JP4632706B2 - Imaging device - Google Patents

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JP4632706B2 JP2004204899A JP2004204899A JP4632706B2 JP 4632706 B2 JP4632706 B2 JP 4632706B2 JP 2004204899 A JP2004204899 A JP 2004204899A JP 2004204899 A JP2004204899 A JP 2004204899A JP 4632706 B2 JP4632706 B2 JP 4632706B2
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Description

本発明は、デジタルカメラなどの電子撮像系に用いられる撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an imaging apparatus used in an electronic imaging system such as a digital camera.

デジタルカメラや、カメラ付き携帯電話のような電子撮像系を用いた撮像装置は、近年ますます小型化と高画素化が進んでいる。そのため、このような撮像装置に用いられるレンズへの小型化と高性能化の要望は、ますます高くなってきている。   In recent years, an image pickup apparatus using an electronic image pickup system such as a digital camera or a mobile phone with a camera has been increasingly reduced in size and increased in pixels. Therefore, there is an increasing demand for miniaturization and high performance of lenses used in such imaging devices.

撮像装置に用いられる単焦点レンズでは、焦点距離が変化しないため、人物撮影・風景撮影・文字等の情報撮影などの撮影シーンをトータルで見た場合、半画角25度以上のものが使い易い画角と言える。
この様な半画角が25度以上の画角を狙った従来技術として、特許文献1乃至5に記載のものがある。
特開2000−321489号公報 特開2003−195158号公報 特開2001−100092号公報 特開2001−21800号公報 特開2000−193884号公報
Since the focal length does not change in a single focus lens used in an image pickup apparatus, it is easy to use a lens having a half angle of view of 25 degrees or more when viewing a total of shooting scenes such as person shooting, landscape shooting, and information shooting such as characters. It can be said to be an angle of view.
As conventional techniques aiming at such an angle of view of a half angle of view of 25 degrees or more, there are those described in Patent Documents 1 to 5.
JP 2000-321489 A JP 2003-195158 A JP 2001-100092 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-21800 JP 2000-193484 A

特許文献1には、その第1実施例として、第1レンズ1と第2レンズ2とからなる撮像レンズと、撮像素子としてのCCDを実装したCCD基板6とを有する撮像レンズが記載されている。
しかし、特許文献1の第1実施例に記載の撮像レンズでは、その数値データから、3M(メガピクセル)以上のCCD画素数を使おうとした場合には十分な性能は得られていない。
Patent Document 1 describes, as a first embodiment, an imaging lens having an imaging lens composed of a first lens 1 and a second lens 2 and a CCD substrate 6 on which a CCD as an imaging device is mounted. .
However, in the imaging lens described in the first example of Patent Document 1, sufficient performance is not obtained when trying to use a CCD pixel number of 3M (megapixels) or more from the numerical data.

また、特許文献2には、その実施の形態1に、正レンズL1,L2と、絞り11と、CCD13と、CCD13のフェースプレートに等価な平板12とを有する撮像レンズが記載されている。
この撮像レンズによれば、設計像高に対する全長の比が4程度と小さくレンズユニットを小型化できるようになっているものの、性能的には特許文献1に記載の撮像レンズと同じく不十分である。
Patent Document 2 describes an imaging lens having positive lenses L1 and L2, a diaphragm 11, a CCD 13, and a flat plate 12 equivalent to the face plate of the CCD 13 in the first embodiment.
According to this imaging lens, although the ratio of the total length to the design image height is as small as about 4, the lens unit can be miniaturized, but in terms of performance, it is not as good as the imaging lens described in Patent Document 1. .

また、特許文献3の第1実施例乃至第3実施例、特許文献4の第1実施例及び第2実施例、特許文献5の第1〜第4の実施形態には、それぞれ、性能が比較的良好な撮像光学系が記載されている。
しかし、特許文献3乃至5に記載の撮影光学系では、設計像高に対する全長の比が4.5以上あるので、例えばCCDのサイズを小さくしてレンズユニットを小型化しようとしても、十分な小型化の効果は得られない。
In addition, the first to third examples of Patent Document 3 and the first and second examples of Patent Document 4 and the first to fourth embodiments of Patent Document 5 are respectively compared in performance. A good imaging optical system is described.
However, in the photographing optical systems described in Patent Documents 3 to 5, since the ratio of the total length to the design image height is 4.5 or more, for example, even if it is attempted to reduce the size of the lens unit by reducing the size of the CCD, it is sufficiently small. The effect of the conversion is not obtained.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、適度な撮影画角を確保しても、全長が短く高性能な光学系を備えた撮像装置の提供を目的とするものである。
より具体的には、25度以上の半画角を得やすい単焦点レンズの撮影光学系を備えた撮像装置を提供することを目的とする。
また、3M以上のCCD画素数を使用しても、なおも良好な結像性能が得やすい撮像光学系を備えた撮像装置を提供することを目的とする。
また、像高に対するレンズ全長の比を4.5以下に抑えて全長を小型化し、及び構成レンズのレンズ径も小さくできる光学系を備えた撮像装置の提供を目的とする。
更に、レンズの偏心に対する安定性をも確保することが出来る光学系を備えた撮像装置を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus having a high-performance optical system with a short overall length even when an appropriate shooting angle of view is ensured.
More specifically, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus including a single-focus lens imaging optical system that easily obtains a half angle of view of 25 degrees or more.
It is another object of the present invention to provide an image pickup apparatus including an image pickup optical system in which good imaging performance can be easily obtained even when the number of CCD pixels is 3M or more.
It is another object of the present invention to provide an imaging apparatus including an optical system that can reduce the overall length by reducing the ratio of the total lens length to the image height to 4.5 or less and reduce the lens diameter of the constituent lenses.
Furthermore, the present invention provides an image pickup apparatus including an optical system that can ensure stability against decentration of a lens.

上記の目的を達成するために、本発明の第1の撮像装置は、撮影光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側面が凹面で最も像側の面が凸面であ正のパワーを持つ第1レンズ群と、開口絞りと、最も物体側面が凸面で最も像側の面が凹面であ正のパワーを持つ第2レンズ群と、正のパワーを持つ第3レンズ群とからなり、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間に両面が凸面の空気レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
1.4 ≦|r2R|/IH ≦ 15.0
r2R/r3F ≦ −1
ただし、IHは最大撮影像高(前記撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)であり、r2Rは前記第2レンズ群の最も像側の面の光軸上での曲率半径であり、r3Fは前記第3レンズ群の最も物体側の面の光軸上の曲率半径である。
In order to achieve the above object, a first image pickup apparatus of the present invention is an image pickup apparatus including a photographing optical system and an image pickup element that converts an optical image formed by the photographing optical system into an electric signal. Te, the photographing optical system includes, in order from the object side, a first lens group has the most image-side surface the most object side surface is a concave having positive power Ri convex der, an aperture stop, the most object side a second lens group faces with the most image side surface is concave der Ri positive power having a convex, and a third lens group having a positive power, said third lens group and the second lens group The air lens has convex air lenses on both sides, and satisfies the following conditional expression.
1.4 ≦ | r2R | /IH≦15.0
r2R / r3F ≦ −1
However, the IH is the maximum photographing image height (diagonal length half the length of the effective imaging area of the imaging element), R2R is the radius of curvature on the optical axis of the surface on the most image side of the second lens group And r3F is a radius of curvature on the optical axis of the most object side surface of the third lens group .

また、上記の目的を達成するために、本発明の第2の撮像装置は、撮影光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側面が凹面で最も像側の面が凸面であ正のパワーをつ第1レンズ群と、開口絞りと、最も物体側面が凸面で最も像側の面が凹面でありパワーをつ第2レンズ群と、正のパワーを持つ第3レンズ群とからなり前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に両面が凸面の空気レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
0.8 ≦ f_g2/f_all ≦ 5.5
r2R/r3F ≦ −1
ただし、f_g2は前記第2レンズ群の焦点距離であり、f_allは光学系全系の焦点距離であり、r2Rは前記第2レンズ群の最も像側の面の光軸上の曲率半径であり、r3Fは前記第3レンズ群の最も物体側の面の光軸上の曲率半径である。
In order to achieve the above object, a second imaging apparatus of the present invention includes an imaging optical system and an imaging element that converts an optical image formed by the imaging optical system into an electrical signal. a is, the photographing optical system includes, in order from the object side, the most object side surface of the most image side surface is a concave of one lifting a positive power Ri convex der first lens group, an aperture stop, most a second lens group faces the most image side surface on the object side with a convex surface one lifting a is positive power concave, and a third lens group having a positive power, the said second lens group 3 An image pickup apparatus having an air lens having convex surfaces on both sides between a lens group and satisfying the following conditional expression:
0.8 ≦ f_g2 / f_all ≦ 5.5
r2R / r3F ≦ −1
Where f_g2 is the focal length of the second lens group, f_all is the focal length of the entire optical system , r2R is the radius of curvature on the optical axis of the most image-side surface of the second lens group, r3F is a radius of curvature on the optical axis of the most object side surface of the third lens group .

また、本発明の第3の撮像装置は、第1又は第2の撮像装置において、前記第3レンズ群は、最も像側の面が凸面であることを特徴とする。 The third image pickup apparatus of the present invention, in the first or second imaging device, the third lens group, you wherein a surface on the most image side is a convex surface.

また、本発明の第4の撮像装置は、先の撮像装置の何れかにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.3 ≦ |r3F|/IH ≦ 2.5
ただし、IHは最大撮影像高(前記撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)である。
In addition, a fourth imaging device of the present invention is characterized in that any of the previous imaging devices satisfies the following conditional expression .
0.3 ≦ | r3F | /IH≦2.5
However, IH is the maximum photographed image height (half the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor).

また、本発明の第5の撮像装置は、第4の撮像装置において、前記第3レンズ群は、像側の面がレンズ中心に対してレンズ周辺の正のパワーが緩くなる形状の非球面である一枚の正メニスカスレンズにより構成されていることを特徴とする。 According to a fifth imaging device of the present invention, in the fourth imaging device, the third lens group is an aspherical surface in which the image-side surface has a shape in which the positive power around the lens is loose with respect to the lens center. it characterized by being constituted by some single positive meniscus lens.

また、本発明の第6の撮像装置は、第1又は第2の撮像装置において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.6 ≦ |r1F|/IH ≦ 4.0
ただし、r1Fは第1レンズ群の最も物体側の面の光軸上の曲率半径であり、IHは最大撮影像高(前記撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)である。
According to a sixth imaging device of the present invention, the first or second imaging device satisfies the following conditional expression .
0.6 ≦ | r1F | /IH≦4.0
Here, r1F is the radius of curvature on the optical axis of the most object-side surface of the first lens group, and IH is the maximum captured image height (half the diagonal length of the effective imaging area of the image sensor). .

また、本発明の第7の撮像装置は、第1、第2又は第6の撮像装置の何れかにおいて、前記第1レンズ群は、該第1レンズ群の入射面と射出面との間に空気間隔がないメニスカスレンズ形状のレンズにより構成されていることを特徴とする。 According to a seventh imaging device of the present invention, in any one of the first, second, and sixth imaging devices, the first lens group is provided between an entrance surface and an exit surface of the first lens group. it characterized in that it is constituted by the absence of air space meniscus lens shape lens.

また、本発明の第8の撮像装置は、第1、第2又は第6に記載の撮像装置の何れかにおいて、前記第1レンズ群は、物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズと正のパワーを持つ第2レンズとにより構成されていることを特徴とする。 In addition, according to an eighth imaging device of the present invention, in any one of the first, second, and sixth imaging devices, the first lens group includes a first lens having negative power in order from the object side. characterized in that it is constituted by a second lens having a preparative positive power.

また、本発明の第9の撮像装置は、第8の撮像装置において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
3.0 ≦ |r1L12|/IH
ただし、r1L12は前記第2レンズの入射側の面の光軸上の曲率半径であり、IHは最大撮影像高(前記撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)である。
The ninth imaging apparatus of the present invention is characterized by satisfying fraud and mitigating risk following conditional expression imaging equipment of the eighth.
3.0 ≦ | r1L12 | / IH
Here, r1L12 is the radius of curvature on the optical axis of the surface on the incident side of the second lens, and IH is the maximum photographed image height (half the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor).

また、本発明の第10の撮像装置は、第8又は第9の撮像装置において、前記第1レンズ群は、前記第1レンズと前記第2レンズとからなる接合レンズにより構成されていることを特徴とする。 According to a tenth imaging device of the present invention, in the eighth or ninth imaging device, the first lens group is constituted by a cemented lens including the first lens and the second lens. It shall be the feature.

また、本発明の第11の撮像装置は、第1又は第2の撮像装置において、前記第2レンズ群は、物体側から順に、正のパワーを持つ第1レンズと負のパワーを持つ第2レンズとにより構成されていることを特徴とする。 According to an eleventh imaging apparatus of the present invention, in the first or second imaging apparatus, the second lens group includes a first lens having a positive power and a second lens having a negative power in order from the object side. characterized in that it is constituted by a lens.

また、本発明の第12の撮像装置は、第11の撮像装置において、前記第2レンズ群は、前記第1レンズと前記第2レンズとからなる接合レンズにより構成されていることを特徴とする。 Further, a twelfth image pickup apparatus of the present invention, Oite eleventh imaging equipment of, the second lens group, that is a cemented lens consisting of the first lens and the second lens Features.

また、上記の目的を達成するために、本発明の第13の撮像装置は、撮影光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側の面が凹面で最も像側の面が凸面であり正のパワーを持つ第1レンズ群と、開口絞りと、最も物体側の面が凸面で最も像側の面が凹面であり正のパワーを持つ第2レンズ群と、正のパワーを持つ第3レンズ群とからなり、前記第1レンズ群は、物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズと正のパワーを持つ第2レンズとからなる接合レンズにより構成されており、前記第2レンズ群は、物体側から順に、正のパワーを持つ第1レンズと負のパワーを持つ第2レンズとからなる接合レンズにより構成されており、前記第3レンズ群は、正のパワーを持つ一枚のメニスカスレンズにより構成されており、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に両面が凸面の空気レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
1.4 ≦|r2R|/IH ≦ 15.0
ただし、IHは最大撮影像高(前記撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)であり、r2Rは前記第2レンズ群の最も像側の面の光軸上での曲率半径である。
In order to achieve the above object, a thirteenth imaging apparatus of the present invention includes an imaging optical system and an imaging element that converts an optical image formed by the imaging optical system into an electrical signal. The imaging optical system includes, in order from the object side, a first lens group having a positive power and a first lens group having a concave surface and a convex surface on the most image side, an aperture stop, and a most object side surface. The second lens group having a positive power and the third lens group having a positive power, and the first lens group in order from the object side. The second lens group includes a first lens having a positive power and a second lens having a positive power. The second lens group includes a first lens having a positive power and a negative lens in order from the object side. It consists of a cemented lens consisting of a second lens with the power of The third lens group is composed of a single meniscus lens having positive power, and has an air lens having convex surfaces between the second lens group and the third lens group, The following conditional expression is satisfied .
1.4 ≦ | r2R | /IH≦15.0
Where IH is the maximum photographed image height (half the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor), and r2R is the radius of curvature on the optical axis of the surface closest to the image side of the second lens group. It is.

また、上記の目的を達成するために、本発明の第14の撮像装置は、撮影光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側の面が凹面で最も像側の面が凸面であり正のパワーを持つ第1レンズ群と、開口絞りと、最も物体側の面が凸面で最も像側の面が凹面であり正のパワーを持つ第2レンズ群と、正のパワーを持つ第3レンズ群とからなり、前記第1レンズ群は、物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズと正のパワーを持つ第2レンズとからなる接合レンズにより構成されており、前記第2レンズ群は、物体側から順に、正のパワーを持つ第1レンズと負のパワーを持つ第2レンズとからなる接合レンズにより構成されており、前記第3レンズ群は、正のパワーを持つ一枚のメニスカスレンズにより構成されており、以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.8 ≦ f_g2/f_all ≦ 5.5
ただし、f_g2は前記第2レンズ群の焦点距離であり、f_allは光学系全系の焦点距離である。
In order to achieve the above object, a fourteenth imaging device of the present invention includes an imaging optical system and an imaging element that converts an optical image formed by the imaging optical system into an electrical signal. The imaging optical system includes, in order from the object side, a first lens group having a positive power and a first lens group having a concave surface and a convex surface on the most image side, an aperture stop, and a most object side surface. The second lens group having a positive power and the third lens group having a positive power, and the first lens group in order from the object side. negative is a cemented lens consisting of a second lens having a first lens and a positive power having power in your is, the second lens group includes, in order from the object side, a first lens having a positive power is a cemented lens consisting of a second lens having a negative power Ri, the third lens group is constituted by a single meniscus lens having a positive power, and satisfies the following conditional expression.
0.8 ≦ f_g2 / f_all ≦ 5.5
Here, f_g2 is the focal length of the second lens group, and f_all is the focal length of the entire optical system.

また、本発明の第15の撮像装置は、第1又は第13の撮像装置において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.8≦ f_g2/f_all ≦ 5.5
ただし、f_g2は第2レンズ群の焦点距離であり、f_allは光学系全系の焦点距離である。
Further, fifteenth imaging apparatus of the present invention is characterized by satisfying fraud and mitigating risk following conditional expression imaging equipment of the first or 13.
0.8 ≦ f_g2 / f_all ≦ 5.5
Here, f_g2 is the focal length of the second lens group, and f_all is the focal length of the entire optical system.

また、本発明の第16の撮像装置は、先の撮像装置の何れかにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする。
−0.455 ≦ IH/EP ≦ 0.455
ただし、EPは前記撮影光学系の射出瞳の位置から結像面までの距離であり、IHは最大撮影像高(前記撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)である。
Further, a sixteenth imaging apparatus of the present invention, in any of the preceding image pickup apparatus, characterized by satisfying the expression below.
-0.455 ≤ IH / EP ≤ 0.455
Here, EP is the distance from the position of the exit pupil of the photographing optical system to the imaging plane, and IH is the maximum photographed image height (half the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor).

また、本発明の第17の撮像装置は、第1又は第2の撮像装置において、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群は、それぞれ、レンズ枚数が二枚以下で構成されていることを特徴とする。 The imaging apparatus of the seventeenth invention, Oite the first or second imaging equipment, the first lens group, the second lens group and the third lens group, respectively, the number of lenses are two It is characterized by being composed of no more than one sheet.

また、本発明の第18の撮像装置は、先の撮像装置の何れかにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする。
2.5 < TL/IH < 4.1
ただし、TLは前記撮影光学系の前記第1レンズ群の入射面から撮像面までの距離であり、IHは最大撮影像高(前記撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)である。
Further, eighteenth imaging apparatus of the present invention, in any of the preceding image pickup apparatus, characterized by satisfying the expression below.
2.5 <TL / IH <4.1
Where TL is the distance from the entrance surface of the first lens group of the photographing optical system to the imaging surface, and IH is the maximum photographed image height (half the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor). It is.

更に、本発明の第19の撮像装置は、先の撮像装置の何れかにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.03 < TS/TL < 0.4
ただし、TSは前記第1レンズ群の入射面から前記第3レンズ群の射出面までの間の光軸上の空気間隔の長さの合計であり、TLは前記撮影光学系の第1レンズ群の入射面から撮像面までの距離である。
Furthermore, the nineteenth image pickup apparatus of the present invention is characterized in that the following conditional expression is satisfied in any of the previous image pickup apparatuses.
0.03 <TS / TL <0.4
However, TS is the total length of the air space on the optical axis between the incident surface of the first lens group to the exit surface of the third lens group, TL denotes a first lens group of the photographing optical system The distance from the incident surface to the imaging surface.

本発明の撮像装置によれば、半画角が25度を超えるような広角レンズにおいても第1レンズ群及び第2レンズ群をそれぞれ二枚前後の少ないレンズで構成することができ、かつ、良好なレンズ群の周辺性能を得ることができる。また、CCD画素数3M以上を使用しても良好な結像性能を得ることができる。また、レンズの偏心に対しても安定性を確保することができる光学系を実現できる。
また、第1レンズ群及び第2レンズ群が正のパワーを持つので、光学系全長の短縮を図ることができる。
また、第1レンズ群の入射面を凹面としたので、入射側に配置されるレンズの外径の小型化を図ることができる。
また、第1レンズ群を入射側が凹面で射出側が凸面の構成とし、第2レンズ群を入射側が凸面で射出側が凹面の構成としたことにより、少ないレンズ枚数でそれぞれのレンズ群内での収差発生を少なくすることが出来、レンズ群間の偏心による性能劣化も抑えやすい。
また、第3レンズ群を正のパワーを持つレンズで構成したので、電子撮像素子に本発明の撮像装置を用いたカメラにおいて、光学系の射出瞳の位置を離すことができ、周辺で生じるシェーディングの影響を小さくすることができ、周辺光量を確保しやすい。
さらに、光学系全長の短縮や外径の小型化を図ることができ、適度な射出瞳の位置を確保しつつ、良好な性能を確保し、製造のばらつきによる性能劣化の少ない光学系を実現できる。
According to the imaging apparatus of the present invention, even in a wide-angle lens having a half angle of view exceeding 25 degrees, each of the first lens group and the second lens group can be configured with a few lenses, and good. The peripheral performance of a simple lens group can be obtained. Also, good imaging performance can be obtained even when the number of CCD pixels is 3M or more. In addition, it is possible to realize an optical system that can ensure stability against lens decentration.
In addition, since the first lens group and the second lens group have positive power, the overall length of the optical system can be shortened.
Moreover, since the entrance surface of the first lens group is a concave surface, the outer diameter of the lens disposed on the entrance side can be reduced.
In addition, the first lens group has a concave surface on the incident side and a convex surface on the exit side, and the second lens group has a convex surface on the incident side and a concave surface on the exit side, thereby generating aberrations in each lens group with a small number of lenses. It is easy to suppress the performance deterioration due to the eccentricity between the lens groups.
In addition, since the third lens group is configured with a lens having a positive power, the position of the exit pupil of the optical system can be separated in the camera using the image pickup apparatus of the present invention as an electronic image pickup element, and shading that occurs in the periphery It is easy to secure the amount of peripheral light.
Furthermore, the overall length of the optical system can be shortened and the outer diameter can be reduced, ensuring an appropriate exit pupil position, ensuring good performance, and realizing an optical system with less performance deterioration due to manufacturing variations. .

最初に、本発明の基本構成の概要とその作用効果について説明する。
本願発明の基本構成である撮像装置は、撮影光学系と、光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えており、前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である正のパワーを持つ第1レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面である正のパワーを持つ第2レンズ群と、正のパワーを持つ第3レンズ群とを有している。
First, an outline of the basic configuration of the present invention and its operation and effect will be described.
An imaging apparatus that is a basic configuration of the present invention includes a photographic optical system and an imaging element that converts an optical image into an electrical signal, and the photographic optical system is arranged on the most object side in order from the object side. The first lens unit having a positive power whose surface is concave and the surface disposed closest to the image surface is a convex surface, the aperture stop, and the surface disposed closest to the object side are convex and are disposed closest to the image surface. A second lens group having a positive power with a concave surface and a third lens group having a positive power.

ここで、光学系を極力小型化しようとする場合、レンズ枚数の削減が必要になってくる。
しかし、レンズ枚数を削減すると、各レンズのパワーは強くなる。特に、半画角が25度を超える様な広角レンズでは、周辺性能である像面湾曲、ディストーション(歪曲収差)や倍率の色などの収差を良好に抑えることが難しくなる。
そこで、本願発明では、上記基本構成において、最も物体側に配置される面が凹面で最も像面側に配置される面が凸面である全体として正のパワーを持つ第1レンズ群と、開口絞りと、最も物体側に配置される面が凸面で最も像面側に配置される面が凹面であり全体として正のパワーをもつ持つ第2レンズ群とを有することにより、絞りに対して対称に近い形状のレンズ群を配置することが出来る。また、半画角が25度を超えるような広角レンズにおいても、上記した第1レンズ群、開口絞り、第2レンズ群を有する構成としたことにより、第1レンズ群及び第2レンズ群をそれぞれ二枚前後の少ないレンズで構成でき、かつ、このレンズの周辺性能を良好にすることが可能である。
Here, in order to reduce the size of the optical system as much as possible, it is necessary to reduce the number of lenses.
However, when the number of lenses is reduced, the power of each lens increases. In particular, in a wide-angle lens having a half angle of view exceeding 25 degrees, it is difficult to satisfactorily suppress aberrations such as field curvature, distortion (distortion aberration), and magnification color, which are peripheral performances.
Therefore, in the present invention, in the basic configuration described above, the first lens group having a positive power as a whole, the surface closest to the object side being concave and the surface closest to the image surface being convex is an aperture stop. And a second lens unit having a positive surface as a whole and a concave surface and a second lens group having a positive power as a whole. Close-shaped lens groups can be arranged. Further, even in a wide-angle lens having a half angle of view exceeding 25 degrees, the first lens group and the second lens group are respectively provided by having the above-described first lens group, aperture stop, and second lens group. It can be configured with a few lenses, and the peripheral performance of this lens can be improved.

また、上記した第1レンズ群及び第2レンズ群を、それぞれ全体として正のパワーを持つレンズ群とすることにより、光学系全長の短縮を図ることができる。
また、第1レンズ群の入射面を凹面とすることにより、入射側レンズの外径の小型化を図ることができる。
また、第1レンズ群の入射側を凹面とし、第1レンズ群の射出側を凸面とし、第2レンズ群の入射側を凸面、第2レンズ群の射出側を凹面としたことにより、少ないレンズ枚数でもそれぞれのレンズ群内での収差発生を少なくすることが出来、レンズ群間の偏心による性能劣化も抑えやすくなる。
また、電子撮像素子を用いたカメラでは、光学系の射出瞳位置が結像面に近付きすぎると、周辺でシエーディングの影響が大きくなり周辺光量の確保が難しくなる。このような電子撮像素子を用いるカメラにおいて、第3レンズ群を正のパワーを持つようにした本発明の撮像装置を用いることで、射出瞳の位置を離すことができる。
Further, the overall length of the optical system can be shortened by using the first lens group and the second lens group as a lens group having positive power as a whole.
Further, by making the incident surface of the first lens group concave, the outer diameter of the incident side lens can be reduced.
Further, the first lens unit has a concave surface, the first lens unit has an exit side as a convex surface, the second lens unit has an entrance side as a convex surface, and the second lens unit has an exit side as a concave surface. Even with the number of lenses, it is possible to reduce the occurrence of aberration in each lens group, and it is easy to suppress performance deterioration due to decentration between the lens groups.
In addition, in a camera using an electronic image sensor, if the exit pupil position of the optical system is too close to the image plane, the influence of shading increases in the periphery, making it difficult to secure the peripheral light amount. In a camera using such an electronic imaging device, the position of the exit pupil can be separated by using the imaging device of the present invention in which the third lens group has positive power.

上記した第1レンズ群、開口絞り、第2レンズ群及び第3レンズ群を備えた撮像装置とすることで、光学系全長の短縮や外径の小型化が可能となり、適度な射出瞳の位置を確保しつつ、良好な性能を確保し、製造のばらつきによる性能劣化の少ない光学系を提供できる。   By using the imaging device including the first lens group, the aperture stop, the second lens group, and the third lens group described above, the overall length of the optical system can be shortened and the outer diameter can be reduced, and an appropriate exit pupil position can be obtained. As a result, it is possible to provide an optical system that secures good performance while reducing performance degradation due to manufacturing variations.

次に、本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。   Next, before describing the embodiment of the present invention, the function and effect of the present invention will be described.

下記条件式(1)を満足する撮像装置によれば、上記した本願発明の基本構成に加えて、第2レンズ群と第3レンズ群の間に両面が凸面の空気レンズを有することで、空気レンズの両側が負パワーの面となり、この空気レンズの外側が正のパワーとなる。このため、空気レンズを有する撮像装置では、球面収差の補正を良好に行ないやすくなる。
1.4 ≦ |r2R|/IH ≦ 15.0 …(1)
ただし、IHは最大撮影像高撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)であり、r2Rは第2レンズ群の最も像に配置された面の光軸上での曲率半径である。
また、第1レンズ群の入射側の面を凹面、射出側の面を凸面とし、第2レンズ群の入射側の面を凸面、射出側の面を凹面として、かつ、第2レンズ群と第3レンズ群との間に両面が凸面の空気レンズを有して、各レンズ群を二枚以下という少ないレンズ枚数とした場合でも、効率的に良好な性能を確保することが可能となる。
According the following conditional expression (1) to be that imaging device satisfies, in addition to the basic configuration of the present invention described above, by both sides between the second lens group and the third lens group has an air lens convex Both sides of the air lens have negative power surfaces, and the outside of the air lens has positive power. For this reason, in an imaging device having an air lens, it becomes easy to satisfactorily correct spherical aberration.
1.4 ≦ | r2R | /IH≦15.0 (1)
Here, IH is the maximum photographed image height ( half the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor ) , and r2R is the curvature on the optical axis of the surface disposed closest to the image side of the second lens group. Radius.
Further, the incident side surface of the first lens group is a concave surface, the exit side surface is a convex surface, the incident side surface of the second lens group is a convex surface, the exit side surface is a concave surface, and the second lens group and the second surface Even when air lenses having convex surfaces on both sides are provided between the three lens groups, and each lens group has a small number of lenses of two or less, it is possible to efficiently ensure good performance.

上記空気レンズを加えた撮像装置の場合、上記条件式(1)を満足することにより、効率的な収差補正能力を確保しながら光学系全長を短くすることができる。   In the case of an imaging apparatus to which the air lens is added, by satisfying the conditional expression (1), it is possible to shorten the overall length of the optical system while ensuring efficient aberration correction capability.

上記条件式(1)の下限値を下回って光学系全長の短縮を図ると、第2レンズ群での像面湾曲やディストーションなどの軸外収差の発生が大きくなり、良好な性能を確保することが難しくなる。
また、条件式(1)の下限値を下回ると、射出瞳の位置が結像面に近付きすぎることとなり、周辺光量を確保することが難しくなる。
一方、上記条件式(1)の上限値を超えて光学系全長の短縮を図ると、第2レンズ群における収差を補正する能力が低くなる。この収差補正能力が低い撮像装置において、良好な性能を確保しようとすると、レンズ枚数の増加を招いてしまい、光学系の小型化が難しくなる。
もちろん、上記構成を採用し、かつ、サイズの制約が許される
場合に、各レンズ群を二枚より多い枚数で構成しても、上記効果が得ることができる。
If the total length of the optical system is shortened below the lower limit value of the conditional expression (1), the occurrence of off-axis aberrations such as field curvature and distortion in the second lens group increases, and good performance is ensured. Becomes difficult.
If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the position of the exit pupil will be too close to the image plane, making it difficult to ensure the amount of peripheral light.
On the other hand, if the total length of the optical system is shortened beyond the upper limit value of the conditional expression (1), the ability to correct aberrations in the second lens group is lowered. In an imaging apparatus having a low aberration correction capability, if it is attempted to ensure good performance, the number of lenses increases, and it becomes difficult to reduce the size of the optical system.
Of course, when the above configuration is adopted and size restrictions are allowed, the above effect can be obtained even if each lens group is configured with more than two lenses.

なお、条件式(1)における下限値を、1.6、更には1.75としてもよい。若しくは、条件式(1)における上限値を10.0、更には6.0としてもよい。このような下限値及び上限値においても、効率的な収差補正能力を確保しながら光学系全長を短くすることができる。   Note that the lower limit value in conditional expression (1) may be 1.6, or even 1.75. Alternatively, the upper limit value in conditional expression (1) may be 10.0, or even 6.0. Even with such lower and upper limits, the overall length of the optical system can be shortened while ensuring efficient aberration correction capability.

また、下記条件式(2)は、良好な収差を得て光学系全長の短縮を達成する為の条件である。
0.8 ≦ f_g2/f_all ≦ 5.5 …(2)
ただし、f_g2は第2レンズ群の焦点距離であり、f_allは光学系全系の焦点距離である。
上記条件式(2)の下限値を下回って、第2レンズ群の焦点距離が全光学系の焦点距離に対して短くなると、第2レンズ群における収差の発生を抑える為にレンズ枚数の増加を招くこととなり、光学系全長の短縮が困難になる。
一方、条件式(2)の上限値を超えて第2レンズ群の焦点距離が全光学系の焦点距離に対して長くなると、第2レンズ群による正の作用が減ることで全長の短縮が困難になり、使用する撮影像高に対する全長は長くなる。
また、射出瞳の位置を結像面から離す為に第3レンズ群のパワーを強める必要があるので、第3レンズ群で発生するペッツバール和が増大する。この場合、像面湾曲を良好に補正するには、第1レンズ群中の負のパワーを強める(第1レンズ群の正パワーを緩める)必要があり、更に光学系全長の短縮は難しくなる。
Also, the following conditional expression (2) is Ru conditions der to achieve the shortening of the overall length of the optical system to obtain satisfactory aberration.
0.8 ≦ f_g2 / f_all ≦ 5.5 (2)
Here, f_g2 is the focal length of the second lens group, and f_all is the focal length of the entire optical system.
When the focal length of the second lens group becomes shorter than the focal length of the entire optical system below the lower limit value of the conditional expression (2), the number of lenses is increased in order to suppress the occurrence of aberration in the second lens group. Therefore, it becomes difficult to shorten the entire length of the optical system.
On the other hand, if the focal length of the second lens group becomes longer than the focal length of the entire optical system beyond the upper limit value of the conditional expression (2), it is difficult to shorten the total length because the positive action by the second lens group is reduced. Therefore, the total length with respect to the used image height becomes long.
Further, since it is necessary to increase the power of the third lens group in order to move the position of the exit pupil away from the imaging plane, the Petzval sum generated in the third lens group increases. In this case, in order to correct the curvature of field well, it is necessary to increase the negative power in the first lens group (relax the positive power of the first lens group), and it becomes difficult to shorten the total length of the optical system.

なお、条件式(2)の下限値を1.0、更には1.2としてもよい。若しくは、条件式(2)の上限値を4.5、更には4.0としてもよい。このような下限値及び上限値においても、良好な収差を得て、光学系全長の短縮を達成することができる。   Note that the lower limit value of conditional expression (2) may be 1.0, or 1.2. Alternatively, the upper limit value of conditional expression (2) may be 4.5, or even 4.0. Even in such a lower limit value and an upper limit value, good aberration can be obtained, and the shortening of the total length of the optical system can be achieved.

また、本発明の撮像装置は、以下の条件式(3)を満足するものである。
r2R/r3F ≦ −1 …(3)
ただし、r2Rは第2レンズ群の最も像側の面の光軸上の曲率半径であり、r3Fは第3レンズ群の最も物体側の面の光軸上の曲率半径である。
|r2R|が、上記条件式(3)の上限値を超えたために|r3F|より小さくなると、第2レンズ群の射出面での光線の跳ね上げが大きくなる。このため、軸外収差が出やすくなったり、又は、この空気レンズでの十分な球面収差の補正が行い難くなったりすることがある。この場合には、収差を補正する作用を確保するために、レンズ面の数を増やす必要がある。
Further, the image pickup apparatus of the present invention satisfies the following conditional expression (3).
r2R / r3F ≦ −1 (3)
Here, r2R is the radius of curvature on the optical axis of the surface closest to the image side of the second lens group, and r3F is the radius of curvature on the optical axis of the surface closest to the object side of the third lens group.
If | r2R | exceeds the upper limit value of the conditional expression (3) and becomes smaller than | r3F |, the light beam jumps on the exit surface of the second lens group. For this reason, off-axis aberrations are likely to occur, or it may be difficult to perform sufficient spherical aberration correction with the air lens. In this case, it is necessary to increase the number of lens surfaces in order to ensure the effect of correcting aberrations.

第2レンズ群の射出側面での収差について補正効果を持たせるためには、条件式に下限値を設けて
−15 ≦ r2R/r3F ≦ −1 …(3)´
の範囲とするとよい。
更には、条件式(3)´の下限値を−8、更には−6としてもよく、上限値を−1.01、更には−2としてもよい。このような下限値及び上限値においても、第2レンズ群の射出側面での収差補正効果を持たせることができる。
In order to have a correction effect on the aberration on the exit side surface of the second lens group, a lower limit is provided in the conditional expression, and −15 ≦ r2R / r3F ≦ −1 (3) ′.
It is good to be in the range.
Further, the lower limit value of conditional expression (3) ′ may be −8, further −6, and the upper limit value may be −1.01, and further −2. Even in such a lower limit value and an upper limit value, an aberration correction effect on the exit side surface of the second lens group can be provided.

ところで、第2レンズ群の凹面から射出する光線については、第3レンズ群の持つ正のパワーにより射出瞳を結像面から離す作用を持たせる必要がある。
そこで、第3の撮像装置によれば、第3レンズ群の最も物体側面を凹面とし、最も像側の面を凸面としているので、第3レンズ群の入射面での軸外収差の発生を抑えながら第3レンズ群のパワーを強めることが出来、少ないレンズ枚数であっても良好な性能を確保しやすく構成できる。
By the way, it is necessary for the light beam emitted from the concave surface of the second lens group to have an action of separating the exit pupil from the imaging plane by the positive power of the third lens group.
Therefore, according to the third image pickup apparatus, the surface closest to the object side of the third lens group and concave, most since the surface on the image side is a convex, off-axis aberration at the incident surface of the third lens group generated It is possible to increase the power of the third lens group while suppressing the above, and it is possible to easily configure a good performance even with a small number of lenses.

第4の撮像装置第3の撮像装置の構成に加えて、下記条件式(4)を満足する。この条件式(4)を満足することで、更に良好な性能を確保できる。
0.3 ≦ |r3F|/IH ≦ 2.5 …(4)
ただし、rFは第3レンズ群の最も物体側面の光軸上曲率半径であり、IHは最大撮影像高撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)である。
The fourth image capturing apparatus, in addition to the configuration of the third image pickup apparatus satisfies the following conditional expression (4). By satisfying this conditional expression (4), it is possible to secure even better performance.
0.3 ≦ | r3F | /IH≦2.5 (4)
However, r 3 F is on the optical axis radius of curvature of the most object side surface of the third lens group, the IH is the maximum photographing image height (the length of the half of the diagonal length of an effective image pickup area of the imaging element) .

上記条件式(4)の下限値を下回って第3レンズ群の最も物体側に配置される面の曲率半径が小さくなり過ぎると、射出瞳の位置を結像面から離す必要があり、この為に第3レンズ群の物体側に配置される面より像面側の持つ正のパワーを強める作用に負担が増加する。このような場合において良好な性能を得るには、第3レンズ群の枚数の増加が必要となる。
また、上記条件式(4)の上限値を超えて第3レンズ群の最も物体側に配置される面の曲率半径が大きくなり過ぎると、その面での球面収差の補正効果が少なくなり過ぎて光学系全長の短縮が困難になる。
If the radius of curvature of the surface arranged closest to the object side of the third lens group becomes too small below the lower limit value of the conditional expression (4), the position of the exit pupil needs to be separated from the imaging plane. In addition, the burden increases on the action of increasing the positive power of the image plane side relative to the surface disposed on the object side of the third lens group. In such a case, in order to obtain good performance, it is necessary to increase the number of third lens groups.
If the radius of curvature of the surface of the third lens unit that is disposed closest to the object side exceeds the upper limit value of the conditional expression (4), the effect of correcting spherical aberration on the surface becomes too small. It becomes difficult to shorten the total length of the optical system.

更には、条件式(4)の下限値を0.5、更には0.7としてもよい。若しくは、条件式(4)の上限値を2.0、更には1.2としてもよい。このような下限値及び上限値においても、良好な性能を確保できる。   Furthermore, the lower limit value of conditional expression (4) may be set to 0.5, and further to 0.7. Alternatively, the upper limit value of conditional expression (4) may be set to 2.0, or 1.2. Even in such a lower limit value and an upper limit value, good performance can be secured.

第5の撮像装置第4の撮像装置の構成に加えて、最も像側のレンズ群である第3レンズ群を、中心に対して周辺の正のパワーが緩くなる形状の非球面を使用する構成としたことにより、ディストーションを効果的に補正することができる。これにより第3レンズ群を、正のメニスカスレンズ一枚で構成することも可能となり、光学系全長の短縮に更に有効である。 In addition to the configuration of the fourth imaging device, the fifth imaging device uses an aspherical surface in which the third lens group, which is the lens group closest to the image side, has a shape in which the positive power around the center is reduced. With this configuration, distortion can be effectively corrected. As a result, the third lens group can be constituted by a single positive meniscus lens, which is further effective in shortening the overall length of the optical system.

第6の撮像装置は、下記条件式(5)を満足する。
0.6 ≦ |r1F|/IH ≦ 4.0 …(5)
ただし、r1Fは第1レンズ群の最も物体側面の光軸上曲率半径であり、IHは最大撮影像高撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)である。
この条件式(5)を満足することは、少ないレンズ枚数で入射側のレンズ外径の小型化し、光学系全長を短縮させつつ、性能を良好に補正する上で好ましい。
The sixth imaging device satisfies the following conditional expression (5).
0.6 ≦ | r1F | /IH≦4.0 (5)
Here, r1F is the radius of curvature on the optical axis of the surface closest to the object side of the first lens group, and IH is the maximum captured image height ( half the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor ) .
Satisfying the conditional expression (5) is preferable in order to satisfactorily correct the performance while reducing the lens outer diameter on the incident side with a small number of lenses and shortening the total length of the optical system.

条件式(5)の下限値を下回ると、バックフォーカスを長くする作用が強くなりすぎてしまい、光学系全長の小型化が困難になる。
一方、条件式(5)の上限値を超えると、入射瞳の位置が像面側に入りやすくなる。そのため、入射側のレンズ外径を小型化が難しくなる。
If the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the effect of lengthening the back focus becomes too strong, making it difficult to reduce the overall length of the optical system.
On the other hand, when the upper limit value of conditional expression (5) is exceeded, the position of the entrance pupil easily enters the image plane side. Therefore, it is difficult to reduce the lens outer diameter on the incident side.

また、この条件式(5)を満足することで、第1レンズ群の最も物体側に配置される面と最も像面側に配置される面とで収差補正バランスをとり易くなる。そのため、第一レンズ群を二枚以下のレンズ枚数で構成しても、良好な性能を確保しやすくなる。これにより光学系の小型化を達成できる。   Further, by satisfying this conditional expression (5), it becomes easy to achieve aberration correction balance between the surface disposed closest to the object side and the surface disposed closest to the image plane in the first lens group. Therefore, even if the first lens group is composed of two or less lenses, it is easy to ensure good performance. Thereby, miniaturization of the optical system can be achieved.

条件式(5)については、下限値を0.8、更には0.9としてもよい。若しくは、上限値を3.0、更には1.5としてもよい。このような下限値及び上限値においても、少ないレンズ枚数で入射側のレンズ外径を小型化し、光学系全長を短縮させつつ、性能を良好に補正することができ、第一レンズ群を二枚以下のレンズ枚数で構成しても良好な性能を確保しやすくなるので、光学系の小型化を達成することができる。   For conditional expression (5), the lower limit may be 0.8, or even 0.9. Alternatively, the upper limit value may be set to 3.0, further 1.5. Even at these lower and upper limits, the lens outer diameter on the incident side can be reduced with a small number of lenses, and the performance can be corrected well while shortening the overall length of the optical system. Even with the following number of lenses, it is easy to ensure good performance, so that the optical system can be downsized.

第7の撮像装置、前記第1レンズ群は前記入射面と射出面との間に空気間隔がないメニスカスレンズ形状のレンズで構成されているので、入射面の径を小さく構成する上で好ましい。
特に、前記メニスカス形状のレンズを負レンズと正レンズを含む接合レンズとすると、色収差補正が行いやすくなり、より好ましい。
Imaging apparatus of the seventh, since the first lens unit includes a lens of a meniscus lens shape no air gap between the exit surface and the incident surface, preferably in constructing small diameter of the entrance surface .
In particular, it is more preferable that the meniscus lens is a cemented lens including a negative lens and a positive lens because chromatic aberration can be easily corrected.

第8の撮像装置、第1レンズ群を第1又は第2の撮像装置の構成とすることで、物体側から順に、負の第1レンズL11と正の第2レンズL12の二枚で構成することが可能であり、第1レンズ群を少ないレンズ枚数で構成でき、光学系の小型化を達成することができる。
このとき、最も物体側面の凹面と最も像側の面の凸面において、特にコマ収差、非点収差、ディストーションの収差を補正する作用を効果的に使うことにより、色収差を良好に補正しやすくなる。
The eighth imaging device includes the first lens group having the configuration of the first or second imaging device, and includes two negative lenses L11 and a positive second lens L12 in order from the object side. The first lens group can be configured with a small number of lenses, and downsizing of the optical system can be achieved.
At this time, it is easy to correct chromatic aberration satisfactorily by effectively using coma, astigmatism and distortion aberrations on the concave surface on the most object side surface and the convex surface on the most image side surface. Become.

下記条件式(6)を満足する第9の撮像装置によれば、第1レンズ群をレンズ枚数二枚で構成してレンズ全長を短くする場合に、レンズ偏心による性能劣化を抑えることができる。
3.0 ≦ |r1L12|/IH …(6)
ただし、r1L12は第二レンズL12の入射側面の光軸上曲率半径であり、IHは最大撮影像高撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)である。
上記条件式(6)の下限値を下回ると、第2レンズの物体側面で発生する球面収差やコマ収差が大きくなりすぎて、収差のバランス上、第1レンズ群内での各面の収差発生量が大きくなりやすくなる。そのため、偏心による性能劣化が起こりやすくなる。
なお、上記条件式(6)の下限値を、5.0、更には10.0としてもよい。条件式(6)の上限値は無限大とすることができるが、収差補正の効果を面にもたせる場合、上限値を150としてよい。このような上限値及び下限値においても、レンズ偏心による性能劣化を抑えることができる。
According to the ninth image pickup apparatus that satisfies the following conditional expression (6), when the first lens group is composed of two lenses and the total length of the lens is shortened, performance degradation due to lens decentering can be suppressed. .
3.0 ≦ | r1L12 | / IH (6)
However, r1L12 is the radius of curvature on the optical axis of the incident side surface of the second lens L12, and IH is the maximum photographed image height ( half the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor ) .
Below the lower limit of the condition (6), too large spherical aberration and coma aberration generated in the object-side surface of the second lens, the balance of aberrations, of each surface in the first lens group Aberration generation amount tends to increase. Therefore, performance deterioration due to eccentricity is likely to occur.
Note that the lower limit value of the conditional expression (6) may be 5.0, or even 10.0. Although the upper limit value of conditional expression (6) can be infinite, the upper limit value may be 150 when the effect of aberration correction is given to the surface. Even in such an upper limit value and a lower limit value, performance deterioration due to lens decentering can be suppressed.

第10の撮像装置、前記第1レンズ群を、前記負の第1レンズL11と前記正の第2レンズL12とを接合して構成することにより、負レンズと正レンズとの間で発生する偏心の影響やゴースト等の性能劣化を少なく抑えることができる。
また、条件式(6)を満たすことにより第2レンズL12のフチ肉確保が容易になるので、第2レンズL12の肉厚を薄くすることができ、レンズの全長を短くできる効果も得られる。
10 imaging device, said first lens group, by constructing by joining a second lens L12 having a positive the said negative first lens L11, generated between the negative lens and the positive lens Performance degradation such as the influence of eccentricity and ghosts can be suppressed to a minimum.
Further, satisfying conditional expression (6) makes it easy to secure the border of the second lens L12, so that the thickness of the second lens L12 can be reduced, and the effect of shortening the overall length of the lens can be obtained.

第11の撮像装置、前記第2レンズ群は、第2レンズ群を正パワーを持つ第1レンズL21と、負のパワーを持つ第2レンズL22とで構成することにより、第2レンズ群を二枚という少ないレンズ枚数により構成することができ、光学系の小型化を達成できる。
また、第2レンズ群を二枚のレンズで構成することにより、第2レンズ群の最も物体側面の凸面と最も像側の面の凹面において、特にコマ収差、非点収差、ディストーションの収差を補正する作用を効果的に使いながら色収差を良好に補正することができる。
Imaging device 11, the second lens group includes a first lens L21 having a second lens group positive power, by configuring in the second lens L22 having a negative power, a second lens group The lens can be configured with as few as two lenses, and the optical system can be miniaturized.
Further, by composing the second lens group with two lenses, coma, astigmatism, distortion aberration, in particular, on the convex surface on the most object side surface and the concave surface on the most image side surface of the second lens group. It is possible to satisfactorily correct chromatic aberration while effectively using the function of correcting the chromatic aberration.

一方、レンズ全長を短くしようとすると各面の収差補正効果を高める必要があり、かつ、レンズ偏心による性能劣化が大きくなる。
そこで、第12の撮像装置では、第2レンズ群を二枚のレンズ枚数からなる接合レンズで構成することにより、負レンズと正レンズ間で発生する性能劣化を少なく抑えることができる。
On the other hand, if the total lens length is to be shortened, it is necessary to increase the aberration correction effect of each surface, and the performance deterioration due to lens decentering increases.
Therefore, in the twelfth imaging apparatus, the second lens group is configured by a cemented lens having two lenses, so that performance degradation that occurs between the negative lens and the positive lens can be suppressed to a minimum.

第13及び第14の撮像装置は、小型化の効果を得ることができる。 Imaging device of the thirteenth and fourteenth, it is possible to obtain an effect of miniaturization.

第15の撮像装置は、第1又は第13の撮像装置において、上記条件式(2)を満たすようになっており、球面収差を良好に補正することができる。 The fifteenth imaging device satisfies the conditional expression (2) in the first or thirteenth imaging device, and can satisfactorily correct spherical aberration.

第16の撮像装置によれば、撮影光学系の射出瞳の位置から結像面までの距離をEP、最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分をIHとするとき、以下の条件式(7)を満足する。
−0.455 ≦ IH/EP ≦ 0.455 …(7)
条件式(7)を満足する撮像装置は、周辺光量を確保することができるので好ましい。
なお、上記条件式(7)の上限値及び下限値を越えると、シエーディングの影響が画面周辺でおきやすくなる。
According to the sixteenth imaging apparatus, EP is the distance from the position of the exit pupil of the imaging optical system to the imaging plane, and IH is the maximum imaging image height and half the diagonal length of the effective imaging area of the imaging device. The following conditional expression (7) is satisfied.
−0.455 ≦ IH / EP ≦ 0.455 (7)
An imaging device that satisfies the conditional expression (7) is preferable because it can secure a peripheral light amount.
If the upper limit value and lower limit value of the conditional expression (7) are exceeded, the influence of shading is likely to occur around the screen.

条件式(7)は、更には以下の条件式を満足することがより好ましい。
−0.1 < IH/EP ≦ 0.455 …(7)´
この条件式(7)´を満たすことにより、第3レンズ群の径が大きくなるのを防げることができる。
It is more preferable that conditional expression (7) further satisfies the following conditional expression.
−0.1 <IH / EP ≦ 0.455 (7) ′
By satisfying the conditional expression (7) ′, it is possible to prevent the diameter of the third lens group from increasing.

第17の撮像装置によれば、各群のレンズ枚数が二枚以下で構成されているので、少ないレンズ枚数で撮像装置を構成することができる。
更には、第1レンズ群及び第2レンズ群を、それぞれ正レンズと負レンズの二枚で構成し、第3レンズ群を正レンズ一枚で構成するとよい。このような構成とすれば、第1レンズ群と第2レンズ群における収差を良好に補正することができ、第3レンズ群を構成するレンズ枚数を最小枚数とすることができるので、全長の短縮化と収差補正の両立が良好に行える。
更には、第1レンズ群を物体側から順に負レンズと正レンズとで構成し、第2レンズ群を物体側から順に正レンズと負レンズとで構成するとよい。このように構成すれば絞りを挟んで対称な配置となり、広画角化と収差補正を実現でき、小型化のバランスをとりやすい。
According to the seventeenth imaging device, since the number of lenses in each group is configured to be two or less, the imaging device can be configured with a small number of lenses.
Furthermore, the first lens group and the second lens group may each be composed of two lenses, a positive lens and a negative lens, and the third lens group may be composed of one positive lens. With such a configuration, it is possible to satisfactorily correct aberrations in the first lens group and the second lens group, and it is possible to minimize the number of lenses constituting the third lens group, thereby shortening the overall length. And aberration correction can be achieved well.
Furthermore, the first lens group may be composed of a negative lens and a positive lens in order from the object side, and the second lens group may be composed of a positive lens and a negative lens in order from the object side. With such a configuration, the arrangement is symmetrical with respect to the diaphragm, so that a wide angle of view and aberration correction can be realized, and it is easy to balance downsizing.

第18の撮像装置によれば、以下の条件式(8)を満足するようになっている。
2.5 < TL/IH < 4.1 …(8)
ただし、TLは撮影光学系の第1レンズ群の入射面から撮像面までの距離であり、IHは最大撮影像高であって撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分である。
条件式(8)において、下限値を越えると光学系全長が短くなるが、収差補正が難しくなる。条件式(8)の上限値を越えると光学系の全長が長くなり、撮像装置を小型化しにくくなる。
According to the eighteenth image pickup apparatus, the following conditional expression (8) is satisfied.
2.5 <TL / IH <4.1 (8)
Here, TL is the distance from the incident surface of the first lens group of the photographic optical system to the imaging surface, and IH is the maximum photographic image height, which is half the diagonal length of the effective imaging region of the imaging device.
In conditional expression (8), if the lower limit is exceeded, the total length of the optical system becomes short, but aberration correction becomes difficult. If the upper limit of conditional expression (8) is exceeded, the total length of the optical system becomes long, and it is difficult to reduce the size of the imaging device.

第19の撮像装置は、以下の条件式を満足するようになっている。
0.03 < TS/TL < 0.4 …(10)
ただし、TSは第1レンズ群の入射面から第3レンズ群の射出面までの間の光軸上における空気間隔の長さの合計であり、TLは撮影光学系の第1レンズ群の入射面から撮像面までの距離である。
上記条件式(10)の下限値を下回ると、空気レンズによる収差補正が難しくなる。また、条件式(10)の上限値を超えると、空気間隔が大きくなり、撮影光学系の小型化が難しくなる。
The nineteenth imaging apparatus satisfies the following conditional expression.
0.03 <TS / TL <0.4 (10)
Where TS is the total length of the air gap on the optical axis from the entrance surface of the first lens group to the exit surface of the third lens group, and TL is the entrance surface of the first lens group of the photographing optical system. To the imaging surface.
If the lower limit of conditional expression (10) is not reached, aberration correction with an air lens becomes difficult. If the upper limit value of conditional expression (10) is exceeded, the air gap becomes large, and it is difficult to reduce the size of the photographing optical system.

上記条件式(10)において、更には、下限値を0.05、更には0.07としてもよい。若しくは、条件式(10)の上限値を0.3、更には0.25としてもよい。このような下限値及び上限値においても、良好な収差補正を行なうことが出来、撮像光学系を小型化することができる。   In the conditional expression (10), the lower limit value may be 0.05, further 0.07. Alternatively, the upper limit value of conditional expression (10) may be 0.3, or 0.25. Even in such a lower limit value and an upper limit value, good aberration correction can be performed, and the imaging optical system can be downsized.

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1実施例
図1は本発明の第1実施例に係る撮像装置の概念図であり、図2は第1実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
第1実施例の撮像装置1は、図1に示すように、物体側から順に、第1レンズ群G1と、開口絞りSと、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターLFと、像側に配置されたカバーガラスCG及び撮像面Iを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子(CCD)とを備えている。
ここで、第1レンズ群G1は、負レンズL11と正レンズL12とからなる接合レンズで構成されている。
第2レンズ群G2は、正レンズL21と負レンズL22とからなる接合レンズで構成されている。
第3レンズ群G3は、プラスチック成形された一枚のレンズで構成されている。
First Embodiment FIG. 1 is a conceptual diagram of an image pickup apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a spherical aberration and astigmatism of the image pickup apparatus according to the first embodiment when focusing on an object point at infinity. It is a figure which shows a distortion aberration and lateral chromatic aberration.
As shown in FIG. 1, the imaging apparatus 1 according to the first embodiment is an image capturing including, in order from the object side, a first lens group G1, an aperture stop S, a second lens group G2, and a third lens group G3. An optical system, a low-pass filter LF, a cover glass CG disposed on the image side, and an imaging surface I, and an imaging device (CCD) that converts an optical image into an electrical signal are provided.
Here, the first lens group G1 includes a cemented lens including a negative lens L11 and a positive lens L12.
The second lens group G2 includes a cemented lens including a positive lens L21 and a negative lens L22.
The third lens group G3 is composed of a single plastic molded lens.

次に、第1実施例の撮像装置を構成する光学部材の数値データを示す。
なお、非球面形状は、光軸方向をz軸、光軸に直交する方向をy軸にとり、円錐係数をk、非球面係数をA4、A6、A8、A10、・・・としたとき、次の式で表される。
x=(y2/r)/[1+{1−(1+k)(y/r)21/2
+A44+A66+A88+A1010+…
これらの記号は、後述の各実施例の数値データにおいても共通である。
Next, numerical data of optical members constituting the image pickup apparatus of the first embodiment are shown.
The aspherical shape is such that the optical axis direction is the z-axis, the direction orthogonal to the optical axis is the y-axis, the conic coefficient is k, the aspherical coefficient is A 4 , A 6 , A 8 , A 10 ,. Is represented by the following formula.
x = (y 2 / r) / [1+ {1- (1 + k) (y / r) 2 } 1/2 ]
+ A 4 y 4 + A 6 y 6 + A 8 y 8 + A 10 y 10 +
These symbols are also common in numerical data of each embodiment described later.

数値データ1
焦点距離:6.426mm、Fナンバー:3.360、像高:3.60mm、
半画角:29.25°、FB:1.000mm
面番号 曲率半径 面(又は空気)間隔 屈折率 アッベ数
1 -3.695 0.800 1.61772 49.81
2 123.439 1.850 1.72916 54.68
3 -4.694 0.160
4(絞り面) INF 0.000
5 4.367 3.050 1.69680 55.53
6 -3.985 0.800 1.69895 30.13
7 10.562 1.200
8(非球面) -2.803 2.000 1.52542 55.78
9(非球面) -2.985 0.195
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF
Numerical data 1
Focal length: 6.426 mm, F-number: 3.360, image height: 3.60 mm,
Half angle of view: 29.25 °, FB: 1.000mm
Surface number Curvature radius Surface (or air) spacing Refractive index Abbe number
1 -3.695 0.800 1.61772 49.81
2 123.439 1.850 1.72916 54.68
3 -4.694 0.160
4 (diaphragm surface) INF 0.000
5 4.367 3.050 1.69680 55.53
6 -3.985 0.800 1.69895 30.13
7 10.562 1.200
8 (Aspherical surface) -2.803 2.000 1.52542 55.78
9 (Aspherical surface) -2.985 0.195
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF

非球面係数
第8面
曲率半径R=-2.803
k=0
4=-8.4751×10-36=2.6140×10-3 8=-3.6971×10-4
10=0 A12=0 A14=0
16=0 A18=0 A20=0
第9面
曲率半径R=-2.985
k=0
4=4.5096×10-36=5.4042×10-4 8=6.2047×10-5
10=0 A12=0 A14=0
16=0 A18=0 A20=0
Aspherical coefficient 8th radius of curvature R = -2.803
k = 0
A 4 = -8.4751 × 10 -3 A 6 = 2.6140 × 10 -3 A 8 = -3.6971 × 10 -4
A 10 = 0 A 12 = 0 A 14 = 0
A 16 = 0 A 18 = 0 A 20 = 0
9th surface radius of curvature R = -2.985
k = 0
A 4 = 4.5096 × 10 -3 A 6 = 5.4042 × 10 -4 A 8 = 6.2047 × 10 -5
A 10 = 0 A 12 = 0 A 14 = 0
A 16 = 0 A 18 = 0 A 20 = 0

第2実施例
図3は本発明の第2実施例に係る撮像装置の概念図であり、図4は第2実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図3に示す第2実施例の撮像装置1は、第1実施例の撮像装置1同様に、物体側から順に、第1レンズ群G1と、開口絞りSと、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターLFと、像側に配置されたカバーガラスCG及び撮像面Iを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子(CCD)とを備えている。
ここで、第1レンズ群は、負レンズと正レンズとからなる接合レンズで構成されている。
第2レンズ群は、正レンズと負レンズとからなる接合レンズで構成されている。
第3レンズ群は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
Second Embodiment FIG. 3 is a conceptual diagram of an image pickup apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a spherical aberration and astigmatism at the time of focusing on an object point at infinity of the image pickup apparatus according to the second embodiment. It is a figure which shows a distortion aberration and lateral chromatic aberration.
The imaging apparatus 1 of the second embodiment shown in FIG. 3 is similar to the imaging apparatus 1 of the first embodiment, in order from the object side, the first lens group G1, the aperture stop S, the second lens group G2, and the first lens group G2. A photographing optical system including three lens groups G3, a low pass filter LF, a cover glass CG disposed on the image side, and an image pickup surface I, and an image pickup device (CCD) that converts an optical image into an electric signal. ing.
Here, the first lens group includes a cemented lens including a negative lens and a positive lens.
The second lens group includes a cemented lens including a positive lens and a negative lens.
The third lens group is composed of a single aspheric lens made of glass.

以下に、第2実施例の撮像装置を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ2
焦点距離:6.578mm、Fナンバー:2.863、像高:3.60mm、
半画角:29.35°、FB:0.999mm
面番号 曲率半径 面(又は空気)間隔 屈折率 アッベ数
1 -4.010 0.700 1.60562 43.70
2 25.258 1.700 1.88300 40.76
3 -5.757 1.176
4(絞り面) INF 0.300
5 6.158 2.300 1.78590 44.20
6 -4.335 0.700 1.80810 22.76
7 17.438 1.700
8 -3.139 1.700 1.80610 40.92
9(非球面) -3.001 1.330
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF
The numerical data of the optical members constituting the imaging device of the second embodiment are shown below.
Numerical data 2
Focal length: 6.578 mm, F-number: 2.863, Image height: 3.60 mm,
Half angle of view: 29.35 °, FB: 0.999 mm
Surface number Curvature radius Surface (or air) spacing Refractive index Abbe number
1 -4.010 0.700 1.60562 43.70
2 25.258 1.700 1.88300 40.76
3 -5.757 1.176
4 (diaphragm surface) INF 0.300
5 6.158 2.300 1.78590 44.20
6 -4.335 0.700 1.80810 22.76
7 17.438 1.700
8 -3.139 1.700 1.80610 40.92
9 (Aspherical surface) -3.001 1.330
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF

非球面係数
第9面
曲率半径R=-3.001
k=0
4=4.5351×10-3 6=-1.7689×10-4 8=1.6590×10-4
10=-2.5105×10-5 12=2.0021×10-614=0
16=0 A18=0 A20=0
Aspherical coefficient 9th surface radius of curvature R = -3.001
k = 0
A 4 = 4.5351 × 10 -3 A 6 = -1.7689 × 10 -4 A 8 = 1.6590 × 10 -4
A 10 = -2.5105 × 10 -5 A 12 = 2.0021 × 10 -6 A 14 = 0
A 16 = 0 A 18 = 0 A 20 = 0

第3実施例
図5は本発明の第3実施例に係る撮像装置の概念図であり、図6は第3実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図5に示す第3実施例に係る撮像装置1は、第1実施例の撮像装置1同様に、物体側から順に、第1レンズ群G1と、開口絞りSと、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターLFと、像側に配置されたカバーガラスCG及び撮像面Iを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子(CCD)とを備えている。
第1レンズ群G1は、正のパワーを持つメニスカス単レンズにて構成されている。
第2レンズ群G2は、正レンズL21と負レンズL22との接合レンズで構成されている。 第3レンズ群G3は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
Third Embodiment FIG. 5 is a conceptual diagram of an image pickup apparatus according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing spherical aberration and astigmatism at the time of focusing on an object point at infinity of the image pickup apparatus according to the third embodiment. It is a figure which shows a distortion aberration and lateral chromatic aberration.
The imaging apparatus 1 according to the third example illustrated in FIG. 5 is similar to the imaging apparatus 1 according to the first example, in order from the object side, the first lens group G1, the aperture stop S, the second lens group G2, An imaging optical system including the third lens group G3, a low-pass filter LF, an image sensor (CCD) having a cover glass CG and an imaging surface I arranged on the image side and converting an optical image into an electrical signal. I have.
The first lens group G1 is composed of a meniscus single lens having positive power.
The second lens group G2 includes a cemented lens of a positive lens L21 and a negative lens L22. The third lens group G3 is composed of a single aspheric lens made of glass.

以下に、第3実施例の撮像装置を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ3
焦点距離:6.199mm、Fナンバー:2.855、像高:3.60mm、
半画角:30.45°、FB:1.000mm
面番号 曲率半径 面(又は空気)間隔 屈折率 アッベ数
1(非球面) -3.972 1.800 1.80610 40.92
2 -3.474 1.000
3(絞り面) INF 0.000
4 8.414 2.300 1.88300 40.76
5 -3.900 0.700 1.80810 22.76
6 8.308 1.300
7 -3.133 1.700 1.80610 40.92
8(非球面) -2.787 1.693
9 INF 0.760 1.54771 62.84
10 INF 0.600
11 INF 0.500 1.51633 64.14
12 INF
In the following, numerical data of optical members constituting the image pickup apparatus of the third embodiment are shown.
Numerical data 3
Focal length: 6.199 mm, F number: 2.855, image height: 3.60 mm,
Half angle of view: 30.45 °, FB: 1.000mm
Surface number Curvature radius Surface (or air) spacing Refractive index Abbe number
1 (Aspherical surface) -3.972 1.800 1.80610 40.92
2 -3.474 1.000
3 (aperture surface) INF 0.000
4 8.414 2.300 1.88300 40.76
5 -3.900 0.700 1.80810 22.76
6 8.308 1.300
7 -3.133 1.700 1.80610 40.92
8 (Aspherical surface) -2.787 1.693
9 INF 0.760 1.54771 62.84
10 INF 0.600
11 INF 0.500 1.51633 64.14
12 INF

非球面係数
第1面
曲率半径R=-3.972
k=0
4=-4.9641×10-3 6=-1.3883×10-4 8=-9.0582×10-5
10=0 A12=0 A14=0
16=0 A18=0 A20=0
第8面
曲率半径R=-2.787
k=0
4=4.0516×10-36=4.8262×10-4 8=-1.3587×10-4
10=6.3935×10-512=-1.0789×10-514=8.1313×10-7
16=0 18=0 A20=0
Aspherical coefficient 1st surface radius of curvature R = -3.972
k = 0
A 4 = -4.9641 × 10 -3 A 6 = -1.3883 × 10 −4 A 8 = −9.0582 × 10 −5
A 10 = 0 A 12 = 0 A 14 = 0
A 16 = 0 A 18 = 0 A 20 = 0
Eighth surface radius of curvature R = -2.787
k = 0
A 4 = 4.0516 × 10 -3 A 6 = 4.8262 × 10 -4 A 8 = -1.3587 × 10 -4
A 10 = 6.3935 × 10 -5 A 12 = -1.0789 × 10 -5 A 14 = 8.1313 × 10 -7
A 16 = 0 A 18 = 0 A 20 = 0

第4実施例
図7は本発明の第4実施例に係る撮像装置の概念図であり、図8は第4実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図7に示す第4実施例に係る撮像装置1は、第1実施例の撮像装置1と同様に、物体側から順に、第1レンズ群G1と、開口絞りSと、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターLFと、像側に配置されたカバーガラスCG及び撮像面Iを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子(CCD)とを備えている。
第1レンズ群G1は負レンズL11と正レンズL12とからなる接合レンズで構成されている。
第2レンズ群G2は、正レンズL11と負レンズL12とからなる接合レンズで構成されている。
第3レンズ群G3は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
Fourth Embodiment FIG. 7 is a conceptual diagram of an image pickup apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a spherical aberration and astigmatism of the image pickup apparatus according to the fourth embodiment when focusing on an object point at infinity. It is a figure which shows a distortion aberration and lateral chromatic aberration.
The imaging apparatus 1 according to the fourth example illustrated in FIG. 7 is similar to the imaging apparatus 1 according to the first example in order from the object side, the first lens group G1, the aperture stop S, and the second lens group G2. An imaging optical system including the third lens group G3, a low-pass filter LF, a cover glass CG and an imaging surface I disposed on the image side, and an imaging device (CCD) that converts an optical image into an electrical signal. It has.
The first lens group G1 includes a cemented lens including a negative lens L11 and a positive lens L12.
The second lens group G2 includes a cemented lens including a positive lens L11 and a negative lens L12.
The third lens group G3 is composed of a single aspheric lens made of glass.

以下に、第4実施例の撮像装置を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ4
焦点距離:6.336mm、Fナンバー:2.894、像高:3.60mm、
半画角:29.35°、FB:1.000mm
面番号 曲率半径 面(又は空気)間隔 屈折率 アッベ数
1 -3.982 0.700 1.70000 48.08
2 20.468 1.700 1.88300 40.76
3 -5.387 1.000
4(絞り面) INF 0.000
5 5.542 2.300 1.78590 44.20
6 -4.441 0.700 1.80810 22.76
7 16.832 1.700
8 -3.019 1.700 1.80610 40.92
9(非球面) -3.000 1.266
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF
The numerical data of the optical members that constitute the image pickup apparatus of the fourth embodiment are shown below.
Numerical data 4
Focal length: 6.336 mm, F-number: 2.894, image height: 3.60 mm,
Half angle of view: 29.35 °, FB: 1.000mm
Surface number Curvature radius Surface (or air) spacing Refractive index Abbe number
1 -3.982 0.700 1.70000 48.08
2 20.468 1.700 1.88300 40.76
3 -5.387 1.000
4 (diaphragm surface) INF 0.000
5 5.542 2.300 1.78590 44.20
6 -4.441 0.700 1.80810 22.76
7 16.832 1.700
8 -3.019 1.700 1.80610 40.92
9 (Aspherical surface) -3.000 1.266
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF

非球面係数
第9面
曲率半径R=-3.000
k=0
4=4.1051×10-36=2.1754×10-4 8=4.2309×10-5
10=-5.5958×10-612=8.6307×10-714=00
16=0 A18=0 A20=0
Aspherical coefficient 9th surface radius of curvature R = -3.000
k = 0
A 4 = 4.1051 × 10 -3 A 6 = 2.1754 × 10 -4 A 8 = 4.2309 × 10 -5
A 10 = -5.5958 × 10 -6 A 12 = 8.6307 × 10 -7 A 14 = 0 0
A 16 = 0 A 18 = 0 A 20 = 0

第5実施例
図9は本発明の第5実施例に係る撮像装置の概念図であり、図10は第5実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図9に示す第5実施例に係る撮像装置1は、第1実施例の撮像装置1同様に、物体側から順に、第1レンズ群G1と、開口絞りSと、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターLFと、像側に配置されたカバーガラスCG及び撮像面Iを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子(CCD)とを備えている。
第1レンズ群G1は、負レンズL11と正レンズL12とからなる接合レンズで構成されている。
第2レンズ群は正レンズL21と負レンズL22との接合レンズで構成されている。
また、第3レンズ群は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
Fifth Embodiment FIG. 9 is a conceptual diagram of an image pickup apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 10 shows spherical aberration and astigmatism when the image pickup apparatus according to the fifth embodiment is focused on an object point at infinity. It is a figure which shows a distortion aberration and lateral chromatic aberration.
The imaging apparatus 1 according to the fifth example illustrated in FIG. 9 is similar to the imaging apparatus 1 according to the first example, in order from the object side, the first lens group G1, the aperture stop S, the second lens group G2, An imaging optical system including the third lens group G3, a low-pass filter LF, an image sensor (CCD) having a cover glass CG and an imaging surface I arranged on the image side and converting an optical image into an electrical signal. I have.
The first lens group G1 includes a cemented lens including a negative lens L11 and a positive lens L12.
The second lens group includes a cemented lens of a positive lens L21 and a negative lens L22.
The third lens group is composed of a single aspheric lens made of glass.

以下に、第5実施例の撮像装置を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ5
焦点距離:6.491mm、Fナンバー:3.460、像高:3.60mm、
半画角:29.80°、FB:1.000mm
面番号 曲率半径 面(又は空気)間隔 屈折率 アッベ数
1 -3.687 0.800 1.48749 70.23
2 41.441 1.650 1.73400 51.47
3 -4.858 0.300
4(絞り面) INF 0.050
5 5.184 2.000 1.69350 53.21
6 -2.650 0.800 1.69895 30.13
7 11.495 1.142
8 -3.089 2.000 1.69350 53.21
9(非球面) -3.110 1.644
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF
The numerical data of the optical members constituting the imaging device of the fifth embodiment are shown below.
Numerical data 5
Focal length: 6.491 mm, F-number: 3.460, image height: 3.60 mm,
Half angle of view: 29.80 °, FB: 1.000mm
Surface number Curvature radius Surface (or air) spacing Refractive index Abbe number
1 -3.687 0.800 1.48749 70.23
2 41.441 1.650 1.73400 51.47
3 -4.858 0.300
4 (diaphragm surface) INF 0.050
5 5.184 2.000 1.69350 53.21
6 -2.650 0.800 1.69895 30.13
7 11.495 1.142
8 -3.089 2.000 1.69350 53.21
9 (Aspherical surface) -3.110 1.644
10 INF 0.760 1.54771 62.84
11 INF 0.600
12 INF 0.500 1.51633 64.14
13 INF

非球面係数
第9面
曲率半径R=-3.110
k=0
4=4.2987×10-36=8.9180×10-58=4.0294×10-5
10=0 A12=0 A14=0
16=0 A18=0 A20=0
Aspherical coefficient 9th surface radius of curvature R = -3.110
k = 0
A 4 = 4.2987 × 10 -3 A 6 = 8.9180 × 10 -5 A 8 = 4.0294 × 10 -5
A 10 = 0 A 12 = 0 A 14 = 0
A 16 = 0 A 18 = 0 A 20 = 0

第6実施例
図11は本発明の第6実施例に係る撮像装置の概念図であり、図12は第6実施例に係る撮像装置の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
図11に示す第6実施例に係る撮像装置1は、第1実施例の撮像装置1と同様に、物体側から順に、第1レンズ群G1と、開口絞りSと、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とからなる撮影光学系と、ローパスフィルターLFと、像側に配置されたカバーガラスCG及び撮像面Iを有し、光学像を電気信号に変換する撮像素子(CCD)とを備えている。
第1レンズ群G1は、負レンズL11と正レンズL12との二枚で構成されている。
第2レンズ群G2は、正レンズL21と負レンズL22との接合レンズで構成されている。
第3レンズ群は、ガラスで作製される一枚の非球面レンズで構成されている。
Sixth Embodiment FIG. 11 is a conceptual diagram of an imaging apparatus according to a sixth embodiment of the present invention, FIG 12 is a spherical aberration at the time of infinite object point focusing of an image pickup apparatus according to the sixth embodiment, astigmatism It is a figure which shows a distortion aberration and lateral chromatic aberration.
The imaging apparatus 1 according to the sixth example illustrated in FIG. 11 is similar to the imaging apparatus 1 according to the first example, in order from the object side, the first lens group G1, the aperture stop S, and the second lens group G2. An imaging optical system including the third lens group G3, a low-pass filter LF, a cover glass CG and an imaging surface I disposed on the image side, and an imaging device (CCD) that converts an optical image into an electrical signal. It has.
The first lens group G1 includes two lenses, a negative lens L11 and a positive lens L12.
The second lens group G2 includes a cemented lens of a positive lens L21 and a negative lens L22.
The third lens group is composed of a single aspheric lens made of glass.

以下に、第6実施例の撮像装置を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ6
焦点距離:6.479mm、Fナンバー:3.511、像高:3.60mm、
半画角:29.80°、FB:1.000mm
面番号 曲率半径 面(又は空気)間隔 屈折率 アッベ数
1 -4.924 0.800 1.56384 60.67
2 6.803 0.200
3 437.194 1.850 1.72916 54.68
4 -4.640 0.160
5(絞り面) INF 0.000
6 4.767 3.050 1.69350 53.21
7 -3.543 0.800 1.68893 31.07
8 6.808 0.800
9 -6.700 2.000 1.52542 55.78
10(非球面)-3.572 2.179
11 INF 0.760 1.54771 62.84
12 INF 0.600
13 INF 0.500 1.51633 64.14
14 INF
The numerical data of the optical members constituting the imaging device of the sixth embodiment are shown below.
Numerical data 6
Focal length: 6.479 mm, F-number: 3.511, image height: 3.60 mm,
Half angle of view: 29.80 °, FB: 1.000mm
Surface number Curvature radius Surface (or air) spacing Refractive index Abbe number
1 -4.924 0.800 1.56384 60.67
2 6.803 0.200
3 437.194 1.850 1.72916 54.68
4 -4.640 0.160
5 (diaphragm surface) INF 0.000
6 4.767 3.050 1.69350 53.21
7 -3.543 0.800 1.68893 31.07
8 6.808 0.800
9 -6.700 2.000 1.52542 55.78
10 (Aspherical surface) -3.572 2.179
11 INF 0.760 1.54771 62.84
12 INF 0.600
13 INF 0.500 1.51633 64.14
14 INF

非球面係数
第10面
曲率半径R=-3.572
k=0
4=3.5047×10-36=1.9730×10-48=2.1670×10-5
10=0 A12=0 A14=0
16=0 A18=0 A20=0
Aspheric coefficient 10th surface radius of curvature R = -3.572
k = 0
A 4 = 3.5047 × 10 -3 A 6 = 1.9730 × 10 -4 A 8 = 2.1670 × 10 -5
A 10 = 0 A 12 = 0 A 14 = 0
A 16 = 0 A 18 = 0 A 20 = 0

次に、各実施例における条件式パラメータ計算値を表1に示す。
Table 1 shows the calculated values of the conditional expression parameters in each example.

さて、以上のような本発明の撮像装置は、撮影光学系で物体像を形成しその像をCCDやCMOSといった撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、特に持ち運びに便利な携帯電話等とすることができる。
以下に、その実施形態を例示する。
The image pickup apparatus of the present invention as described above is an image pickup apparatus that forms an object image with a shooting optical system and receives the image on an image pickup device such as a CCD or CMOS, and in particular, a digital camera or video camera, information processing Examples of the device include a personal computer, a telephone, and a mobile phone that is particularly convenient to carry.
The embodiment is illustrated below.

図13〜図15は、本発明による撮像装置をデジタルカメラとし、撮影光学系41を組み込んだ構成の概念図であり、図13はデジタルカメラ40の外観を示す前方斜視図、図14は同後方斜視図、図15はデジタルカメラ40の構成を示す断面図であり、図15中の観察者の眼を上側からみて示してある。   FIGS. 13 to 15 are conceptual diagrams of a configuration in which the imaging apparatus according to the present invention is a digital camera and a photographing optical system 41 is incorporated. FIG. 13 is a front perspective view showing the appearance of the digital camera 40, and FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view showing the configuration of the digital camera 40, and shows the observer's eyes in FIG. 15 as viewed from above.

デジタルカメラ40は、この例の場合、撮影用光路42を有する撮影光学系41、ファインダー用光路44を有するファインダー光学系43、シャッターボタン45、フラッシュ46、液晶表示モニター47等を含み、カメラ40の上部に配置されたシャッターボタン45を押圧すると、それに連動して撮影光学系41、例えば、第1実施例の撮像装置を通して撮影が行われるようになっている。
そして、撮影光学系41によって形成された物体像が、近赤外カットフィルター、又はCCDカバーガラス又はその他のレンズに施された近赤外カットコートを経てCCD49の撮像面上に形成される。
In this example, the digital camera 40 includes a photographing optical system 41 having a photographing optical path 42, a finder optical system 43 having a finder optical path 44, a shutter button 45, a flash 46, a liquid crystal display monitor 47, and the like. When the shutter button 45 disposed on the upper part is pressed, photographing is performed through the photographing optical system 41, for example, the image pickup apparatus of the first embodiment in conjunction therewith.
The object image formed by the photographing optical system 41 is formed on the imaging surface of the CCD 49 through a near infrared cut filter or a near infrared cut coat applied to a CCD cover glass or other lens.

このCCD49で受光された物体像は、電気信号に変換され、処理手段51を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター47に表示される。
また、この処理手段51には記録手段52が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。
なお、この記録手段52は処理手段51と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、MO等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。
また、CCD49に代わってCMOSを配置したデジタルカメラとして構成してもよい。
The object image received by the CCD 49 is converted into an electrical signal, and is displayed on the liquid crystal display monitor 47 provided on the back of the camera as an electronic image via the processing means 51.
Further, the processing means 51 is connected to a recording means 52 so that a photographed electronic image can be recorded.
The recording unit 52 may be provided separately from the processing unit 51, or may be configured to perform recording and writing electronically using a flexible disk, a memory card, an MO, or the like.
Further, it may be configured as a digital camera in which a CMOS is arranged instead of the CCD 49.

さらに、ファインダー用光路44上にはファインダー用対物光学系53が配置してある。このファインダー用対物光学系53によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム55の視野枠57上に形成される。このポリプリズム55の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Eに導く接眼光学系59が配置されている。
なお、撮影光学系41及びファインダー用対物光学系53の入射側、接眼光学系59の射出側にそれぞれカバー部材50が配置されている。
Further, a finder objective optical system 53 is disposed on the finder optical path 44. The object image formed by the finder objective optical system 53 is formed on the field frame 57 of the Porro prism 55 which is an image erecting member. Behind this polyprism 55 is an eyepiece optical system 59 that guides the erect image to the observer eyeball E.
Note that cover members 50 are disposed on the incident side of the photographing optical system 41 and the finder objective optical system 53 and on the exit side of the eyepiece optical system 59, respectively.

このように構成されたデジタルカメラ40は、撮影光学系41が、適度な撮影画角を確保しつつ全長が短く高性能、具体的には、25度以上の半画角を得やすい単焦点レンズであり、3M以上のCCD画素数を使用しても良好な結像性能を得やすく、レンズ全長の小型化を実現でき、レンズ径を小さくすることができ、レンズの偏心に対する安定性を確保できる撮像装置であるので、高性能・低コスト化が実現できる。   The digital camera 40 configured as described above is a single-focus lens in which the photographing optical system 41 has a short overall length and a high performance, specifically, a half field angle of 25 degrees or more while ensuring an appropriate photographing field angle. Even if the number of CCD pixels is 3M or more, good imaging performance can be easily obtained, the entire lens length can be reduced, the lens diameter can be reduced, and the stability against the eccentricity of the lens can be secured. Since it is an imaging device, high performance and low cost can be realized.

次に、本発明の撮像装置を情報処理装置の一例であるパソコンとしたものを図16〜図18に示す。
図16はパソコン300のカバーを開いた前方斜視図、図17はパソコン300の撮影光学系303の断面図、図18は図16に示すパソコン300の側面図である。
Next, what used the imaging device of this invention as the personal computer which is an example of information processing apparatus is shown in FIGS.
16 is a front perspective view with the cover of the personal computer 300 opened, FIG. 17 is a sectional view of the photographing optical system 303 of the personal computer 300, and FIG. 18 is a side view of the personal computer 300 shown in FIG.

図16〜図18に示すように、パソコン300は、外部から操作者が情報を入力するためのキーボード301と、図示を省略した情報処理手段や記録手段と、情報を操作者に表示するモニター302と、操作者自身や周辺の像を撮影するための撮影光学系303とを有している。
ここで、モニター302は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、CRTディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系303は、モニター302の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター302の周囲や、キーボード301の周囲のどこであってもよい。
この撮影光学系303は、撮影光路304上に、本発明による例えば第1実施例の撮像装置で記載した撮影光学系を用い、像を受光する撮像素子チップ162を撮影光学系303の像面側に配している。これらは撮像装置であるパソコン300に内蔵されている。
As shown in FIGS. 16 to 18, a personal computer 300 includes a keyboard 301 for an operator to input information from the outside, an information processing unit and a recording unit (not shown), and a monitor 302 for displaying information to the operator. And a photographing optical system 303 for photographing the operator himself and surrounding images.
Here, the monitor 302 may be a transmissive liquid crystal display element that is illuminated from the back by a backlight (not shown), a reflective liquid crystal display element that reflects and displays light from the front, a CRT display, or the like. Further, in the drawing, the photographing optical system 303 is built in the upper right of the monitor 302. However, the imaging optical system 303 is not limited to the place, and may be anywhere around the monitor 302 or the keyboard 301.
This photographic optical system 303 uses, for example, the photographic optical system described in the image pickup apparatus of the first embodiment according to the present invention on the photographic optical path 304, and an image sensor chip 162 that receives an image is placed on the image plane side of the photographic optical system 303. Is arranged. These are built in the personal computer 300 which is an imaging device.

ここで、撮像素子チップ162上にはカバーガラスCGが付加的に貼り付けられて撮像ユニット160として一体に形成され、撮影光学系303の鏡枠113の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、撮影光学系303と撮像素子チップ162の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠113の先端には、撮影光学系303を保護するためのカバーガラス114が配置されている。   Here, a cover glass CG is additionally affixed on the image pickup device chip 162 to be integrally formed as the image pickup unit 160, and can be fitted and attached to the rear end of the lens frame 113 of the photographing optical system 303 with one touch. Therefore, the centering of the photographing optical system 303 and the image pickup element chip 162 and the adjustment of the surface interval are unnecessary, and the assembly is simple. Further, a cover glass 114 for protecting the photographing optical system 303 is disposed at the tip of the lens frame 113.

撮像素子チップ162で受光された物体像は、端子166を介して、パソコン300の処理手段に入力され、電子画像としてモニター302に表示される。図16には、その一例として、操作者の撮影された画像305が示されている。また、この画像305は、処理手段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔地から通信相手のパソコンに表示させることも可能である。   The object image received by the image sensor chip 162 is input to the processing means of the personal computer 300 via the terminal 166 and displayed on the monitor 302 as an electronic image. FIG. 16 shows an image 305 taken by the operator as an example. The image 305 can also be displayed on the personal computer of the communication partner from a remote location via the processing means, the Internet, or the telephone.

次に、本発明の撮像装置として撮影光学系を内蔵した情報処理装置の一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話としたものを図19に示す。図19(a)は携帯電話400の正面図、図19(b)は携帯電話400の側面図、図19(c)は撮影光学系405の断面図である。
図19(a)乃至(c)に示すように、携帯電話400は、操作者の声を情報として入力するマイク部401と、通話相手の声を出力するスピーカ部402と、操作者が情報を入力する入力ダイアル403と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモニター404と、撮影光学系405と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ406と、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段(図示せず)とを有している。
ここで、モニター404は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、図示した配置に限られない。
この撮影光学系405は、撮影光路407上に配置された本発明による例えば第1実施例の撮像装置で記載した撮影光学系を用い、物体像を受光する撮像素子チップ162を撮影光学系303の像側に配している。これらは、撮像装置である携帯電話400に内蔵されている。
Next, FIG. 19 shows a telephone which is an example of an information processing apparatus incorporating a photographing optical system as the imaging apparatus of the present invention, particularly a portable telephone that is convenient to carry. 19A is a front view of the mobile phone 400, FIG. 19B is a side view of the mobile phone 400, and FIG. 19C is a cross-sectional view of the photographing optical system 405.
As shown in FIGS. 19A to 19C, the mobile phone 400 includes a microphone unit 401 that inputs an operator's voice as information, a speaker unit 402 that outputs the voice of the other party, and the operator receives information. An input dial 403 for input, a monitor 404 for displaying information such as a photographed image and telephone number of the operator and the other party, a photographing optical system 405, an antenna 406 for transmitting and receiving communication radio waves, and image information And processing means (not shown) for processing communication information, input signals, and the like.
Here, the monitor 404 is a liquid crystal display element. Further, in the drawing, the arrangement position of each component is not limited to the illustrated arrangement.
The photographic optical system 405 uses the photographic optical system described in the imaging apparatus of the first embodiment according to the present invention disposed on the photographic optical path 407, and the imaging element chip 162 that receives an object image is connected to the photographic optical system 303. Arranged on the image side. These are built in the mobile phone 400 which is an imaging device.

ここで、撮像素子チップ162上にはカバーガラスCGが付加的に貼り付けられて撮像ユニット160として一体に形成され、撮影光学系303の鏡枠113の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、撮影光学系405と撮像素子チップ162の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠113の先端には、撮影光学系405を保護するためのカバーガラス114が配置されている。   Here, a cover glass CG is additionally affixed on the image pickup device chip 162 to be integrally formed as the image pickup unit 160, and can be fitted and attached to the rear end of the lens frame 113 of the photographing optical system 303 with one touch. Therefore, it is not necessary to align the center of the photographing optical system 405 and the imaging element chip 162 and to adjust the surface interval, and the assembly is simple. Further, a cover glass 114 for protecting the photographing optical system 405 is disposed at the tip of the lens frame 113.

撮影素子チップ162で受光された物体像は、端子166を介して、図示していない処理手段に入力され、電子画像としてモニター404に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。
また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ162で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。
The object image received by the imaging element chip 162 is input to the processing means (not shown) via the terminal 166 and displayed as an electronic image on the monitor 404, the monitor of the communication partner, or both. .
Further, when transmitting an image to a communication partner, the processing means includes a signal processing function for converting information of an object image received by the image sensor chip 162 into a signal that can be transmitted.

第1実施例に係る撮像装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the imaging device which concerns on 1st Example. 第1実施例に係る撮像装置の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of the image pickup apparatus according to the first example. 第2実施例に係る撮像装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the imaging device which concerns on 2nd Example. 第2実施例に係る撮像装置の収差図である。It is an aberration diagram of the imaging device according to the second example. 第3実施例に係る撮像装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the imaging device which concerns on 3rd Example. 第3実施例に係る撮像装置の収差図である。It is an aberration diagram of the imaging device according to the third example. 第4実施例に係る撮像装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the imaging device which concerns on 4th Example. 第4実施例に係る撮像装置の収差図である。It is an aberration diagram of the imaging device according to the fourth example. 第5実施例に係る撮像装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the imaging device which concerns on 5th Example. 第5実施例に係る撮像装置の収差図である。It is an aberration diagram of the imaging device according to the fifth example. 第6実施例に係る撮像装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the imaging device which concerns on 6th Example. 第6実施例に係る撮像装置の収差図である。It is an aberration diagram of the imaging device according to the sixth example. 本願発明による撮像装置をデジタルカメラとした構成の概念図であり、デジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。It is a conceptual diagram of the structure which used the imaging device by this invention as the digital camera, and is a front perspective view which shows the external appearance of a digital camera. 図13に示したデジタルカメラの構成を示す後方斜視図である。It is a back perspective view which shows the structure of the digital camera shown in FIG. 図13に示したデジタルカメラの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the digital camera shown in FIG. 本発明の撮像装置を情報処理装置の一例であるパソコンとし、該パソコンのカバーを開いた前方斜視図である。1 is a front perspective view in which an imaging apparatus of the present invention is a personal computer which is an example of an information processing apparatus and a cover of the personal computer is opened. FIG. 図16に示したパソコンの断面図である。It is sectional drawing of the personal computer shown in FIG. 図16に示したパソコンの側面図である。It is a side view of the personal computer shown in FIG. 本発明の撮像装置を情報処理装置の一例である携帯電話とした例を示す図であり、(a)は携帯電話の正面図、(b)は携帯電話の側面図、(c)は撮影光学系の断面図である。1A and 1B are diagrams illustrating an example in which the imaging device of the present invention is a mobile phone that is an example of an information processing device, in which FIG. It is sectional drawing of a system.

符号の説明Explanation of symbols

1 撮像装置
CG カバーガラス
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
L11、L21 第1レンズ
L12、L22 第2レンズ
LF ローパスフィルター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device CG Cover glass G1 1st lens group G2 2nd lens group G3 3rd lens group L11, L21 1st lens L12, L22 2nd lens LF Low pass filter

Claims (19)

撮影光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、
前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側面が凹面で最も像側の面が凸面であ正のパワーを持つ第1レンズ群と、開口絞りと、最も物体側面が凸面で最も像側の面が凹面であ正のパワーを持つ第2レンズ群と、正のパワーを持つ第3レンズ群とからなり
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間に両面が凸面の空気レンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
1.4 ≦|r2R|/IH ≦ 15.0
r2R/r3F ≦ −1
ただし、IHは最大撮影像高(前記撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)であり、r2Rは前記第2レンズ群の最も像側の面の光軸上での曲率半径であり、r3Fは前記第3レンズ群の最も物体側の面の光軸上の曲率半径である。
An imaging apparatus comprising: an imaging optical system; and an imaging element that converts an optical image formed by the imaging optical system into an electrical signal,
The imaging optical system includes, in order from the object side, a first lens group has the most image-side surface the most object side surface is a concave having positive power Ri convex der, an aperture stop, the surface closest to the object side made from the most image-side surface having a convex and a second lens group having a concave der Ri positive power, a third lens group having a positive power,
Duplex has an air lens convex between the third lens group and the second lens group,
An image pickup apparatus satisfying the following conditional expression:
1.4 ≦ | r2R | /IH≦15.0
r2R / r3F ≦ −1
However, the IH is the maximum photographing image height (diagonal length half the length of the effective imaging area of the imaging element), R2R is the radius of curvature on the optical axis of the surface on the most image side of the second lens group And r3F is a radius of curvature on the optical axis of the most object side surface of the third lens group .
撮影光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、
前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側面が凹面で最も像側の面が凸面であ正のパワーをつ第1レンズ群と、開口絞りと、最も物体側面が凸面で最も像側の面が凹面でありパワーをつ第2レンズ群と、正のパワーを持つ第3レンズ群とからなり
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に両面が凸面の空気レンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
0.8 ≦ f_g2/f_all ≦ 5.5
r2R/r3F ≦ −1
ただし、f_g2は前記第2レンズ群の焦点距離であり、f_allは光学系全系の焦点距離であり、r2Rは前記第2レンズ群の最も像側の面の光軸上の曲率半径であり、r3Fは前記第3レンズ群の最も物体側の面の光軸上の曲率半径である。
An imaging apparatus comprising: an imaging optical system; and an imaging element that converts an optical image formed by the imaging optical system into an electrical signal,
The imaging optics, in order from the object side, a first lens group closest to the image-side surface the most object side surface is a concave one lifting a positive power Ri convex der, an aperture stop, the most object-side surface There consists most and the second lens group faces the image side one lifting a is positive power concave, a third lens group having a positive power having a convex,
A double-sided air lens between the second lens group and the third lens group;
An image pickup apparatus satisfying the following conditional expression:
0.8 ≦ f_g2 / f_all ≦ 5.5
r2R / r3F ≦ −1
Where f_g2 is the focal length of the second lens group, f_all is the focal length of the entire optical system , r2R is the radius of curvature on the optical axis of the most image-side surface of the second lens group, r3F is a radius of curvature on the optical axis of the most object side surface of the third lens group .
前記第3レンズ群は、最も像側の面が凸面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 The third lens group, the imaging equipment according to claim 1 or 2, characterized in that the surface closest to the image side is convex. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項に記載の撮像装置。
0.3 ≦ |r3F|/IH ≦ 2.5
ただし、IHは最大撮影像高(前記撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)である。
The imaging apparatus according to claim 3 , wherein the following conditional expression is satisfied .
0.3 ≦ | r3F | /IH≦2.5
However, IH is the maximum photographed image height (half the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor).
前記第3レンズ群は、像側の面がレンズ中心に対してレンズ周辺の正のパワーが緩くなる形状の非球面である一枚の正メニスカスレンズにより構成されていることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 The third lens group is constituted by a single positive meniscus lens whose surface on the image side is an aspherical surface in which the positive power around the lens becomes loose with respect to the lens center. imaging equipment according to 4. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
0.6 ≦ |r1F|/IH ≦ 4.0
ただし、r1Fは第1レンズ群の最も物体側の面の光軸上の曲率半径であり、IHは最大撮影像高(前記撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)である。
The imaging apparatus according to claim 1 or 2, characterized by satisfying the following conditional expression.
0.6 ≦ | r1F | /IH≦4.0
Here, r1F is the radius of curvature on the optical axis of the most object-side surface of the first lens group, and IH is the maximum captured image height (half the diagonal length of the effective imaging area of the image sensor). .
前記第1レンズ群は、該第1レンズ群の入射面と射出面との間に空気間隔がないメニスカスレンズ形状のレンズにより構成されていることを特徴とする請求項1、2又は6の何れか一項に記載の撮像装置。 Wherein the first lens group, any of claims 1 to 6, characterized in that it is constituted by a lens of a meniscus lens shape no air gap between the entrance surface and exit surface of the first lens group imaging equipment according to one paragraph or. 前記第1レンズ群は、物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズと正のパワーを持つ第2レンズとにより構成されていることを特徴とする請求項1、2又はの何れか一項に記載の撮像装置。 Wherein the first lens group comprises, in order from the object side, any one of claims 1, 2 or 6, characterized in that it is constituted by a second lens having a first lens and a positive power having a negative power The imaging device according to one item. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項に記載の撮像装置。
3.0 ≦ |r1L12|/IH
ただし、r1L12は前記第2レンズの入射側の面の光軸上の曲率半径であり、IHは最大撮影像高(前記撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)である。
The image pickup apparatus according to claim 8 , wherein the following conditional expression is satisfied .
3.0 ≦ | r1L12 | / IH
Here, r1L12 is the radius of curvature on the optical axis of the surface on the incident side of the second lens, and IH is the maximum photographed image height (half the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor).
前記第1レンズ群は、前記第1レンズと前記第2レンズとからなる接合レンズにより構成されていることを特徴とする請求項8又は9に記載の撮像装置。 Wherein the first lens group, the imaging equipment according to claim 8 or 9, characterized in that it is constituted by a cemented lens consisting of the first lens and the second lens. 前記第2レンズ群は、物体側から順に、正のパワーを持つ第1レンズと負のパワーを持つ第2レンズとにより構成されていることを特徴とする請求項又はに記載の撮像装置。 The second lens group includes, in order from the object side, a positive imaging apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it is constituted by a second lens having a first lens and a negative power with a power . 前記第2レンズ群は、前記第1レンズと前記第2レンズとからなる接合レンズにより構成されていることを特徴とする請求項11に記載の撮像装置。 The second lens group, the imaging apparatus according to claim 11, characterized in that it is constituted by a cemented lens consisting of the first lens and the second lens. 撮影光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、
前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側の面が凹面で最も像側の面が凸面であり正のパワーを持つ第1レンズ群と、開口絞りと、最も物体側の面が凸面で最も像側の面が凹面であり正のパワーを持つ第2レンズ群と、正のパワーを持つ第3レンズ群とからなり、
前記第1レンズ群は、物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズと正のパワーを持つ第2レンズとからなる接合レンズにより構成されており、
前記第2レンズ群は、物体側から順に、正のパワーを持つ第1レンズと負のパワーを持つ第2レンズとからなる接合レンズにより構成されており、
前記第3レンズ群は、正のパワーを持つ一枚のメニスカスレンズにより構成されており、
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に両面が凸面の空気レンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
1.4 ≦|r2R|/IH ≦ 15.0
ただし、IHは最大撮影像高(前記撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)であり、r2Rは前記第2レンズ群の最も像側の面の光軸上での曲率半径である。
An imaging apparatus comprising: an imaging optical system; and an imaging element that converts an optical image formed by the imaging optical system into an electrical signal,
The photographing optical system includes, in order from the object side, the first lens unit having the most object side surface that is concave and the most image side surface being convex and having positive power, an aperture stop, and the most object side surface being convex. A second lens group having a positive power and a third lens group having a positive power, and a third lens group having a positive power.
The first lens group is composed of a cemented lens including, in order from the object side, a first lens having a negative power and a second lens having a positive power.
The second lens group is composed of a cemented lens including, in order from the object side, a first lens having a positive power and a second lens having a negative power.
The third lens group is composed of one meniscus lens having a positive power,
A double-sided air lens between the second lens group and the third lens group;
You and satisfies the following conditional expression imaging device.
1.4 ≦ | r2R | /IH≦15.0
Where IH is the maximum photographed image height (half the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor), and r2R is the radius of curvature on the optical axis of the surface closest to the image side of the second lens group. It is.
撮影光学系と、該撮影光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、
前記撮影光学系は、物体側から順に、最も物体側の面が凹面で最も像側の面が凸面であり正のパワーを持つ第1レンズ群と、開口絞りと、最も物体側の面が凸面で最も像側の面が凹面であり正のパワーを持つ第2レンズ群と、正のパワーを持つ第3レンズ群とからなり、
前記第1レンズ群は、物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズと正のパワーを持つ第2レンズとからなる接合レンズにより構成されており、
前記第2レンズ群は、物体側から順に、正のパワーを持つ第1レンズと負のパワーを持つ第2レンズとからなる接合レンズにより構成されており、
前記第3レンズ群は、正のパワーを持つ一枚のメニスカスレンズにより構成されており、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
0.8 ≦ f_g2/f_all ≦ 5.5
ただし、f_g2は前記第2レンズ群の焦点距離であり、f_allは光学系全系の焦点距離である。
An imaging apparatus comprising: an imaging optical system; and an imaging element that converts an optical image formed by the imaging optical system into an electrical signal,
The photographing optical system includes, in order from the object side, the first lens unit having the most object side surface that is concave and the most image side surface being convex and having positive power, the aperture stop, and the most object side surface being convex. A second lens group having a positive power and a third lens group having a positive power, and a third lens group having a positive power.
Wherein the first lens group comprises, in order from the object side, Made up by a cemented lens consisting of a second lens having a first lens and a positive power having a negative power,
The second lens group includes, in order from the object side, Ri our positive is composed of a cemented lens consisting of a second lens having a first lens and a negative power with power,
The third lens group is constituted by a single meniscus lens having a positive power,
You and satisfies the following conditional expression imaging device.
0.8 ≦ f_g2 / f_all ≦ 5.5
Here, f_g2 is the focal length of the second lens group, and f_all is the focal length of the entire optical system.
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1又は13に記載の撮像装置。
0.8≦ f_g2/f_all ≦ 5.5
ただし、f_g2は第2レンズ群の焦点距離であり、f_allは光学系全系の焦点距離である。
The imaging apparatus according to claim 1 or 13 , wherein the following conditional expression is satisfied.
0.8 ≦ f_g2 / f_all ≦ 5.5
Here, f_g2 is the focal length of the second lens group, and f_all is the focal length of the entire optical system.
下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至15の何れか一項に記載の撮像装置。
−0.455 ≦ IH/EP ≦ 0.455
ただし、EPは前記撮影光学系の射出瞳の位置から結像面までの距離であり、IHは最大撮影像高(前記撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)である。
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 15, characterized by satisfying the conditional expressions below.
-0.455 ≤ IH / EP ≤ 0.455
Here, EP is the distance from the position of the exit pupil of the photographing optical system to the imaging plane, and IH is the maximum photographed image height (half the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor).
前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群は、それぞれ、レンズ枚数が二枚以下で構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein each of the first lens group, the second lens group, and the third lens group includes two or less lenses. 下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至17の何れか一項に記載の撮像装置。
2.5 < TL/IH < 4.1
ただし、TLは前記撮影光学系の前記第1レンズ群の入射面から撮像面までの距離であり、IHは最大撮影像高(前記撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ)である。
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 17, characterized by satisfying the conditional expressions below.
2.5 <TL / IH <4.1
Where TL is the distance from the entrance surface of the first lens group of the photographing optical system to the imaging surface, and IH is the maximum photographed image height (half the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor). It is.
下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至18の何れか一項に記載の撮像装置。
0.03 < TS/TL < 0.4
ただし、TSは前記第1レンズ群の入射面から前記第3レンズ群の射出面までの間の光軸上の空気間隔の長さの合計であり、TLは前記撮影光学系の第1レンズ群の入射面から撮像面までの距離である。
The imaging apparatus according to any of claims 1-18, characterized by satisfying the conditional expressions below.
0.03 <TS / TL <0.4
Where TS is the total length of the air gap on the optical axis from the entrance surface of the first lens group to the exit surface of the third lens group, and TL is the first lens group of the photographing optical system. The distance from the incident surface to the imaging surface .
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