下限を超えて第３レンズの負のパワーが強くなり過ぎると、歪曲収差、テレセントリック性を良好に補正するために周辺部における非球面量が大きくなり過ぎ、画面全域にわたって諸収差をバランス良く補正することが困難になる。逆に条件式（６）の上限を超えて正のパワーが強くなり過ぎると、特に温度変化などによる環境変化によるピント移動等が大きくなり好ましくない。

また、条件式（７）の下限を超えて第３レンズの物体側の面の近軸球面の曲率半径が小さくなると、球面収差を良好にしたまま、像面湾曲を小さくすることが困難となる。また周辺部での像面側への曲がりが大きくなりバックフォーカスを確保することが困難になる。
逆に条件式（７）の上限を超えて第３レンズの物体側の面の近軸球面の曲率半径が大きくなると、適度なテレセントリック性を維持するためには第３レンズの像側の面の非球面量が大きくなり軸外コマ収差が悪化する。

次に具体的な数値実施例を示す。諸収差図中、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナルである。また、表中のＦNoはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、Ｗは半画角、ｆB はバックフォーカス（第３レンズの像側の面から像面までの空気換算距離）、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔（空気間隔）、Ｎd はｄ線（波長588nm）の屈折率、νはアッベ数を示す。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy²/[1+[1-(1+K)c²y²]^1/2]+A4y⁴+A6y⁶+A8y⁸+A10y¹⁰
（但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０は各次数の非球面係数）

［数値実施例１］
図１は、数値実施例１のレンズ構成を示し、図２は無限物体距離における諸収差を示す。表１はその数値データである。第１レンズ群１０を構成する正のパワーの第１レンズ１１は、物体側の面が近軸球面と比較した非球面変位が光軸から離れるに従って物体側に変化する非球面からなり、像側の面が球面からなる両凸の正レンズからなり、負のパワーの第２レンズ１２は、像側の面が近軸球面と比較した非球面変位が光軸から離れるに従って物体側に変化する非球面からなり、物体側の面も非球面からなる物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなっている。第２レンズ群２０は、光軸近傍において物体側に凸面を向けた両面共に非球面からなる正のパワーのメニスカス第３レンズから構成されている。
（表１）
ＦNo = 1: 2.8
ｆ = 5.72
Ｗ = 32.6
ｆB = 1.50
面No. r d Nd ν
絞り ∞ 0.40
1＊ 88.984 1.94 1.69055 54.5
2 -2.565 0.10
3＊ 4.682 1.00 1.83291 24.1
4＊ 2.001 1.66
5＊ 4.684 1.62 1.52538 56.3
6＊ 5.498 0.87
7 ∞ 0.50 1.51633 64.1
8 ∞ -

＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.0 -0.10753×10^-1 -0.14208×10^-1 0.38102×10^-2 -
3 0.0 -0.23069×10^-1 0.93498×10^-2 -0.17940×10^-2 0.16579×10^-3
4 0.0 -0.55171×10^-1 0.15888×10^-1 -0.38730×10^-2 0.16757×10^-3
5 0.0 -0.18316×10^-1 0.91604×10^-3 - -
6 0.0 -0.12124×10^-1 0.13293×10^-3 - -

［数値実施例２］
図３は、数値実施例２のレンズ構成を示し、図４は無限物体距離における諸収差を示す。表２はその数値データである。非球面配置を含むレンズ構成は数値実施例１と同様である。
（表２）
ＦNo = 1: 3.5
ｆ = 5.81
Ｗ = 32.2
ｆB = 1.53
面No. r d Nd ν
絞り ∞ 0.45
1＊ 76.430 1.91 1.69100 56.3
2 -2.535 0.10
3＊ 4.757 0.99 1.83291 24.1
4＊ 1.983 1.68
5＊ 4.834 1.67 1.52538 56.3
6＊ 5.685 0.90
7 ∞ 0.50 1.51633 64.1
8 ∞ -

＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.0 -0.12658×10^-1 -0.13514×10^-1 0.41347×10^-2 -
3 0.0 -0.22547×10^-1 0.93262×10^-2 -0.17811×10^-2 0.16529×10^-3
4 0.0 -0.54895×10^-1 0.15822×10^-1 -0.39532×10^-2 0.18525×10^-3
5 0.0 -0.17934×10^-1 0.98423×10^-3 - -
6 0.0 -0.12279×10^-1 0.19311×10^-3 - -

［数値実施例３］
図５は、数値実施例３のレンズ構成を示し、図６は無限物体距離における諸収差を示す。表３はその数値データである。レンズ構成は、第１レンズ１１の像側の面（面Ｎｏ．２）を非球面とし、第２レンズ１２の物体側の面（面Ｎｏ．３）を球面とした点を除き、数値実施例１と同様である。
（表３）
ＦNo = 1: 3.5
ｆ = 6.30
Ｗ = 29.7
ｆB = 1.30
面No. r d Nd ν
絞り ∞ 0.10
1＊ 23.433 1.33 1.69100 56.3
2＊ -2.974 0.10
3 5.660 1.23 1.83291 24.1
4＊ 2.056 1.99
5＊ 4.664 2.17 1.52538 56.3
6＊ 10.163 0.67
7 ∞ 0.50 1.51633 64.1
8 ∞ -

＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.0 -0.17716×10^-1 -0.62865×10^-2 0.38626×10^-3 -
2 0.0 0.50528×10^-3 -0.37597×10^-2 - -
4 0.0 -0.25028×10^-1 0.28395×10^-2 -0.82932×10^-3 -0.14358×10^-3
5 0.0 -0.60209×10^-2 0.23560×10^-3 -0.10452×10^-4 -
6 0.0 0.13621×10^-3 -0.51099×10^-3 0.10000×10^-4 -

［数値実施例４］
図７は、数値実施例４のレンズ構成を示し、図８は無限物体距離における諸収差を示す。表４はその数値データである。非球面配置を含むレンズ構成は数値実施例３と同等である。
（表４）
ＦNo = 1: 2.8
ｆ = 6.20
Ｗ = 30.6
ｆB = 1.50
面No. r d Nd ν
絞り ∞ 0.45
1＊ 13.383 1.65 1.69100 56.3
2＊ -3.372 0.10
3 6.899 1.23 1.83291 24.1
4＊ 2.494 1.68
5＊ 4.568 1.87 1.52538 56.3
6＊ 5.795 0.87
7 ∞ 0.50 1.51633 64.1
8 ∞ -

＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.0 -0.12353×10^-1 -0.35218×10^-2 -0.59219×10^-3 -
2 0.0 -0.65839×10^-3 -0.28308×10^-2 - -
4 0.0 -0.12992×10^-1 0.23487×10^-2 -0.51871×10^-5 -0.12526×10^-3
5 0.0 -0.11017×10^-1 0.18597×10^-3 0.38412×10^-5 -
6 0.0 -0.44908×10^-2 -0.39106×10^-3 - -

［数値実施例５］
図９は、数値実施例５のレンズ構成を示し、図１０は無限物体距離における諸収差を示す。表５はその数値データである。レンズ構成は全面を非球面としている他、正のパワーの第１レンズ１１と負のパワーの第２レンズ１２を樹脂材料に相当する屈折率材料から構成している。このように第１レンズ、第２レンズともに樹脂材料から構成することが可能であるが、第２レンズの屈折率を下げているので第２レンズは両凹レンズとなっている。また第３レンズは、光軸近傍において物体側に凸面を向けた両面共に非球面からなる弱い負のパワーのメニスカス第３レンズから構成されているとともに、第１レンズ１１と同じ樹脂材料に相当する屈折率材料から構成している。

（表５）
ＦNo = 1: 3.5
ｆ = 6.00
Ｗ = 31.2
ｆB = 1.52
面No. r d Nd ν
絞り ∞ 0.20
1＊ 10.246 1.72 1.50915 56.4
2＊ -1.935 0.10
3＊ -50.793 1.46 1.58547 29.9
4＊ 2.624 1.32
5＊ 3.343 1.47 1.50915 56.4
6＊ 2.799 0.89
7 ∞ 0.50 1.51633 64.1
8 ∞ -

＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.0 -0.38279×10^-1 0.25824×10^-1 -0.28497×10^-1 0.50111×10^-2
2 0.0 0.24660×10^-1 -0.63501×10^-3 -0.36040×10^-2 -
3 0.0 0.10583×10^-1 0.18867×10^-2 -0.15883×10^-2 -0.42405×10^-3
4 0.0 -0.36901×10^-1 0.19504×10^-1 -0.48178×10^-2 0.32597×10^-3
5 0.0 -0.40259×10^-1 0.43993×10^-2 -0.21861×10^-3 -
6 -1.0 -0.26915×10^-1 0.21588×10^-2 -0.83583×10^-4 -

［数値実施例６］
図１１は、数値実施例６のレンズ構成を示し、図１２は無限物体距離における諸収差を示す。表６はその数値データである。非球面配置を含むレンズ構成、及び第１レンズ、第２レンズが樹脂材料からなる点を含め、レンズ構成は数値実施例５と同様である。
（表６）
ＦNo = 1: 3.5
ｆ = 6.20
Ｗ = 30.3
ｆB = 1.52
面No. r d Nd ν
絞り ∞ 0.20
1＊ 8.141 1.63 1.50915 56.4
2＊ -1.864 0.10
3＊ -9.416 1.65 1.58547 29.9
4＊ 2.943 1.23
5＊ 3.422 1.60 1.50915 56.4
6＊ 2.872 0.89
7 ∞ 0.50 1.51633 64.1
8 ∞ -

＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.0 -0.37978×10^-1 0.22265×10^-1 -0.27987×10^-1 0.73942×10^-2
2 0.0 0.32413×10^-1 -0.13023×10^-2 -0.29863×10^-2 -
3 0.0 0.18276×10^-1 0.50001×10^-2 -0.40918×10^-2 0.20002×10^-3
4 0.0 -0.33804×10^-1 0.20815×10^-1 -0.47913×10^-2 0.30941×10^-3
5 0.0 -0.41021×10^-1 0.48889×10^-2 -0.24134×10^-3 -
6 -1.0 -0.25496×10^-1 0.20305×10^-2 -0.75019×10^-4 -

［数値実施例７］
図１３は、数値実施例７のレンズ構成を示し、図１４は無限物体距離における諸収差を示す。表７はその数値データである。レンズ構成は、第２レンズがガラス材料からなっている点、第３レンズが物体側に凸で正のパワーのメニスカスレンズである点を除き、数値実施例５と同様である。

（表７）
ＦNo = 1: 3.5
ｆ = 6.00
Ｗ = 31.3
ｆB = 1.52
面No. r d Nd ν
絞り ∞ 0.20
1＊ 6.209 1.72 1.50915 56.4
2＊ -2.005 0.10
3＊ -13.279 1.46 1.68893 31.1
4＊ 3.234 1.12
5＊ 2.895 1.71 1.50915 56.4
6＊ 2.545 0.89
7 ∞ 0.50 1.51633 64.1
8 ∞ -

＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.0 -0.25873×10^-1 -0.28462×10^-2 0.12871×10^-1 -0.13999×10^-1
2 0.0 0.32958×10^-1 -0.58436×10^-3 -0.57790×10^-2 -
3 0.0 0.14558×10^-1 0.37882×10^-2 -0.25278×10^-2 -0.75228×10^-3
4 0.0 -0.41490×10^-1 0.25845×10^-1 -0.64286×10^-2 0.47479×10^-3
5 0.0 -0.54107×10^-1 0.68140×10^-2 -0.49791×10^-3 -
6 -1.0 -0.30988×10^-1 0.28413×10^-2 -0.12500×10^-3 -

［数値実施例８］
図１５は、数値実施例８のレンズ構成を示し、図１６は無限物体距離における諸収差を示す。表８はその数値データである。非球面配置を含むレンズ構成は、数値実施例７と同等であるが、第１、第３レンズはガラス材料、第２レンズは樹脂材料からなっている。
（表８）
ＦNo = 1: 3.2
ｆ = 4.40
Ｗ = 31.8
ｆB = 1.41
面No. r d Nd ν
絞り ∞ 0.20
1＊ 4.801 1.50 1.69100 56.3
2＊ -2.569 0.10
3＊ -12.594 0.75 1.58547 29.9
4＊ 2.180 0.84
5＊ 2.134 1.15 1.52538 56.3
6＊ 2.599 0.87
7 ∞ 0.36 1.51633 64.1
8 ∞ -

＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.0 -0.17878×10^-1 -0.17766×10^-1 -0.34390×10^-2 -
2 0.0 -0.20861×10^-1 -0.52345×10^-2 - -
3 0.0 -0.46584×10^-1 0.38310×10^-1 -0.20183×10^-1 0.54559×10^-2
4 0.0 -0.88855×10^-1 0.77803×10^-1 -0.33168×10^-1 0.66290×10^-2
5 0.0 -0.74397×10^-1 0.10468×10^-2 - -
6 0.0 -0.43891×10^-1 -0.14274×10^-2 - -

［数値実施例９］
図１７は、数値実施例９のレンズ構成を示し、図１８は無限物体距離における諸収差を示す。表９はその数値データである。非球面配置を含むレンズ構成は数値実施例１と同様であるが、第１レンズの第１面は、光軸近傍で凹面となっているため、メニスカス正レンズとなっている。第３レンズと像面の間の平行平面板Ｇは、数値実施例１ないし８に比べて厚肉である。このようにパックフォーカスを長く取ることも可能である。
（表９）
ＦNo = 1: 3.5
ｆ = 6.23
Ｗ = 30.7
ｆB = 2.21
面No. r d Nd ν
絞り ∞ 0.42
1＊ -145.000 1.86 1.69100 56.3
2 -2.612 0.21
3＊ 5.167 1.08 1.83291 24.1
4＊ 1.985 1.35
5＊ 4.414 1.60 1.52538 56.3
6＊ 8.231 0.72
7 ∞ 1.80 1.51633 64.1
8 ∞ -

＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.0 -0.10811×10^-1 -0.13669×10^-1 0.45139×10^-2 -
3 0.0 -0.22563×10^-1 0.98063×10^-2 -0.18794×10^-2 0.16576×10^-3
4 0.0 -0.60147×10^-1 0.16477×10^-1 -0.35653×10^-2 0.73989×10^-4
5 0.0 -0.18175×10^-1 0.10404×10^-2 - -
6 0.0 -0.84159×10^-2 0.69175×10^-4 - -

［数値実施例１０］
図１９は、数値実施例１０のレンズ構成を示し、図２０は無限物体距離における諸収差を示す。表１０はその数値データである。非球面配置及び厚肉平行平面板を含むレンズ構成は数値実施例９と同様である。
（表１０）
ＦNo = 1: 3.5
ｆ = 6.80
Ｗ = 28.4
ｆB = 2.58
面No. r d Nd ν
絞り ∞ 0.65
1＊ -980.000 1.88 1.69100 56.3
2 -2.860 0.27
3＊ 5.272 1.11 1.83291 24.1
4＊ 2.050 1.36
5＊ 4.593 1.60 1.52538 56.3
6＊ 9.317 1.09
7 ∞ 1.80 1.51633 64.1
8 ∞ -
＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.0 -0.91278×10^-2 -0.94643×10^-2 0.26166×10^-2 -
3 0.0 -0.20197×10^-1 0.99087×10^-2 -0.18990×10^-2 0.15109×10^-3
4 0.0 -0.56193×10^-1 0.16999×10^-1 -0.34398×10^-2 0.82800×10^-4
5 0.0 -0.19607×10^-1 0.12978×10^-2 - -
6 0.0 -0.90566×10^-2 0.14388×10^-3 - -

各数値実施例の各条件式に対する値を表１１に示す。
（表１１）
実施例１実施例２実施例３実施例４実施例５
条件式（１） 0.720 0.736 0.850 0.756 0.796
条件式（２） 1.192 1.192 1.334 1.245 1.170
条件式（３） 0.449 0.436 0.472 0.544 0.323
条件式（４） 0.350 0.341 0.326 0.402 0.437
条件式（５） 0.291 0.289 0.316 0.271 0.220
条件式（６） 0.191 0.189 0.582 0.287 -0.018
条件式（７） 0.819 0.832 0.741 0.737 0.557

実施例６実施例７実施例８実施例９実施例１０
条件式（１） 0.864 0.879 0.848 0.837 0.868
条件式（２） 1.186 1.288 1.431 1.360 1.402
条件式（３） 0.301 0.334 0.584 0.419 0.421
条件式（４） 0.475 0.539 0.495 0.319 0.301
条件式（５） 0.198 0.187 0.190 0.217 0.201
条件式（６） -0.004 0.121 0.514 0.535 0.618
条件式（７） 0.552 0.483 0.485 0.708 0.675
各数値実施例は、各条件式を満足しており、諸収差も十分良く補正されている。

本発明による撮像レンズ系の数値実施例１のレンズ構成図である。図１のレンズ構成の無限物体距離での諸収差図である。本発明による撮像レンズ系の数値実施例２のレンズ構成図である。図３のレンズ構成の無限物体距離での諸収差図である。本発明による撮像レンズ系の数値実施例３のレンズ構成図である。図５のレンズ構成の無限物体距離での諸収差図である。本発明による撮像レンズ系の数値実施例４のレンズ構成図である。図７のレンズ構成の無限物体距離での諸収差図である。本発明による撮像レンズ系の数値実施例５のレンズ構成図である。図９のレンズ構成の無限物体距離での諸収差図である。本発明による撮像レンズ系の数値実施例６のレンズ構成図である。図１１のレンズ構成の無限物体距離での諸収差図である。本発明による撮像レンズ系の数値実施例７のレンズ構成図である。図１３のレンズ構成の無限物体距離での諸収差図である。本発明による撮像レンズ系の数値実施例８のレンズ構成図である。図１５のレンズ構成の無限物体距離での諸収差図である。本発明による撮像レンズ系の数値実施例９のレンズ構成図である。図１７のレンズ構成の無限物体距離での諸収差図である。本発明による撮像レンズ系の数値実施例１０のレンズ構成図である。図１９のレンズ構成の無限物体距離での諸収差図である。

Claims

物体側から順に、開口絞りと、全体として正のパワーの第１レンズ群と、正または負のパワーの第２レンズ群とからなり、
第１レンズ群は、物体側から順に、像側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズと像側に凹面を向けた負のパワーを有する第２レンズの２枚のレンズからなり、
第２レンズ群は、光軸近傍において物体側に凸面を向けた両面共に非球面からなるメニスカス第３レンズからなり、
前記第１レンズの少なくとも物体側の面は近軸球面と比較した非球面変位が光軸から離れるに従って物体側に変化する非球面からなり、
次の条件式（１）ないし（３）を満足することを特徴とする撮像レンズ系。
（１）０．６＜|ｆ₁／ｆ₂|＜１．０
（２）１．０＜ｆ₁₂／ｆ＜１．６
（３）０．３０１≦|Ｒ ₂ ／ｆ|＜０．７
但し、
ｆ：レンズ全系の焦点距離、
ｆ₁：第１レンズの焦点距離、
ｆ₂：第２レンズの焦点距離、
ｆ₁₂：第１レンズ群の焦点距離、
Ｒ ₂ ：第１レンズの像側の面の曲率半径。
請求項１記載の撮像レンズ系において、前記第２レンズの少なくとも像側の面は近軸球面と比較した非球面変位が光軸から離れるに従って物体側に変化する非球面からなり、次の条件式（４）及び（５）を満足する撮像レンズ系。
（４）０．２＜Ｒ₄／ｆ＜０．７
（５）０．１５＜Ｄ／ｆ＜０．４
但し、
Ｒ₄：第２レンズの像側の面の近軸球面の曲率半径、
Ｄ：第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔。
請求項１または２記載の撮像レンズ系において、次の条件式（６）を満足する撮像レンズ系。
（６）−０．１＜ｆ₁₂／ｆ₃＜０．７
但し、
ｆ₃：第３レンズの焦点距離。
請求項１ないし３のいずれか１項記載の撮像レンズ系において、前記第２レンズ群を構成する第３レンズは樹脂材料により形成され、その両面の非球面のうち物体側の非球面は、近軸球面に比較して光軸から離れるに従い正のパワーがゆるくなる非球面からなり、像側の非球面は近軸球面に比較して光軸から離れるに従い負のパワーがゆるくなり最周辺部ではパワーが逆転して正のパワーを有する非球面からなり、次の条件式（７）を満足する撮像レンズ系。
（７）０．４＜Ｒ₅／ｆ＜１．０
但し、
Ｒ₅：第３レンズの物体側の面の近軸球面の曲率半径。