JP4992004B2 - 撮像光学系 - Google Patents
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Description
特許文献2 特開2007−264181号公報
0.18<D12×φ<0.22 (1)
1.1<TTL×φ<1.22 (2)
Fno<3.0 (3)
0.46<r1×φ<0.49 (4)
0.8<φ/φ1<1.0 (5)
|φ2/φ|<0.1 (6)
を満足する。
-3.3<φ/φ3<-2.6 (7)
を満足する。
54<vd1,vd3<58 (8)
1.5<nd1,nd3<1.54 (9)
を満足する。
(nd2-1)×(1/r3-1/r4)+(nd2-1)2×D2/(nd2×r3×r4)=0 (10)
を満足する。
0.05<φDOE/φ<0.07 (11)
を満足する。
0.27<Fno<3.0 (12)
を満足する。
本発明の実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、像側に回折格子が付された正のレンズである第1レンズ、像側に凸面を向けたメニスカスレンズである第2レンズ及び負のメニスカスレンズである第3レンズを備える。絞りは、第1レンズの像側の面よりも物体側に配置されている。
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、光学系を小型化することができる。
本発明の実施形態による光学系は、
0.18<D12×φ<0.22 (1)
を満たすように構成される。D12×φが式(1)の下限値を下回ると、組み立ての際の、第2レンズの第1レンズに対する偏芯感度が増加し、製造コストが増加する。D12×φが式(1)の上限値を上回ると、光学系が大型化する。
本発明の実施形態による光学系は、
1.1<TTL×φ<1.22 (2)
を満たすように構成される。TTL×φが式(2)の下限値を下回ると、光学系の像面湾曲による解像度の劣化が大きくなる。TTL×φが式式(2)の上限値を上回ると、光学系が大型化する。なお、本明細書においてレンズのパワーとは、近軸付近のレンズのパワーを意味する。
本発明の実施形態による光学系は、
Fno<3.0 (3)
を満たすように構成される。Fnoが3より大きくなると、回折限界により解像度の劣化が生じる。
本発明の実施形態による光学系は、
0.46<r1×φ<0.49 (4)
を満たすように構成される。r1×φが式(4)の下限値を下回ると、球面収差が大きくなり、解像度の劣化が生じる。また、球面収差を小さくするために、エフ・ナンバーを大きくして明るさを減少させるとコントラストの低下を生じる。このように、いずれにしても、画質が低下する。r1×φが式(4)の上限値を上回ると、光学系が大型化する。
本発明の実施形態による光学系は、
0.8<φ/φ1<1.0 (5)
を満たすように構成される。φ/φ1が式(5)の下限値を下回ると、組み立ての際の、第2レンズの第1レンズに対する偏芯感度が増加し、製造コストが増加する。φ/φ1が式(5)の上限値を上回ると、光学系が大型化する。
本発明の実施形態による光学系は、
|φ2/φ|<0.1 (6)
を満たすように構成される。|φ2/φ|が式(6)の上限値を上回ると、組み立ての際の、第2レンズの第1レンズに対する偏芯感度が増加し、製造コストが増加する。
本発明の実施形態による撮像光学系は、レンズが全てプラスチック(樹脂)材料で形成されている。したがって、レンズをすべてモールド成形で製作でき、量産に適している。一例として、第1及び第3レンズの材料は、シクロオレフィンポリマー(COP)樹脂)であり、第2レンズの材料は、シクロオレフィンポリマー(COP)樹脂またはポリカーボネード(PC)樹脂またはシクロオレフィンコポリマー(COC)樹脂である。
図1は、実施例1による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
φ=C2×h2+C4×h4+C6×h6+C8×h8+C10×h10
図3は、実施例2による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
図5は、実施例3による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
図7は、実施例4による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
図9は、実施例5による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
図11は、実施例6による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
図13は、実施例7による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
図15は、実施例8による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
図17は、実施例9による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
図19は、実施例10による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
図21は、実施例11による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
図23は、実施例12による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
図25は、実施例13による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
図27は、実施例14による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
図29は、実施例15による撮像光学系の構成を示す図である。本実施形態による撮像光学系は、物体側から像側に、第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を備える。第1レンズE1、第2レンズE2及び第3レンズE3を通過した光は、ガラス板E4を通過して像面ISに至る。
Claims (10)
- 物体側から像側に、像側に回折格子が付された正の第1レンズ、像側に凸面を向けたメニスカスレンズである第2レンズ、負のメニスカスレンズである第3レンズから構成され、絞りが第1レンズの像側の面よりも物体側に配置された撮像光学系であって、D12は第1レンズ及び第2レンズ間の光軸上の距離、TTLは第1レンズの物体側の頂点から像面までの距離、φ1は、第1レンズのパワー、φ2は、第2レンズのパワー、φは、第1レンズ、第2レンズ及び第3レンズの合成パワー、Fnoは光学系のエフ・ナンバー、r1は、第1レンズの物体側の面の曲率半径であるとして、
0.18<D12×φ<0.22 (1)
1.1<TTL×φ<1.22 (2)
Fno<3.0 (3)
0.46<r1×φ<0.49 (4)
0.8<φ/φ1<1.0 (5)
|φ2/φ|<0.1 (6)
を満足する撮像光学系。 - 第2レンズは、近軸領域から周辺に向かって像側の面の負のパワーが強くなる、パワー0のメニスカスレンズである請求項1に記載の撮像光学系。
- 第1レンズが近軸領域において、凸平または両凸レンズである請求項1または2に記載の撮像光学系。
- 第3レンズの物体側の面は、近軸領域及び周辺領域において正のパワーを有し、該近軸領域と該周辺領域の中間領域で負のパワーを有する請求項1から3のいずれかに記載の撮像光学系。
- 第3レンズの像側の面は、近軸領域において負のパワーを有し、周辺領域において正のパワーを有する請求項1から4のいずれかに記載の撮像光学系。
- φ3は、第3レンズのパワーであるとして、
-3.3<φ/φ3<-2.6 (7)
を満足する請求項1から5のいずれかに記載の撮像光学系。 - vd1は第1レンズの材料のd線(波長587.6nm)でのアッべ数、vd3は第3レンズの材料のd線(波長587.6nm)でのアッべ数、 nd1は第1レンズの材料のd線(波長587.6nm)での屈性率、nd3は第三レンズの材料のd線(波長587.6nm)での屈折率であるとして、
54<vd1,vd3<58 (8)
1.5<nd1,nd3<1.54 (9)
を満足する請求項1から6のいずれかに記載の撮像光学系。 - nd2は第2レンズの材料のd線(波長587.6nm)での屈折率、r3は第2レンズ物体側の曲率半径、r4は第2レンズの像側の曲率半径、D2は第2レンズの中心厚であるとして、
(nd2-1)×(1/r3-1/r4)+(nd2-1)2×D2/(nd2×r3×r4)=0 (10)
を満足する請求項1から7のいずれかに記載の撮像光学系。 - φDOEは第1レンズの回折格子のパワーであるとして、
0.05<φDOE/φ<0.07 (11)
を満足する請求項1から8のいずれかに記載の撮像光学系。 - 0.27<Fno<3.0 (12)
を満足する請求項1から9のいずれかに記載の撮像光学系。
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