JP4822033B2 - 撮像レンズ系 - Google Patents
撮像レンズ系 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4822033B2 JP4822033B2 JP2010545630A JP2010545630A JP4822033B2 JP 4822033 B2 JP4822033 B2 JP 4822033B2 JP 2010545630 A JP2010545630 A JP 2010545630A JP 2010545630 A JP2010545630 A JP 2010545630A JP 4822033 B2 JP4822033 B2 JP 4822033B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- image
- imaging lens
- lens system
- image side
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
- G02B5/189—Structurally combined with optical elements not having diffractive power
- G02B5/1895—Structurally combined with optical elements not having diffractive power such optical elements having dioptric power
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/143—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only
- G02B15/1431—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive
- G02B15/143103—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive arranged ++-
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
- G02B27/4205—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
- G02B27/4211—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant correcting chromatic aberrations
Description
本発明は、デジタルカメラ、撮像機能付き携帯電話、スキャナなどに使用される撮像レンズ系に関する。
携帯電話用カメラの解像度が増加するにしたがって、高解像度の画像素子用の撮像レンズ系が要求されている。
小型で高解像度の携帯電話用の撮像レンズ系を実現するには、一般的には、４枚のレンズからなる撮像レンズ系が有利である。
他方、３枚のレンズからなる、小型で高解像度の撮像レンズ系が実現できれば、４枚のレンズからなる撮像レンズ系と比較して低コストで製造できる。また、３枚のレンズからなる撮像レンズ系は、組立偏芯をコントロールしやすい点で、４枚のレンズからなる撮像レンズ系よりも有利であり、量産に適する。
特許文献１は、３枚のレンズからなる撮像レンズ系を開示している（たとえば、実施例９）。しかし、特許文献１に開示された撮像レンズ系は、第２レンズ（物体に２番目に近いレンズ）の偏芯感度が大きく、撮像レンズ系の組み立てが容易ではない。
特許文献２は、３枚のレンズからなる撮像レンズ系を開示している（たとえば、実施例１）。しかし、特許文献２に開示された撮像レンズ系は、撮像レンズ形の全長が大きすぎる。
このように、携帯電話用カメラに使用される高解像度の画像素子用の３枚のレンズからなる撮像レンズ系であって、高い性能を維持したまま、全長が十分に小さく、組み立てが容易な撮像レンズ系は開発されていなかった。
特許文献１ 特開２００８−１３９８５３号公報
特許文献２ 特開２００７−２３３４２３号公報
特許文献２ 特開２００７−２３３４２３号公報
したがって、携帯電話用カメラに使用される高解像度の画像素子用の３枚のレンズからなる撮像レンズ系であって、高い性能を維持したまま、全長が十分に小さく、組み立てが容易な撮像レンズ系に対するニーズがある。
本発明による撮像レンズ系は、物体側から像側に第１乃至第３レンズが順に配置されている。第１レンズが平凸または両凸レンズであり、第１レンズの物体側の面が近軸領域で正のパワーを有し、第１レンズの像側の面に輪帯構造からなる回折格子が付与され、第２レンズが、正のパワーを有する像側に凸面のメニスカスレンズであり、第２レンズの像側の面は、近軸領域で正のパワーを有し、光軸から離れるにしたがってパワーが減少し、周辺領域で負のパワーを有し、第３レンズが負のパワーを有するレンズであり、第３レンズの像側の面は、近軸領域で負のパワーを有し、光軸から離れるにしたがってパワーが増加し、周辺領域で正のパワーを有し、絞りが第１レンズの像側の面より物体側に配置されている。第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をTTL、第１乃至第３レンズの合成焦点距離をf、第２レンズの物体側の面を表す非球面式の曲率半径をR4、第３レンズの像側の面を表す非球面式の曲率半径をR7、第１レンズの焦点距離をf1、第２レンズの焦点距離をf2、第３レンズの焦点距離をf3として、
1.0<(TTL/f)<1.2 (1)
0.3<(|R4|/f)<0.5 (2)
0.4<(|R7|/f)≦0.612 (3)
0.7<(f1/f)<1 (4)
1<(f2/f)<5 (5)
-2<(f3/f)<-1 (6)
が満たされる。
1.0<(TTL/f)<1.2 (1)
0.3<(|R4|/f)<0.5 (2)
0.4<(|R7|/f)≦0.612 (3)
0.7<(f1/f)<1 (4)
1<(f2/f)<5 (5)
-2<(f3/f)<-1 (6)
が満たされる。
ここで、レンズが正または負のパワーを有するとは、レンズがその近軸付近で正または負のパワーを有することを言う。
第１レンズを平凸または両凸レンズとすることにより大きなパワーを持たせることができる。また、所定のパワーのレンズを作成する場合に、平凸または両凸レンズのサグ量の方が、メニスカスレンズのサグ量よりも小さいので、平凸または両凸レンズの加工コストの方が低くなる。
第１レンズの像側の面に輪帯構造からなる回折格子を付与することによって、主に軸上色収差が改善され、高解像度を実現することができる。また、光軸を含む断面において、第１レンズの像側の面が形成する曲線上の点における接線と光軸に垂直な直線とのなす角度を接線角度とすると、第１レンズの像側の面の接線角度は、比較的小さい。したがって、第１レンズの像側の面に回折格子を加工するのは比較的容易である。
第２レンズを正のパワーを有するレンズとすることにより、第１レンズのパワーが大きくなりすぎるのを防止することができる。その結果、像面における周辺光量比を大きくすることができる。
第２レンズを像側に凸面のメニスカスレンズとすることにより、像面湾曲を効果的に低減することができる。
第２レンズの像側の面は、近軸領域で正のパワーを有し、光軸から離れるにしたがってパワーが減少し、周辺領域で負のパワーを有する。上記の面の形状により、像面の周辺部に集光する光線のうち、光軸から離れた光線の第２レンズの像側の面における光線高さを維持したまま、像面の中心部に集光する光線のうち、光軸から離れた光線の第２レンズの像側の面における光線高さを小さくすることができる。したがって、第２レンズの像側の面を通過する光が一様に像面を照射するようにすることができ、像面における周辺光量比を大きくすることができる。
第３レンズのパワーを負にすることにより、射出瞳位置を物体側に持っていくことができ、レンズのバックフォーカスを維持しながら像面の周辺部の画像素子への入射角度を低減することができる。
第３レンズの像側の面は、近軸領域で負のパワーを有し、光軸から離れるにしたがってパワーが増加し、周辺領域で正のパワーを有する。第３レンズの像側の面の上記の面形状と第２レンズの像側の面の上記の面形状とを組み合わせることにより、像面における周辺光量比をさらに大きくすることができる。
絞りを第１レンズの像側の面より物体側に配置することにより撮像レンズ系を小型化することができる。
第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離と合成焦点距離との比が、式（１）の上限値以上となると、撮像レンズ系を小型化することが困難となる。上記の比が、式（１）の下限値以下となると、像面湾曲が大きくなる。
第２レンズの物体側の面を表す非球面式の曲率半径と合成焦点距離との比が、式（２）の上限値以上となると、撮像レンズ系を小型化することが困難となる。上記の比が、式（２）の下限値以下となると、第２レンズの面間偏心、レンズ偏心またはチルト公差を低減するのが困難となる。
第３レンズの像側の面を表す非球面式の曲率半径と合成焦点距離との比が、式（３）の上限値以上となると、第３レンズの像側の面の近軸領域の負のパワーが小さくなり、周辺光量比を大きくするのが困難となる。上記の比が、式（３）の下限値以下となると、第３レンズの偏心感度が大きくなり、撮像レンズ系を製造する際の歩留まりが低下する。また、第３レンズの像側の面の形状変化が大きくなるので面精度を向上させるのが困難となる。
第１レンズの焦点距離と合成焦点距離との比が、式（４）の上限値以上となると、小型化するのが困難となる。上記の比が、式（４）の下限値以下となると、周辺光量比を大きくするのが困難となる。
第２レンズの焦点距離と合成焦点距離との比が、式（５）の下限値以下となると、小型化するのが困難となる。また、第２レンズに高分散材料を用いたときの軸上色収差が悪化し、解像度が劣化する。上記の比が、式（5）の上限値以上となると、周辺光量比を大きくするのが困難となる。
第２レンズの焦点距離と合成焦点距離との比が、式（６）の下限値以下となると、像面の周辺部の撮像素子の入射角度の低減が困難となる。上記の比が、式（６）の上限値以上となると、球面収差を低減することが困難になり、また、撮像レンズ系の小型化が困難となる。
このように、式（１）乃至（６）を満足するように撮像レンズ系を構成することにより、高い性能を維持したまま、全長が十分に小さく、組み立てが容易な撮像レンズ系が得られる。
図１は、本発明の一実施形態による撮像レンズ系の構成を示す図である。本実施形態による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ１０１、第２レンズ１０２及び第３レンズ１０３を備える。絞りは、第１レンズの像側の面より物体側にある。第１レンズ１０１、第２レンズ１０２及び第３レンズ１０３を通過した光は、ガラス板１０４を通過して像面１０５に至る。
以下において、本発明の一実施形態による撮像レンズ系の特徴について説明する。
第１レンズ
第１レンズは、平凸または両凸レンズである。第１レンズを平凸または両凸レンズとすることにより大きなパワーを持たせることができる。また、所定のパワーのレンズを作成する場合に、平凸または両凸レンズのサグ量の方が、メニスカスレンズのサグ量よりも小さいので、平凸または両凸レンズの加工コストの方が低くなる。
第１レンズは、平凸または両凸レンズである。第１レンズを平凸または両凸レンズとすることにより大きなパワーを持たせることができる。また、所定のパワーのレンズを作成する場合に、平凸または両凸レンズのサグ量の方が、メニスカスレンズのサグ量よりも小さいので、平凸または両凸レンズの加工コストの方が低くなる。
第２レンズ
第２レンズは、正のパワーを有するレンズである。第２レンズを正のパワーを有するレンズとすることにより、第１レンズのパワーが大きくなりすぎるのを防止することができる。その結果、像面における周辺光量比を大きくすることができる。ここで、像面における周辺光量比とは、像面の光軸付近の単位面積あたりの光量に対する像面の周辺部の単位面積あたりの光量の比である。
第２レンズは、正のパワーを有するレンズである。第２レンズを正のパワーを有するレンズとすることにより、第１レンズのパワーが大きくなりすぎるのを防止することができる。その結果、像面における周辺光量比を大きくすることができる。ここで、像面における周辺光量比とは、像面の光軸付近の単位面積あたりの光量に対する像面の周辺部の単位面積あたりの光量の比である。
第２レンズは、像側に凸面のメニスカスレンズである。第２レンズを像側に凸面のメニスカスレンズとすることにより、像面湾曲を効果的に低減することができる。
第２レンズの像側の面は、近軸領域で正のパワーを有し、光軸から離れるにしたがってパワーが減少し、周辺領域で負のパワーを有する。上記の面の形状により、像面の周辺部に集光する光線のうち、光軸から離れた光線の第２レンズの像側の面における光線高さを維持したまま、像面の中心部に集光する光線のうち、光軸から離れた光線の第２レンズの像側の面における光線高さを小さくすることができる。したがって、第２レンズの像側の面を通過する光が一様に像面を照射するようにすることができ、像面における周辺光量比を大きくすることができる。
第３レンズ
第３レンズは負のパワーを有するレンズである。第３レンズのパワーを負にすることにより、射出瞳位置を物体側に持っていくことができ、レンズのバックフォーカスを維持しながら像面の周辺部の画像素子への入射角度を低減することができる。
第３レンズは負のパワーを有するレンズである。第３レンズのパワーを負にすることにより、射出瞳位置を物体側に持っていくことができ、レンズのバックフォーカスを維持しながら像面の周辺部の画像素子への入射角度を低減することができる。
第３レンズの像側の面は、近軸領域で負のパワーを有し、光軸から離れるにしたがってパワーが増加し、周辺領域で正のパワーを有する。第３レンズの像側の面の上記の面形状と第２レンズの像側の面の上記の面形状とを組み合わせることにより、像面における周辺光量比をさらに大きくすることができる。
第３レンズの物体側の面は、近軸領域で平面であり、光軸から離れるにしたがってパワーが減少し中間領域で負のパワーを有し、さらに光軸から離れるにしたがってパワーが増加し、周辺領域で正のパワーを有する。あるいは、第３レンズの物体側の面は、近軸領域で凹面であり負のパワーを有し、光軸から離れるにしたがってパワーが減少し、さらに光軸から離れるにしたがってパワーが増加し、周辺領域で正のパワーを有する。第３レンズの物体側の面を、光軸から離れるにしたがってパワーが減少し、さらに光軸から離れるにしたがってパワーが増加し、周辺領域で正のパワーを有するように形成すると、像面の周辺部に集光する光線のうち中心光線の、第３レンズの物体側の面における光線高さを大きくすることがきる。したがって、像面の周辺部における撮像素子に対する入射角度を低減することができる。また、第３レンズの物体側の面の近軸領域は、凸面ではなく、平面または凹面である方が、形状が素直であり、面の形状精度を向上させるのが容易になる。
絞りの位置
絞りは、第１レンズの像側の面より物体側に配置される。絞りを第１レンズの像側の面より物体側に配置することにより撮像レンズ系を小型化することができる。
絞りは、第１レンズの像側の面より物体側に配置される。絞りを第１レンズの像側の面より物体側に配置することにより撮像レンズ系を小型化することができる。
さらに、絞りを第１レンズの物体側の面の頂点を含み光軸に垂直な面に配置してもよい。絞りを第１レンズの物体側の面の頂点を含み光軸に垂直な面に配置することにより迷光のリスクが低減し、画質が向上する。
第１レンズの像側の面の回折格子
第１レンズの像側の面（後で説明する実施例の第３面）に輪帯構造からなる回折格子を付与する。第１レンズの像側の面に輪帯構造からなる回折格子を付与することによって、主に軸上色収差が改善され、高解像度を実現することができる。また、光軸を含む断面において、第１レンズの像側の面が形成する曲線上の点における接線と光軸に垂直な直線とのなす角度を接線角度とすると、第１レンズの像側の面の接線角度は、比較的小さい。したがって、第１レンズの像側の面に回折格子を加工するのは比較的容易である。
第１レンズの像側の面（後で説明する実施例の第３面）に輪帯構造からなる回折格子を付与する。第１レンズの像側の面に輪帯構造からなる回折格子を付与することによって、主に軸上色収差が改善され、高解像度を実現することができる。また、光軸を含む断面において、第１レンズの像側の面が形成する曲線上の点における接線と光軸に垂直な直線とのなす角度を接線角度とすると、第１レンズの像側の面の接線角度は、比較的小さい。したがって、第１レンズの像側の面に回折格子を加工するのは比較的容易である。
光学長と合成焦点距離との比
第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離（光学長とも呼称する）をTTL、第１乃至第３レンズの合成焦点距離をfとして、
1.0<(TTL/f)<1.2 (1)
が満たされる。光学長と合成焦点距離との比が、式（１）の上限値以上となると、撮像レンズ系を小型化することが困難となる。上記の比が、式（１）の下限値以下となると、像面湾曲が大きくなる。
第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離（光学長とも呼称する）をTTL、第１乃至第３レンズの合成焦点距離をfとして、
1.0<(TTL/f)<1.2 (1)
が満たされる。光学長と合成焦点距離との比が、式（１）の上限値以上となると、撮像レンズ系を小型化することが困難となる。上記の比が、式（１）の下限値以下となると、像面湾曲が大きくなる。
第２レンズの物体側の面を表す非球面式の曲率半径と合成焦点距離との比
第２レンズの物体側の面を表す非球面式の曲率半径をR4として、
0.3<(|R4|/f)<0.5 (2)
が満足される。第２レンズの物体側の面を表す非球面式の曲率半径と合成焦点距離との比が、式（２）の上限値以上となると、撮像レンズ系を小型化することが困難となる。上記の比が、式（２）の下限値以下となると、第２レンズの面間偏心、レンズ偏心またはチルト公差を低減するのが困難となる。
第２レンズの物体側の面を表す非球面式の曲率半径をR4として、
0.3<(|R4|/f)<0.5 (2)
が満足される。第２レンズの物体側の面を表す非球面式の曲率半径と合成焦点距離との比が、式（２）の上限値以上となると、撮像レンズ系を小型化することが困難となる。上記の比が、式（２）の下限値以下となると、第２レンズの面間偏心、レンズ偏心またはチルト公差を低減するのが困難となる。
第３レンズの像側の面を表す非球面式の曲率半径と合成焦点距離との比
第３レンズの像側の面を表す非球面式の曲率半径をR7として、
0.4<(|R7|/f)<1 (3)
が満足される。第３レンズの像側の面を表す非球面式の曲率半径と合成焦点距離との比が、式（３）の上限値以上となると、第３レンズの像側の面の近軸領域の負のパワーが小さくなり、周辺光量比を大きくするのが困難となる。上記の比が、式（３）の下限値以下となると、第３レンズの偏心感度が大きくなり、撮像レンズ系を製造する際の歩留まりが低下する。また、第３レンズの像側の面の形状変化が大きくなるので面精度を向上させるのが困難となる。
第３レンズの像側の面を表す非球面式の曲率半径をR7として、
0.4<(|R7|/f)<1 (3)
が満足される。第３レンズの像側の面を表す非球面式の曲率半径と合成焦点距離との比が、式（３）の上限値以上となると、第３レンズの像側の面の近軸領域の負のパワーが小さくなり、周辺光量比を大きくするのが困難となる。上記の比が、式（３）の下限値以下となると、第３レンズの偏心感度が大きくなり、撮像レンズ系を製造する際の歩留まりが低下する。また、第３レンズの像側の面の形状変化が大きくなるので面精度を向上させるのが困難となる。
第１レンズの焦点距離と合成焦点距離との比
第１レンズの焦点距離をf1として、
0.7<(f1/f)<1 (4)
が満たされる。第１レンズの焦点距離と合成焦点距離との比が、式（４）の上限値以上となると、小型化するのが困難となる。上記の比が、式（４）の下限値以下となると、周辺光量比を大きくするのが困難となる。
第１レンズの焦点距離をf1として、
0.7<(f1/f)<1 (4)
が満たされる。第１レンズの焦点距離と合成焦点距離との比が、式（４）の上限値以上となると、小型化するのが困難となる。上記の比が、式（４）の下限値以下となると、周辺光量比を大きくするのが困難となる。
第２レンズの焦点距離と合成焦点距離との比
第２レンズの焦点距離をf2として、
1<(f2/f)<5 (5)
が満たされる。第２レンズの焦点距離と合成焦点距離との比が、式（５）の下限値以下となると、小型化するのが困難となる。また、第２レンズに高分散材料を用いたときの軸上色収差が悪化し、解像度が劣化する。上記の比が、式（5）の上限値以上となると、周辺光量比を大きくするのが困難となる。
第２レンズの焦点距離をf2として、
1<(f2/f)<5 (5)
が満たされる。第２レンズの焦点距離と合成焦点距離との比が、式（５）の下限値以下となると、小型化するのが困難となる。また、第２レンズに高分散材料を用いたときの軸上色収差が悪化し、解像度が劣化する。上記の比が、式（5）の上限値以上となると、周辺光量比を大きくするのが困難となる。
第３レンズの焦点距離と合成焦点距離との比
第３レンズの焦点距離をf3として、
-2<(f3/f)<-1 (6)
が満たされる。第２レンズの焦点距離と合成焦点距離との比が、式（６）の下限値以下となると、像面の周辺部の撮像素子の入射角度の低減が困難となる。上記の比が、式（６）の上限値以上となると、球面収差を低減することが困難になり、また、撮像レンズ系の小型化が困難となる。
第３レンズの焦点距離をf3として、
-2<(f3/f)<-1 (6)
が満たされる。第２レンズの焦点距離と合成焦点距離との比が、式（６）の下限値以下となると、像面の周辺部の撮像素子の入射角度の低減が困難となる。上記の比が、式（６）の上限値以上となると、球面収差を低減することが困難になり、また、撮像レンズ系の小型化が困難となる。
第３レンズの物体側の面の回折格子
さらに、第３レンズの物体側の面（後で説明する実施例の第６面）に輪帯構造からなる回折格子を付与してもよい。第３レンズの物体側の面に輪帯構造からなる回折格子を付与することによって、主に倍率色収差を低減することが可能となり、高解像度を有し、周辺の色にじみの少ない撮像レンズ系が得られる。また、光軸を含む断面において、第３レンズの物体側の面が形成する曲線上の点における接線と光軸に垂直な直線とのなす角度を接線角度とすると、接線角度は、比較的小さい。したがって、第３レンズの物体側の面に回折格子を加工するのは比較的容易である。
さらに、第３レンズの物体側の面（後で説明する実施例の第６面）に輪帯構造からなる回折格子を付与してもよい。第３レンズの物体側の面に輪帯構造からなる回折格子を付与することによって、主に倍率色収差を低減することが可能となり、高解像度を有し、周辺の色にじみの少ない撮像レンズ系が得られる。また、光軸を含む断面において、第３レンズの物体側の面が形成する曲線上の点における接線と光軸に垂直な直線とのなす角度を接線角度とすると、接線角度は、比較的小さい。したがって、第３レンズの物体側の面に回折格子を加工するのは比較的容易である。
実施例の説明
以下に本発明の実施例について説明する。撮像レンズ系の光軸をｚ軸とし、光軸に垂直な面の座標をｘ、ｙとする直交座標系においてを定める。ただし、原点は光軸上の点とし、物体側から像面側に進む方向をｚ軸の正の方向とする。第１乃至第３レンズの各面の非球面形状は、以下の式で表される２次曲線を、光軸、すなわちｚ軸の周りに回転させた光軸対称回転面である。ただし、ｋは２次曲線の形状を定める定数、ｃは中心曲率、Ｒは中心曲率半径である。また、Ａiは補正係数である。
以下に本発明の実施例について説明する。撮像レンズ系の光軸をｚ軸とし、光軸に垂直な面の座標をｘ、ｙとする直交座標系においてを定める。ただし、原点は光軸上の点とし、物体側から像面側に進む方向をｚ軸の正の方向とする。第１乃至第３レンズの各面の非球面形状は、以下の式で表される２次曲線を、光軸、すなわちｚ軸の周りに回転させた光軸対称回転面である。ただし、ｋは２次曲線の形状を定める定数、ｃは中心曲率、Ｒは中心曲率半径である。また、Ａiは補正係数である。
レンズの面に設けた回折格子のパワーを以下の光路差関数によって定める。光路差関数は、波長５５０ナノメータの１次光で定義している。Ｃｎは、定数である。
φ=C2×ｈ２+C4×h4+C6×h6+C8×h8+C10×h10
φ=C2×ｈ２+C4×h4+C6×h6+C8×h8+C10×h10
実施例において、レンズの材質は、たとえば、低屈折率低分散材質としてはシクロオレフィンポリマー、高屈折率高分散材質としてはポリカーボネートが好ましい。代替的に、低屈折率低分散材質として環状オレフィンコポリマー、高屈折率高分散材質としてポリエステルなどの樹脂を使用してもよい。
以下の実施例において、第２乃至第７面は、それぞれ、第１乃至第３レンズの物体側の面及び像側の面である。
実施例１
図１は、実施例１による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例１による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ１０１、第２レンズ１０２及び第３レンズ１０３を備える。第１レンズ１０１の像側の面（第３面）は、回折格子を備える。絞り１１１は、第１レンズ１０１の物体側の面の頂点を含み、ｚ軸に垂直な平面上にある。第１レンズ１０１、第２レンズ１０２及び第３レンズ１０３を通過した光は、ガラス板１０４を通過して像面１０５に至る。
図１は、実施例１による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例１による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ１０１、第２レンズ１０２及び第３レンズ１０３を備える。第１レンズ１０１の像側の面（第３面）は、回折格子を備える。絞り１１１は、第１レンズ１０１の物体側の面の頂点を含み、ｚ軸に垂直な平面上にある。第１レンズ１０１、第２レンズ１０２及び第３レンズ１０３を通過した光は、ガラス板１０４を通過して像面１０５に至る。
図２は、実施例１による撮像レンズ系の収差を示す図である。図２（ａ）は、球面収差を示す図である。図２（ａ）の横軸は、光軸方向の焦点位置（単位はミリメータ）を示す。図２（ａ）の縦軸は、光線の絞りにおける通過位置を示す。縦軸の０は、光線が絞りの中心を通過することを示し、縦軸の１は、光線が絞りの端を通過することを示す。図２（ａ）において、二点差線、実線及び一点鎖線は、それぞれ、波長４９０ナノメータ、５５０ナノメータ及び６１０ナノメータのデータ示す。
図２（ｂ）は、非点収差及び像面湾曲を示す図である。図２（ｂ）の横軸は、光軸方向の焦点位置を示す（単位はミリメータ）。図２（ｂ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。点線は子午像面の位置を表し、実線は球欠像面の位置を表す。
図２（ｃ）は、歪曲収差を示す図である。図２（ｃ）の横軸は、歪曲収差（ディストーション）を示す。図２（ｃ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。
表１は、実施例１による撮像レンズ系のレンズデータを示す表である。表１において、絞りの面間隔は、絞りの位置（最も像側の位置）を基準とし、像側を正方向とした場合の第２面の位置である。その他の面について、例として、第２面（第１レンズの物体側の面）の面間隔は、第２面と第３面（第２レンズの像側の面）との間隔である。
表２は、第２面乃至第７面の非球面形状を表す式の係数及び定数を示す表である。
表３は、第３面の回折格子のパワーを表す式の定数を示す表である。
第２レンズに、第１及び第３レンズと比較して高屈折率高分散の材質を使用することにより倍率色収差をコントロールすることができる。他方、第２レンズに高屈折率高分散の材質を使用する場合には、第１レンズの回折格子のパワーを大きくして色消しを行わせることにより軸上色収差を小さくする必要がある。回折格子のパワーが大きくなることにより迷光のリスクは増大する。
実施例２
図３は、実施例２による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例２による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ２０１、第２レンズ２０２及び第３レンズ２０３を備える。第１レンズ２０１の像側の面（第３面）は、回折格子を備える。絞り２１１は、第１レンズ２０１の物体側の面の頂点を含み、ｚ軸に垂直な平面上にある。第１レンズ２０１、第２レンズ２０２及び第３レンズ２０３を通過した光は、ガラス板２０４を通過して像面２０５に至る。
図３は、実施例２による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例２による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ２０１、第２レンズ２０２及び第３レンズ２０３を備える。第１レンズ２０１の像側の面（第３面）は、回折格子を備える。絞り２１１は、第１レンズ２０１の物体側の面の頂点を含み、ｚ軸に垂直な平面上にある。第１レンズ２０１、第２レンズ２０２及び第３レンズ２０３を通過した光は、ガラス板２０４を通過して像面２０５に至る。
図４は、実施例２による撮像レンズ系の収差を示す図である。図４（ａ）は、球面収差を示す図である。図４（ａ）の横軸は、光軸方向の焦点位置（単位はミリメータ）を示す。図４（ａ）の縦軸は、光線の絞りにおける通過位置を示す。縦軸の０は、光線が絞りの中心を通過することを示し、縦軸の１は、光線が絞りの端を通過することを示す。図４（ａ）において、二点差線、実線及び一点鎖線は、それぞれ、波長４９０ナノメータ、５５０ナノメータ及び６１０ナノメータのデータ示す。
図４（ｂ）は、非点収差及び像面湾曲を示す図である。図４（ｂ）の横軸は、光軸方向の焦点位置を示す（単位はミリメータ）。図４（ｂ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。点線は子午像面の位置を表し、実線は球欠像面の位置を表す。
図４（ｃ）は、歪曲収差を示す図である。図４（ｃ）の横軸は、歪曲収差（ディストーション）を示す。図４（ｃ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。
表４は、実施例２による撮像レンズ系のレンズデータを示す表である。表４において、絞りの面間隔は、絞りの位置（最も像側の位置）を基準とし、像側を正方向とした場合の第２面の位置である。その他の面について、例として、第２面（第１レンズの物体側の面）の面間隔は、第２面と第３面（第２レンズの像側の面）との間隔である。
表５は、第２面乃至第７面の非球面形状を表す式の係数及び定数を示す表である。
表６は、第３面の回折格子のパワーを表す式の定数を示す表である。
第２レンズに、第１及び第３レンズと比較して高屈折率高分散の材質を使用することにより倍率色収差をコントロールすることができる。他方、第２レンズに高屈折率高分散の材質を使用する場合には、第１レンズの回折格子のパワーを大きくして色消しを行わせることにより軸上色収差を小さくする必要がある。回折格子のパワーが大きくなることにより迷光のリスクは増大する。
実施例３
図５は、実施例３による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例３による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ３０１、第２レンズ３０２及び第３レンズ３０３を備える。第１レンズ３０１の像側の面（第３面）は、回折格子を備える。絞り３１１は、第１レンズ３０１の物体側の面の頂点を含み、ｚ軸に垂直な平面上にある。第１レンズ３０１、第２レンズ３０２及び第３レンズ３０３を通過した光は、ガラス板３０４を通過して像面３０５に至る。
図５は、実施例３による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例３による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ３０１、第２レンズ３０２及び第３レンズ３０３を備える。第１レンズ３０１の像側の面（第３面）は、回折格子を備える。絞り３１１は、第１レンズ３０１の物体側の面の頂点を含み、ｚ軸に垂直な平面上にある。第１レンズ３０１、第２レンズ３０２及び第３レンズ３０３を通過した光は、ガラス板３０４を通過して像面３０５に至る。
図６は、実施例３による撮像レンズ系の収差を示す図である。図６（ａ）は、球面収差を示す図である。図６（ａ）の横軸は、光軸方向の焦点位置（単位はミリメータ）を示す。図６（ａ）の縦軸は、光線の絞りにおける通過位置を示す。縦軸の０は、光線が絞りの中心を通過することを示し、縦軸の１は、光線が絞りの端を通過することを示す。図６（ａ）において、二点差線、実線及び一点鎖線は、それぞれ、波長４９０ナノメータ、５５０ナノメータ及び６１０ナノメータのデータ示す。
図６（ｂ）は、非点収差及び像面湾曲を示す図である。図６（ｂ）の横軸は、光軸方向の焦点位置を示す（単位はミリメータ）。図６（ｂ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。点線は子午像面の位置を表し、実線は球欠像面の位置を表す。
図６（ｃ）は、歪曲収差を示す図である。図６（ｃ）の横軸は、歪曲収差（ディストーション）を示す。図６（ｃ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。
表７は、実施例３による撮像レンズ系のレンズデータを示す表である。表７において、絞りの面間隔は、絞りの位置（最も像側の位置）を基準とし、像側を正方向とした場合の第２面の位置である。その他の面について、例として、第２面（第１レンズの物体側の面）の面間隔は、第２面と第３面（第２レンズの像側の面）との間隔である。
表８は、第２面乃至第７面の非球面形状を表す式の係数及び定数を示す表である。
表９は、第３面の回折格子のパワーを表す式の定数を示す表である。
第２レンズの材質は、第１及び第３レンズと同様に低屈折率・低分散の材質である。
実施例４
図７は、実施例８による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例８による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ４０１、第２レンズ４０２及び第３レンズ４０３を備える。第１レンズ４０１の像側の面（第３面）は、回折格子を備える。絞り４１１は、第１レンズ４０１の物体側の面上にある。第３レンズ４０３を通過した光は、ガラス板４４を通過して像面４０５に至る。
図７は、実施例８による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例８による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ４０１、第２レンズ４０２及び第３レンズ４０３を備える。第１レンズ４０１の像側の面（第３面）は、回折格子を備える。絞り４１１は、第１レンズ４０１の物体側の面上にある。第３レンズ４０３を通過した光は、ガラス板４４を通過して像面４０５に至る。
図８は、実施例４による撮像レンズ系の収差を示す図である。図８（ａ）は、球面収差を示す図である。図８（ａ）の横軸は、光軸方向の焦点位置（単位はミリメータ）を示す。図８（ａ）の縦軸は、光線の絞りにおける通過位置を示す。縦軸の０は、光線が絞りの中心を通過することを示し、縦軸の１は、光線が絞りの端を通過することを示す。図８（ａ）において、二点差線、実線及び一点鎖線は、それぞれ、波長４９０ナノメータ、５５０ナノメータ及び６１０ナノメータのデータ示す。
図８（ｂ）は、非点収差及び像面湾曲を示す図である。図８（ｂ）の横軸は、光軸方向の焦点位置を示す（単位はミリメータ）。図８（ｂ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。点線は子午像面の位置を表し、実線は球欠像面の位置を表す。
図８（ｃ）は、歪曲収差を示す図である。図８（ｃ）の横軸は、歪曲収差（ディストーション）を示す。図８（ｃ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。
表１０は、実施例８による撮像レンズ系のレンズデータを示す表である。表１０において、絞りの面間隔は、絞りの位置（最も像側の位置）を基準とし、像側を正方向とした場合の第２面の位置である。その他の面について、例として、第２面（第１レンズの物体側の面）の面間隔は、第２面と第３面（第２レンズの像側の面）との間隔である。
表１１は、第２面乃至第７面の非球面形状を表す式の係数及び定数を示す表である。
表１２は、第３面の回折格子のパワーを表す式の定数を示す表である。
第２レンズに、第１及び第３レンズと比較して高屈折率高分散の材質を使用することにより倍率色収差をコントロールすることができる。他方、第２レンズに高屈折率高分散の材質を使用する場合には、第１レンズの回折格子のパワーを大きくして色消しを行わせることにより軸上色収差を小さくする必要がある。回折格子のパワーが大きくなることにより迷光のリスクは増大する。
実施例５
図９は、実施例５による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例５による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ５０１、第２レンズ５０２及び第３レンズ５０３を備える。第１レンズ５０１の像側の面（第３面）は、回折格子を備える。絞り５１１は、第１レンズ５０１の物体側の面の頂点を含み、ｚ軸に垂直な平面上にある。第１レンズ５０１、第２レンズ５０２及び第３レンズ５０３を通過した光は、ガラス板５０４を通過して像面５０５に至る。
図９は、実施例５による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例５による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ５０１、第２レンズ５０２及び第３レンズ５０３を備える。第１レンズ５０１の像側の面（第３面）は、回折格子を備える。絞り５１１は、第１レンズ５０１の物体側の面の頂点を含み、ｚ軸に垂直な平面上にある。第１レンズ５０１、第２レンズ５０２及び第３レンズ５０３を通過した光は、ガラス板５０４を通過して像面５０５に至る。
図１０は、実施例５による撮像レンズ系の収差を示す図である。図１０（ａ）は、球面収差を示す図である。図１０（ａ）の横軸は、光軸方向の焦点位置（単位はミリメータ）を示す。図１０（ａ）の縦軸は、光線の絞りにおける通過位置を示す。縦軸の０は、光線が絞りの中心を通過することを示し、縦軸の１は、光線が絞りの端を通過することを示す。図１０（ａ）において、二点差線、実線及び一点鎖線は、それぞれ、波長４９０ナノメータ、５５０ナノメータ及び６１０ナノメータのデータ示す。
図１０（ｂ）は、非点収差及び像面湾曲を示す図である。図１０（ｂ）の横軸は、光軸方向の焦点位置を示す（単位はミリメータ）。図１０（ｂ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。点線は子午像面の位置を表し、実線は球欠像面の位置を表す。
図１０（ｃ）は、歪曲収差を示す図である。図１０（ｃ）の横軸は、歪曲収差（ディストーション）を示す。図１０（ｃ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。
表１３は、実施例９による撮像レンズ系のレンズデータを示す表である。表１３において、絞りの面間隔は、絞りの位置（最も像側の位置）を基準とし、像側を正方向とした場合の第２面の位置である。その他の面について、例として、第２面（第１レンズの物体側の面）の面間隔は、第２面と第３面（第２レンズの像側の面）との間隔である。
表１４は、第２面乃至第７面の非球面形状を表す式の係数及び定数を示す表である。
表１５は、第３面の回折格子のパワーを表す式の定数を示す表である。
第２レンズに、第１及び第３レンズと比較して高屈折率高分散の材質を使用することにより倍率色収差をコントロールすることができる。他方、第２レンズに高屈折率高分散の材質を使用する場合には、第１レンズの回折格子のパワーを大きくして色消しを行わせることにより軸上色収差を小さくする必要がある。回折格子のパワーが大きくなることにより迷光のリスクは増大する。
実施例６
図１１は、実施例６による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例６による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ６０１、第２レンズ６０２及び第３レンズ６０３を備える。第１レンズ６０１の像側の面（第３面）及び第３レンズ６０３の物体側の面（第６面）は、回折格子を備える。絞り６１１は、第１レンズ６０１の物体側の面上にある。第１レンズ６０１、第２レンズ６０２及び第３レンズ６０３を通過した光は、ガラス板を６０４通過して像面６０５に至る。
図１１は、実施例６による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例６による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ６０１、第２レンズ６０２及び第３レンズ６０３を備える。第１レンズ６０１の像側の面（第３面）及び第３レンズ６０３の物体側の面（第６面）は、回折格子を備える。絞り６１１は、第１レンズ６０１の物体側の面上にある。第１レンズ６０１、第２レンズ６０２及び第３レンズ６０３を通過した光は、ガラス板を６０４通過して像面６０５に至る。
図１２は、実施例６による撮像レンズ系の収差を示す図である。図１２（ａ）は、球面収差を示す図である。図１２（ａ）の横軸は、光軸方向の焦点位置（単位はミリメータ）を示す。図１２（ａ）の縦軸は、光線の絞りにおける通過位置を示す。縦軸の０は、光線が絞りの中心を通過することを示し、縦軸の１は、光線が絞りの端を通過することを示す。図１２（ａ）において、二点差線、実線及び一点鎖線は、それぞれ、波長４９０ナノメータ、５５０ナノメータ及び６１０ナノメータのデータ示す。
図１２（ｂ）は、非点収差及び像面湾曲を示す図である。図１２（ｂ）の横軸は、光軸方向の焦点位置を示す（単位はミリメータ）。図１２（ｂ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。点線は子午像面の位置を表し、実線は球欠像面の位置を表す。
図１２（ｃ）は、歪曲収差を示す図である。図１２（ｃ）の横軸は、歪曲収差（ディストーション）を示す。図１２（ｃ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。
表１６は、実施例１２による撮像レンズ系のレンズデータを示す表である。表１６において、絞りの面間隔は、絞りの位置（最も像側の位置）を基準とし、像側を正方向とした場合の第２面の位置である。その他の面について、例として、第２面（第１レンズの物体側の面）の面間隔は、第２面と第３面（第２レンズの像側の面）との間隔である。
表１７は、第２面乃至第７面の非球面形状を表す式の係数及び定数を示す表である。
表１８は、第３面及び第６面の回折格子のパワーを表す式の定数を示す表である。
第２レンズの材質は、第１及び第３レンズと同様に低屈折率・低分散の材質である。
実施例７
図１３は、実施例７による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例７による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ７０１、第２レンズ７０２及び第３レンズ７０３を備える。第１レンズ７０１の像側の面（第３面）及び第３レンズ７０３の物体側の面（第６面）は、回折格子を備える。絞り７１１は、第１レンズ７０１の物体側の面上にある。第１レンズ７０１、第２レンズ７０２及び第３レンズ７０３を通過した光は、ガラス板を７０４通過して像面７０５に至る。
図１３は、実施例７による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例７による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ７０１、第２レンズ７０２及び第３レンズ７０３を備える。第１レンズ７０１の像側の面（第３面）及び第３レンズ７０３の物体側の面（第６面）は、回折格子を備える。絞り７１１は、第１レンズ７０１の物体側の面上にある。第１レンズ７０１、第２レンズ７０２及び第３レンズ７０３を通過した光は、ガラス板を７０４通過して像面７０５に至る。
図１４は、実施例７による撮像レンズ系の収差を示す図である。図１４（ａ）は、球面収差を示す図である。図１４（ａ）の横軸は、光軸方向の焦点位置（単位はミリメータ）を示す。図１４（ａ）の縦軸は、光線の絞りにおける通過位置を示す。縦軸の０は、光線が絞りの中心を通過することを示し、縦軸の１は、光線が絞りの端を通過することを示す。図１４（ａ）において、二点差線、実線及び一点鎖線は、それぞれ、波長４９０ナノメータ、５５０ナノメータ及び６１０ナノメータのデータ示す。
図１４（ｂ）は、非点収差及び像面湾曲を示す図である。図１４（ｂ）の横軸は、光軸方向の焦点位置を示す（単位はミリメータ）。図１４（ｂ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。点線は子午像面の位置を表し、実線は球欠像面の位置を表す。
図１４（ｃ）は、歪曲収差を示す図である。図１４（ｃ）の横軸は、歪曲収差（ディストーション）を示す。図１４（ｃ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。
表１９は、実施例７による撮像レンズ系のレンズデータを示す表である。表１９において、絞りの面間隔は、絞りの位置（最も像側の位置）を基準とし、像側を正方向とした場合の第２面の位置である。その他の面について、例として、第２面（第１レンズの物体側の面）の面間隔は、第２面と第３面（第２レンズの像側の面）との間隔である。
表２０は、第２面乃至第７面の非球面形状を表す式の係数及び定数を示す表である。
表２１は、第３面及び第６面の回折格子のパワーを表す式の定数を示す表である。
第２レンズの材質は、第１及び第３レンズと同様に低屈折率・低分散の材質である。
実施例８
図１５は、実施例８による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例８による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ８０１、第２レンズ８０２及び第３レンズ８０３を備える。第１レンズ８０１の像側の面（第３面）及び第３レンズ８０３の物体側の面（第６面）は、回折格子を備える。絞り８１１は、第１レンズ８０１の物体側の面上にある。第１レンズ８０１、第２レンズ８０２及び第３レンズ８０３を通過した光は、ガラス板を８０４通過して像面８０５に至る。
図１５は、実施例８による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例８による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ８０１、第２レンズ８０２及び第３レンズ８０３を備える。第１レンズ８０１の像側の面（第３面）及び第３レンズ８０３の物体側の面（第６面）は、回折格子を備える。絞り８１１は、第１レンズ８０１の物体側の面上にある。第１レンズ８０１、第２レンズ８０２及び第３レンズ８０３を通過した光は、ガラス板を８０４通過して像面８０５に至る。
図１６は、実施例８による撮像レンズ系の収差を示す図である。図１６（ａ）は、球面収差を示す図である。図１６（ａ）の横軸は、光軸方向の焦点位置（単位はミリメータ）を示す。図１６（ａ）の縦軸は、光線の絞りにおける通過位置を示す。縦軸の０は、光線が絞りの中心を通過することを示し、縦軸の１は、光線が絞りの端を通過することを示す。図１６（ａ）において、二点差線、実線及び一点鎖線は、それぞれ、波長４９０ナノメータ、５５０ナノメータ及び６１０ナノメータのデータ示す。
図１６（ｂ）は、非点収差及び像面湾曲を示す図である。図１６（ｂ）の横軸は、光軸方向の焦点位置を示す（単位はミリメータ）。図１６（ｂ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。点線は子午像面の位置を表し、実線は球欠像面の位置を表す。
図１６（ｃ）は、歪曲収差を示す図である。図１６（ｃ）の横軸は、歪曲収差（ディストーション）を示す。図１６（ｃ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。
表２２は、実施例８による撮像レンズ系のレンズデータを示す表である。表２２において、絞りの面間隔は、絞りの位置（最も像側の位置）を基準とし、像側を正方向とした場合の第２面の位置である。その他の面について、例として、第２面（第１レンズの物体側の面）の面間隔は、第２面と第３面（第２レンズの像側の面）との間隔である。
表２３は、第２面乃至第７面の非球面形状を表す式の係数及び定数を示す表である。
表２４は、第３面及び第６面の回折格子のパワーを表す式の定数を示す表である。
第２レンズの材質は、第１及び第３レンズと同様に低屈折率・低分散の材質である。
実施例９
図１７は、実施例９による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例９による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ９０１、第２レンズ９０２及び第３レンズ９０３を備える。第１レンズ９０１の像側の面（第３面）及び第３レンズ９０３の物体側の面（第６面）は、回折格子を備える。絞り９１１は、第１レンズ９０１の物体側の面の頂点を含み、ｚ軸に垂直な平面上にある。第１レンズ９０１、第２レンズ９０２及び第３レンズ９０３を通過した光は、ガラス板９０４を通過して像面９０５に至る。
図１７は、実施例９による撮像レンズ系の構成を示す図である。実施例９による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ９０１、第２レンズ９０２及び第３レンズ９０３を備える。第１レンズ９０１の像側の面（第３面）及び第３レンズ９０３の物体側の面（第６面）は、回折格子を備える。絞り９１１は、第１レンズ９０１の物体側の面の頂点を含み、ｚ軸に垂直な平面上にある。第１レンズ９０１、第２レンズ９０２及び第３レンズ９０３を通過した光は、ガラス板９０４を通過して像面９０５に至る。
図１８は、実施例９による撮像レンズ系の収差を示す図である。図１８（ａ）は、球面収差を示す図である。図１８（ａ）の横軸は、光軸方向の焦点位置（単位はミリメータ）を示す。図１８（ａ）の縦軸は、光線の絞りにおける通過位置を示す。縦軸の０は、光線が絞りの中心を通過することを示し、縦軸の１は、光線が絞りの端を通過することを示す。図１８（ａ）において、二点差線、実線及び一点鎖線は、それぞれ、波長４９０ナノメータ、５５０ナノメータ及び６１０ナノメータのデータ示す。
図１８（ｂ）は、非点収差及び像面湾曲を示す図である。図１８（ｂ）の横軸は、光軸方向の焦点位置を示す（単位はミリメータ）。図１８（ｂ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。点線は子午像面の位置を表し、実線は球欠像面の位置を表す。
図１８（ｃ）は、歪曲収差を示す図である。図１８（ｃ）の横軸は、歪曲収差（ディストーション）を示す。図１８（ｃ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。
表２５は、実施例９による撮像レンズ系のレンズデータを示す表である。表２５において、絞りの面間隔は、絞りの位置（最も像側の位置）を基準とし、像側を正方向とした場合の第２面の位置である。その他の面について、例として、第２面（第１レンズの物体側の面）の面間隔は、第２面と第３面（第２レンズの像側の面）との間隔である。
表２６は、第２面乃至第７面の非球面形状を表す式の係数及び定数を示す表である。
表２７は、第３面及び第６面の回折格子のパワーを表す式の定数を示す表である。
第２レンズの材質は、第１及び第３レンズと同様に低屈折率・低分散の材質である。
参考例１
図１９は、参考例１による撮像レンズ系の構成を示す図である。参考例１による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ１００１、第２レンズ１００２及び第３レンズ１００３を備える。第１レンズ１００１の像側の面（第３面）は、回折格子を備える。絞り１０１１は、第１レンズ１００１の物体側の面上にある。第１レンズ１００１、第２レンズ１００２及び第３レンズ１００３を通過した光は、ガラス板１００４を通過して像面１００５に至る。
図１９は、参考例１による撮像レンズ系の構成を示す図である。参考例１による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ１００１、第２レンズ１００２及び第３レンズ１００３を備える。第１レンズ１００１の像側の面（第３面）は、回折格子を備える。絞り１０１１は、第１レンズ１００１の物体側の面上にある。第１レンズ１００１、第２レンズ１００２及び第３レンズ１００３を通過した光は、ガラス板１００４を通過して像面１００５に至る。
第３レンズの物体側の面（第６面）は、光軸を中心とする円によって外周が規定される第１の領域と、第１の領域を取り囲み、光軸を中心とする円によって外周が規定される第２の領域とからなる特殊面である。第６面の特殊面形状は、以下の式で表される２次曲線を、光軸、すなわちｚ軸の周りに回転させた光軸対称回転面である。ただし、ｊ＝１は第１の領域、ｊ＝２は第２の領域を表し、ｋｊは２次曲線の形状を定める定数、ｃｊは中心曲率、Ｒｊは中心曲率半径である。また、Ａiｊは補正係数、ｄｊは定数である。
第１及び第２の領域を上記のように定めることにより、区間に分割して形状を決めることができるので、像面湾曲を改善する上で有利である。
図２０は、参考例１による撮像レンズ系の収差を示す図である。図２０（ａ）は、球面収差を示す図である。図２０（ａ）の横軸は、光軸方向の焦点位置（単位はミリメータ）を示す。図２０（ａ）の縦軸は、光線の絞りにおける通過位置を示す。縦軸の０は、光線が絞りの中心を通過することを示し、縦軸の１は、光線が絞りの端を通過することを示す。図２０（ａ）において、二点差線、実線及び一点鎖線は、それぞれ、波長４９０ナノメータ、５５０ナノメータ及び６１０ナノメータのデータ示す。
図２０（ｂ）は、非点収差及び像面湾曲を示す図である。図２０（ｂ）の横軸は、光軸方向の焦点位置を示す（単位はミリメータ）。図２０（ｂ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。点線は子午像面の位置を表し、実線は球欠像面の位置を表す。
図２０（ｃ）は、歪曲収差を示す図である。図２０（ｃ）の横軸は、歪曲収差（ディストーション）を示す。図２０（ｃ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。
表２８は、参考例１による撮像レンズ系のレンズデータを示す表である。表２８において、絞りの面間隔は、絞りの位置（最も像側の位置）を基準とし、像側を正方向とした場合の第２面の位置である。その他の面について、例として、第２面（第１レンズの物体側の面）の面間隔は、第２面と第３面（第２レンズの像側の面）との間隔である。
表２９は、第２面乃至第５面及び第７面の非球面形状を表す式の係数及び定数を示す表である。
表３０は、第３面の回折格子のパワーを表す式の定数を示す表である。
表３１は、第６面の特殊面形状を表す式の係数及び定数を示す表である。
第２レンズに、第１及び第３レンズと比較して高屈折率高分散の材質を使用することにより倍率色収差をコントロールすることができる。他方、第２レンズに高屈折率高分散の材質を使用する場合には、第１レンズの回折格子のパワーを大きくして色消しを行わせることにより軸上色収差を小さくする必要がある。回折格子のパワーが大きくなることにより迷光のリスクは増大する。
比較例１
図２１は、比較例１による撮像レンズ系の構成を示す図である。比較例１による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ２１０１、第２レンズ２１０２及び第３レンズ２１０３を備える。絞り２１１１は、第１レンズ２１０１の物体側の面上にある。第１レンズ２１０１、第２レンズ２１０２及び第３レンズ２１０３を通過した光は、ガラス板２１０４を通過して像面２１０５に至る。
図２１は、比較例１による撮像レンズ系の構成を示す図である。比較例１による撮像レンズ系は、物体側から像側に、第１レンズ２１０１、第２レンズ２１０２及び第３レンズ２１０３を備える。絞り２１１１は、第１レンズ２１０１の物体側の面上にある。第１レンズ２１０１、第２レンズ２１０２及び第３レンズ２１０３を通過した光は、ガラス板２１０４を通過して像面２１０５に至る。
実施例１乃至１０は、第１レンズの像側に輪帯構造からなる回折格子を備えているが、比較例１は、回折格子を備えていない。回折格子を備えていない点以外は、比較例の構成は実施例と同様である。
図２２は、比較例１による撮像レンズ系の収差を示す図である。図２２（ａ）は、球面収差を示す図である。図２２（ａ）の横軸は、光軸方向の焦点位置（単位はミリメータ）を示す。図２２（ａ）の縦軸は、光線の絞りにおける通過位置を示す。縦軸の０は、光線が絞りの中心を通過することを示し、縦軸の１は、光線が絞りの端を通過することを示す。図２２（ａ）において、二点差線、実線及び一点鎖線は、それぞれ、波長４９０ナノメータ、５５０ナノメータ及び６１０ナノメータのデータ示す。
図２２（ａ）から、比較例１の軸上色収差は、５０マイクロメータを超えている。一方、実施例１乃至１０の軸上色収差は、せいぜい２０マイクロメータである。このように、実施例１乃至１０の軸上色収差は、比較例のものより明らかに減少している。
図２２（ｂ）は、非点収差及び像面湾曲を示す図である。図２２（ｂ）の横軸は、光軸方向の焦点位置を示す（単位はミリメータ）。図２２（ｂ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。点線は子午像面の位置を表し、実線は球欠像面の位置を表す。
図２２（ｃ）は、歪曲収差を示す図である。図２２（ｃ）の横軸は、歪曲収差（ディストーション）を示す。図２２（ｃ）の縦軸は、像高さ（単位はミリメータ）を示す。
表３２は、比較例１による撮像レンズ系のレンズデータを示す表である。表３２において、絞りの面間隔は、絞りの位置（最も像側の位置）を基準とし、像側を正方向とした場合の第２面の位置である。その他の面について、例として、第２面（第１レンズの物体側の面）の面間隔は、第２面と第３面（第２レンズの像側の面）との間隔である。
表３３は、第２面乃至第７面の非球面形状を表す式の係数及び定数を示す表である。
実施例及び比較例の撮像レンズ系の仕様
表３４は、実施例１乃至１０及び比較例１の撮像レンズ系について、式（１）乃至（６）の値を示す表である。式（１）の値は、１．０より大きく１．２より小さい。式（２）の値は、０．３０より大きく０．４１より小さい。式（３）の値は、０．４６より大きく０．６１２以下である。式（４）の値は、０．７７より大きく０．９２より小さい。式（５）の値は、１．５より大きく４．９より小さい。式（６）の値は、−２．０より大きく−１．０より小さい。
[表３４]
表３４は、実施例１乃至１０及び比較例１の撮像レンズ系について、式（１）乃至（６）の値を示す表である。式（１）の値は、１．０より大きく１．２より小さい。式（２）の値は、０．３０より大きく０．４１より小さい。式（３）の値は、０．４６より大きく０．６１２以下である。式（４）の値は、０．７７より大きく０．９２より小さい。式（５）の値は、１．５より大きく４．９より小さい。式（６）の値は、−２．０より大きく−１．０より小さい。
[表３４]
Claims (4)
- 物体側から像側に第１乃至第３レンズが順に配置された撮像レンズ系であって、第１レンズが平凸または両凸レンズであり、第１レンズの物体側の面が近軸領域で正のパワーを有し、第１レンズの像側の面に輪帯構造からなる回折格子が付与され、第２レンズが、正のパワーを有する像側に凸面のメニスカスレンズであり、第２レンズの像側の面は、近軸領域で正のパワーを有し、光軸から離れるにしたがってパワーが減少し、周辺領域で負のパワーを有し、第３レンズが負のパワーを有するレンズであり、第３レンズの像側の面は、近軸領域で負のパワーを有し、光軸から離れるにしたがってパワーが増加し、周辺領域で正のパワーを有し、絞りが第１レンズの像側の面より物体側に配置され、第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をTTL、第１乃至第３レンズの合成焦点距離をf、第２レンズの物体側の面を表す非球面式の曲率半径をR4、第３レンズの像側の面を表す非球面式の曲率半径をR7、第１レンズの焦点距離をf1、第２レンズの焦点距離をf2、第３レンズの焦点距離をf3として、
1.0<(TTL/f)<1.2 (1)
0.3<(|R4|/f)<0.5 (2)
0.4<(|R7|/f)≦0.612 (3)
0.7<(f1/f)<1 (4)
1<(f2/f)<5 (5)
-2<(f3/f)<-1 (6)
を満たす撮像レンズ系。 - 第３レンズの物体側の面は、近軸領域で平面または凹面であり、光軸から離れるにしたがってパワーが減少し、さらに光軸から離れるにしたがってパワーが増加し、周辺領域で正のパワーを有する、請求項１に記載の撮像レンズ系。
- 第３レンズの物体側の面に輪帯構造からなる回折格子を付与した請求項１または２に記載の撮像レンズ系。
- 絞りが、第１レンズの物体側の面の頂点を含み光軸に垂直な面に配置された請求項１から３のいずれかに記載の撮像レンズ系。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US19395109P | 2009-01-12 | 2009-01-12 | |
| US61/193,951 | 2009-01-12 | ||
| PCT/JP2009/006644 WO2010079549A1 (ja) | 2009-01-12 | 2009-12-04 | 撮像レンズ系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP4822033B2 true JP4822033B2 (ja) | 2011-11-24 |
| JPWO2010079549A1 JPWO2010079549A1 (ja) | 2012-06-21 |
Family
ID=42316328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010545630A Active JP4822033B2 (ja) | 2009-01-12 | 2009-12-04 | 撮像レンズ系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4822033B2 (ja) |
| WO (1) | WO2010079549A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104204892A (zh) * | 2012-03-28 | 2014-12-10 | 柯尼卡美能达株式会社 | 摄像透镜、摄像装置以及便携终端 |
| JP5890219B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2016-03-22 | カンタツ株式会社 | 撮像レンズ |
| WO2015133431A1 (ja) * | 2014-03-03 | 2015-09-11 | 富士フイルム株式会社 | 光学素子、レンズユニット、撮像モジュール、電子機器、及び光学素子の製造方法 |
| JP2019148615A (ja) * | 2018-02-26 | 2019-09-05 | Ｏ−ＦＩＬＭ．Ｊａｐａｎ株式会社 | 撮像レンズおよび撮像装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004226487A (ja) * | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Seiko Epson Corp | 撮像レンズ |
| JP2006126792A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi | 小型撮像レンズ系 |
| JP2007264181A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Fujinon Corp | 撮像レンズ |
| JP2008139853A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-06-19 | Fujinon Corp | ３枚構成の撮像レンズ、カメラモジュール、および携帯端末機器 |
-
2009
- 2009-12-04 WO PCT/JP2009/006644 patent/WO2010079549A1/ja active Application Filing
- 2009-12-04 JP JP2010545630A patent/JP4822033B2/ja active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004226487A (ja) * | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Seiko Epson Corp | 撮像レンズ |
| JP2006126792A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi | 小型撮像レンズ系 |
| JP2007264181A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Fujinon Corp | 撮像レンズ |
| JP2008139853A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-06-19 | Fujinon Corp | ３枚構成の撮像レンズ、カメラモジュール、および携帯端末機器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2010079549A1 (ja) | 2012-06-21 |
| WO2010079549A1 (ja) | 2010-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108107545B (zh) | 光学成像镜头 | |
| KR100812685B1 (ko) | 촬상렌즈 | |
| JP5138734B2 (ja) | 撮像レンズ、および撮像モジュール | |
| JP4317933B1 (ja) | 結像光学系 | |
| JP5496809B2 (ja) | 撮像レンズおよび撮像装置 | |
| JP4630393B2 (ja) | 回折レンズ、およびこれを用いた撮像装置 | |
| JP6410865B2 (ja) | 撮像レンズ | |
| JP2003322792A (ja) | 撮像レンズ | |
| JP2007025499A (ja) | 光学装置 | |
| KR102290303B1 (ko) | 광각 이미징 렌즈 | |
| JPWO2011004443A1 (ja) | 結像光学系 | |
| JP4815029B2 (ja) | 回折レンズ、およびこれを用いた撮像装置 | |
| JP4822033B2 (ja) | 撮像レンズ系 | |
| KR102290734B1 (ko) | 광학 이미징 렌즈 | |
| JP4744711B2 (ja) | 画像取込レンズ | |
| JP7360266B2 (ja) | 撮像レンズ | |
| JP4798529B2 (ja) | 結像光学系 | |
| JP3725520B2 (ja) | ３枚構成単焦点レンズ | |
| JP5825845B2 (ja) | 撮像レンズ | |
| KR20090067782A (ko) | 고선명 촬상 광학계 | |
| JP3724520B2 (ja) | 赤外用光学系 | |
| JP5679902B2 (ja) | 撮像レンズ | |
| JP4992004B2 (ja) | 撮像光学系 | |
| JP6972994B2 (ja) | 結像レンズ、撮像装置 | |
| JP7285285B2 (ja) | 撮像レンズ、撮像装置及び電子機器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110809 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110823 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4822033 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140916 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |