WO2009136580A1

WO2009136580A1 - 撮像光学系

Info

Publication number: WO2009136580A1
Application number: PCT/JP2009/058436
Authority: WO
Inventors: 内田佳宏
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2009-11-12
Also published as: JP2009271357A; CN102016683A; US20110122510A1; JP5426841B2; US8289629B2

Abstract

物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、絞りＳ、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３で構成され、第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなる接合レンズを有し、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズＬ３を有し、第３レンズ群Ｇ３は、第４レンズＬ４を有し、第３レンズＬ３は、物体側面が軸上及び軸外で物体側に対して凹面であり、像側面が軸上では物体側に対して凸面となっており、軸外で１つ以上の変曲点を有する非球面であることを特徴とする撮像光学系である。

Description

明細書

撮像光学系

技術分野

[0 0 0 1 ]

本発明は広角で、撮影対象を良好に撮像できる撮像光学系に関し、特に小型の撮像光学系を備えた携帯型装置、例えば携帯電話や携帯情報端末に用いられる撮像光学系に関する。

背景技術

[0 0 0 2]

近年、携帯電話の普及に伴い、携帯端末に搭載するカメラモジュールの需要が高くなつてきている。これを受けて撮像素子をより小型化 ·高画素化する技術開発が進められており、光学系についても性能が良く、且つ極限まで薄くしたカメラモジュールが求められている。

[0 0 0 3]

従来、レンズを薄くできるタイプとして、正正負のテレフォトタイプが知られているが、さらに小型化を行っていくと、第 1 レンズ、第 2 レンズの正パワーを強くし、さらに第 3 レンズの負パワーも強くする必要がある。しかし、第 1 レンズ、第 2 レンズの正パワーを強くすると、軸上色収差が発生しやすくなり、第 3 レンズの負パワーを強くすると歪曲収差が悪化してしまう。

[0 0 0 4]

このようなことから、 3枚構成のレンズでは性能確保が難しいため、近年では 4枚構成で高性能を達成するような光学系も発案されている。先行技術文献

特許文献

[00 0 5]

[特許文献 1]

特開 2 0 0 4- 1 8 4 9 8 7号公報

[特許文献 2] 特開 2 0 0 6- 3 0 9 0 4 3号公報

発明の概要

発明が解決しょうとする課題

[0 0 0 6 ]

特許文献 1 に開示されている撮像光学系は、軸上マージナル光線の高い第 1群を接合レンズとし、軸上色収差を改善したものである。しかし、絞りに対して非対称なパワー配置となっているため、歪曲収差の補正に不利なタイプとなっている。また、第 4 レンズ像側面の軸外における正の屈折力により歪曲収差を補正しているが、軸外で光線を大きく曲げるため、像面湾曲と非点収差が発生してしまっている。

[0 0 0 7]

一方、特許文献 2に開示されている撮像光学系も、軸上マージナル光線の高い第 1群を接合レンズとし、軸上色収差を改善したものである。しかし、第 4レンズの形状が、軸外になるにつれて正の屈折力となることで歪曲収差は緩和されているが、光線を大きく曲げているため、大きく非点収差が発生している。

[0 0 0 8 ]

本発明は上記問題点に鑑み、従来の撮像光学系より広角 ·大口径でありながら、軸上、及び軸外における色収差を抑えるとともに、像面湾曲、歪曲収差などの諸収差も良好に補正した小型な撮像光学系を提供する。課題を解決するための手段

[0 0 0 9 ]

上記目的を達成するために、本発明の光学系は、物体側より順に正の屈折力を有する第 1 レンズ群、絞り、正の屈折力を有する第 2 レンズ群、負の屈折力を有する第 3 レンズ群で構成され、前記第 1 レンズ群は、第 1 レンズと第 2 レンズからなる接合レンズを有し、前記第 2 レンズ群は、第 3 レンズを有し、前記第 3 レンズ群は、第 4レンズを有し、前記第 3 レンズは、物体側面が軸上及び軸外で物体側に対して凹面であり、像側面が軸上では物体側に対して凸面となっており、軸外で 1つ以上の変曲点を有する非球面であることを特徴とする。

[0 0 1 0]

また、下記条件式（ 1 ) 、（ 2 ) を満足する。

D 2 ZD 1 < 4 · · · ( 1 )

0. 1 <R 6 /R 7 < 1. 5 · · · ( 2 ) ただし、 D 1は、前記第 3 レンズの像側面と前記第 4レンズの物体側面間における軸上主光線の空気換算長、

D 2は、前記第 3 レンズの像側面と前記第 4 レンズの物体側面間における最高像高の軸外主光線の空気換算長、

R 6は、前記第 3 レンズの像側面の曲率半径、

R 7は、前記第 4レンズの物体側面の曲率半径

である。

[0 0 1 1 ]

また、下記条件式（ 3 ) を満足することを特徴とする。

0. 5 < I H/ e x p < l . 5 · · · ( 3 ) ただし、

e X pは最大画角の射出瞳位置から像面までの距離、

I Hは像高、

である。

[0 0 1 2 ]

また、下記条件式（4 ) を満足することを特徴とする。

— 1 0 <A4< 0、 - 1 0 <A6< 0 · · · ( 4) ただし、 rは、非球面近軸曲率半径、

Kは、円錐係数、

Ai (i=4, 6, 8, 10) は、 i次の非球面係数、

hは、光軸からの高さ、

Zは、光軸からの高さ hにおける非球面上の点と非球面の面頂での接平面からの距離であり、

また、前記第 4レンズ物体側面の面形状は以下の非球面式で表される。 Z = (h ²/ r ) / [1 + { 1 ― (K+ 1 ) · (h/ r ) ² } ^{1 /2}]

+ A4X h ⁴ + A6X h ⁶ +A8X h ⁸+A10X h ^{1 0}

[0 0 1 3 ]

また、前記接合レンズは、プラスチックでできた前記第 1 レンズに樹脂層である前記第 2 レンズを貼り付けて構成され、前記第 1 レンズは正レンズであり、前記樹脂層は下記条件式（ 5 ) を満足すると共に、前記接合レンズは下記条件式（ 6 ) を満足することを特徴とする。

0. 0 5≤ t≤ 0. 2 · · · ( 5 )

2 0≤ v 2 - v l≤ 4 0 · · · ( 6 ) ただし、 tは、樹脂層の肉厚、

V 1は、前記樹脂層のアッベ数

リ 2は、前記第 1 レンズのアッベ数

発明の効果

[0 0 1 4]

本発明によれば、広角 *大口径でありながら、軸上、及び軸外における色収差を抑えるとともに、像面湾曲、歪曲収差などの諸収差も良好に補正した小型な撮像光学系を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0 0 1 5]

[図 1 ] 実施例 1の撮像光学系の断面図である。

[図 2] 実施例 2の撮像光学系の断面図である。

[図 3] 実施例 3の撮像光学系の断面図である。

[図 4] 実施例 4の撮像光学系の断面図である。

[図 5 ] 実施例 5の撮像光学系の断面図である。

[図 6 ] 実施例 6の撮像光学系の断面図である。

[図 7 ] 実施例 1の撮像光学系の収差図である。

[図 8 ] 実施例 2の撮像光学系の収差図である。

[図 9 ] 実施例 3の撮像光学系の収差図である。

[図 1 0 ]実施例 4の撮像光学系の収差図である。 [図 1 1 ]実施例 5の撮像光学系の収差図である。

[図 1 2]実施例 6の撮像光学系の収差図である。

発明を実施するための形態

[0 0 1 6 ]

本実施形態の撮像光学系の作用効果について、以下説明する。本実施形態の撮像光学系は、物体側より順に正の屈折力を有する第 1 レンズ群、絞り、正の屈折力を有する第 2 レンズ群、負の屈折力を有する第 3 レンズ群で構成され、第 1 レンズ群は、第 1 レンズと第 2 レンズからなる接合レンズを有し、第 2 レンズ群は第 3 レンズを有し、第 3 レンズ群は第 4レンズを有し、第 3 レンズは、物体側面が軸上及び軸外で物体側に対して凹面であり、さらに像側面は物体側に対して軸上で凸面となつており、軸外では 1つ以上の変曲点を有する非球面であることを特徴とする。

[0 0 1 7]

上記レンズの構成としたことにより、第 1 レンズ群の接合レンズで軸上色収差を小さくすることができる。また、第 4レンズの物体側面は絞りに対してコンセントリックな形状となるため像面湾曲を補正することができる。さらに、軸外光線の入射角及び屈折角を小さくする構成にできるため、非点収差の発生を小さくすることができる。また第 4レンズの像側面は 1つ以上の変曲点を有し、軸外において正の屈折力を持つ非球面である。これにより糸巻き型の歪曲収差と非点収差の補正ができる。

[0 0 1 8]

また、本実施形態の撮像光学系は、下記条件式（ 1 ) 、（ 2 ) を満足することを特徴とする。

D 2 /D 1 < 4 ' · · ( 1 )

0. 1 <R 6 /R 7く 1. 5 · · · ( 2 ) ただし、 D 1は、前記第 3 レンズの像側面と前記第 4レンズの物体側面間における軸上主光線の空気換算長、

D 2は、前記第 3 レンズの像側面と前記第 4レンズの物体側面間における最高像高の軸外主光線の空気換算長、 R 6は、前記第 3レンズの像側面の曲率半径、

R 7は、前記第 4レンズの物体側面の曲率半径

である。

[0 0 1 9]

上記条件式（ 1 ) は、第 3レンズと第 4レンズの光軸上と軸外での空気換算長の比の条件であり、像面湾曲を良好に補正できる条件式である。上記条件式（ 1 ) の上限 4を上回ると軸外主光線の空気換算長が長すぎ、結果的に第 4レンズ物体側に入射する軸外光線の光線高が高くなつてしまう。そのため上記第 4レンズの物体側面で光線を強く曲げなければならないため、上記第 4レンズ物体側面で像面湾曲が大きく発生してしまい、好ましくない。

[0 0 2 0]

また、（2) の条件式も同様に第 3レンズと第 4レンズの向かい合う面の曲率半径の比をとつた条件式であり、これも同様に像面湾曲を良好に補正するための条件式である。このタイプの光学系において上記条件式（2 ) の下限 0. 1を下回ると第 4レンズ物体側面の曲率がゆるく、第 3レンズ像側面の曲率が強くなり、結果的に先行例同様に光線を無理に屈折させるため像面湾曲が悪化してしまうため、好ましくない。逆に、条件式（2 ) の上限 1. 5を上回ると第 4レンズ物体側面の球欠が深くなることによつてレンズの製造が困難な形状になってしまうため好ましくない。

[0 0 2 1]

さらに、条件式（ 1 ) 、（ 2 ) は以下の条件式（ 1一 1 ) 、（ 2— 1 ) の範囲内であることが望ましい。

0. 2 <D 2 ZD 1 < 4 · · · ( 1— 1 )

0. 5<R 6 /R 7 < 1. 5 · · · ( 2 - 1 )

[0 0 2 2]

上記条件式（ 1一 1 ) の下限 0. 2を下回らない範囲で第 3レンズと第 4レンズの鏡枠への保持が困難になることを防止できる。また、上記条件式（2— 1 ) の下限 0. 5を下回らない範囲でより最適に像面湾曲の発生を抑えることができる。

[0 0 2 3 ]

さらに、条件式（ 1 — 1 ) は以下の条件式（ 1 — 2 ) の範囲であることが望ましい。

0. 2 <D 2 /Ό 1く 1. 5

[[00 00 22 44]]

上上記記条条件件式式（（ 11 —— 22 )) のの上上限限 11.. 55をを上上回回ららなないい範範囲囲ににおおいいてて、、第第 44レレンンズズへへのの軸軸外外光光線線のの入入射射角角及及びび屈屈折折角角ををよよりり小小ささくくすするるここととががででききるるたためめ、、非非点点収収差差ととココママ収収差差のの発発生生をを抑抑ええるるここととががででききるる。。

[[00 00 22 55 ]]

ままたた、、本本実実施施形形態態のの撮撮像像光光学学系系はは、、条条件件式式（（ 33 )) をを満満足足すするるここととをを特特徴徴ととすするる。。

ただし

e pは最大画角の射出瞳位置から像面までの距離、 I Hは像高、

である。

[0 0 2 6 ]

上記条件式（ 3 ) は広角化 ·小型化した際にも軸外において収差を良好に保っための条件式である。条件式（ 3 ) の下限 0. 5を下回ると、第 4 レンズへ入射する軸外光線の光線高を高くし、第 4レンズでは軸外において光線を光軸方向へ大きく屈折させる必要がある。しかし光線を大きく屈折させることにより、非点収差及び像面湾曲が発生してしまうため好ましくない。

[0 0 2 7 ]

また、条件式（ 3 ) の上限 1. 5を上回らない範囲内において、第 4レンズの軸外における過度な負の屈折力を防ぐことができ、糸巻き型の歪曲収差の発生を抑えることができる。

[0 0 2 8 ] さらに、条件式（3) は以下の条件式（3— 1) の範囲内であることが望ましい。 0. 7ぐ I H/ e x pく 1. 5 · · . ( 3 - 1 )

[0 0 2 9 ]

条件式（ 3— 1 ) の下限 0. 7を下回ると、広角化 · 小型化した際、第レンズへ入射する軸外光線の光線高を高くするために、光軸に対する軸外光線の角度を大きくしなければならず、第 4レンズでは、その光線を光軸方向に大きく屈折させる必要がある。その際、非点収差及び像面湾曲が発生してしまい、好ましくない。

[0 0 3 0]

さらに、条件式（ 3— 1 ) は以下の条件式（ 3— 2 ) の範囲内であることが望ましい。

0. 8 < I H/ e x p < l . 0 · · · ( 3— 2 )

[0 0 3 1 ]

条件式（ 3— 2 ) の範囲内において、さらに歪曲収差及び、像面湾曲、非点収差の発生を抑えることができる。

[0 0 3 2]

また、本実施形態の撮像光学系は、条件式（ 4 ) を満足することを特徴とする。

- 1 0 <A4< 0 , - 1 0 <A6< 0 · · · ( 4) ただし、 rは、非球面近軸曲率半径

Kは、円錐係数

Ai (i=4, 6, 8， 10) は、非球面係数

hは、光軸からの高さ

また、第 4レンズ物体側面の面形状は以下の非球面式で表される。

Z = (h ² r ) / [I + { 1 — (K+ 1 ) · (h/ r ) " ^{1 /2}]

+ A4X h ⁴+A6X h ⁶ +A8xh ⁸ +A10Xh ^{1 0}

[0 0 3 3] 条件式（4 ) の上限 0を上回らない範囲内において、軸外光線の第 4レンズの像側面が絞りに対してコンセントリックな形状となるため、像面湾曲の補正をすることができ、さらに軸外光線の入射角及び屈折角を小さくする構成にできるため、非点収差の発生を小さくすることができている。条件式（4) の下限一 1 0を下回ると、第 4レンズの軸外における過度な負の屈折力を防ぐことができ、歪曲収差の補正が困難になるため好ましくない。

[0 0 3 4]

さらに、条件式（4) は以下の条件式（4一 1 ) の範囲であることが望ましい。

— 1. 0く A4く 0、 — 1. 0 <A6< 0 · · · (4— 1 )

[0 0 3 5]

条件式（ 4— 1 ) の A4及び A6が下限値— 1. 0を下回ると、軸外において負の屈折力が強くなりすぎるため、高次の非球面で緩和しょうとする。しかし、高次の非球面係数が大きくなると、軸外で曲率が大きく変化することにつながり、偏心感度が上がるため、好ましくない。

[0 0 3 6 ]

さらに、条件式（4— 1 ) は以下の条件式（4— 2 ) の範囲内であることが望ましい。

— 0. 5く A4く 0、 — 0. 5 <A6< 0 · · · (4— 2 )

[0 0 3 7]

条件式（4一 2 ) の範囲内において、軸外光線の第 4レンズの像側面への入射角及び、軸外における負の屈折力を最適にでき、像面湾曲及び非点収差を良好に補正し、歪曲収差の発生を小さく抑えることができる。

[0 0 3 8]

また、接合レンズは、プラスチックでできた第 1正レンズに樹脂層である第 2 レンズを貼り付けて構成され、第 1 レンズは正レンズであり、樹脂層は以下条件式（ 5 ) を満足すると共に、接合レンズは下記条件式（ 6 ) を満足することを特徴とする撮像光学系である。 0. 0 5≤ t≤ 0. 2 · · · ( 5 )

2 0≤ v 2 - v l≤4 0 · · · ( 6 ) ただし、 tは、樹脂層の肉厚、

V 1は、樹脂層のアッベ数

リ 2は、第 1レンズのアッベ数

である。

[0 0 3 9]

上記条件式（5) は、正レンズに形成した樹脂層の厚みの条件であり、軸上色収差を良好に補正するための条件式である。上記条件式（5) の下限 0. 0 5を下回ると、負の屈折力を有する樹脂層が薄くなりすぎ、軸上色収差の捕正が不十分となってしまうため好ましくない。また、条件式（ 5) の上限 0. 2を上回ると、負の屈折力を有する樹脂層が厚くなることによって、光学系の全長が大きくなってしまい好ましくない。

[0 040]

また、条件式（6) も同様に正レンズに形成した樹脂層のアッベ数の条件であり、これも同様に軸上色収差を良好に補正するための条件式である。上記条件式（6 ) の下限 2 0を下回ると、正レンズに対して形成した負の屈折力を有する樹脂層の分散が小さくなりすぎるため、軸上色収差の補正が過剰になりすぎ好ましくない。また、条件式（6) の上限 40を上回ると、正レンズに対して形成した負の屈折力を有する樹脂層の分散が大きくなりすぎるため、軸上色収差の補正が不十分になり好ましくない。

[0 04 1]

さらに、条件式（5) 、（6 ) は以下の条件式（5— 1 ) 、（6— 1 ) の範囲であることが望ましい。

0. 1≤ t≤ 0. 2 · · · ( 5 - 1 )

3 0≤ v 2 - v l≤ 3 5 · · ■ ( 6 - 1 )

[0 04 2]

条件式（ 5— 1 ) 、（6— 1 ) の範囲内において、正レンズに形成した負の屈折力を有する樹脂層の厚みとアッベ数を最適にでき、軸上色収差の補正をすることができる。

[ 0 0 4 3 ]

以下に、本発明の撮像光学系の実施例 1〜実施例 6について、図面を参照して説明する。各図中、 G 1は第 1 レンズ群、 G 2は第 2 レンズ群、 G 3は第 3 レンズ群、 L 1は第 1 レンズ、 L 2は第 2 レンズ、 L 3は第 3 レンズ、 L 4は第 4レンズ、 Sは開口絞り、 Cはカバーガラス、 Pは像面を示す。

[ 0 0 4 4 ]

図 1は本発明の撮像光学系の実施例 1のレンズ構成図である。

[ 0 0 4 5 ]

実施例 1 の撮像光学系は、図 1 に示すように、物体側より順に、第 1 レンズ群 G 1 と、開口絞り Sと、第 2 レンズ群 G 2 と、第 3 レンズ群 G 3 と、カバ一ガラス Cと、像面 Pと、からなる。

[ 0 0 4 6 ]

物体側から順に、第 1 レンズ群 G 1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ L 1 と両凸正レンズ L 2の接合レンズからなり、第 2レンズ群 G 2は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズ L 3の 1枚からなり、第 3 レンズ群 G 3は、両凹負レンズ L 4の 1枚からなる。

[ 0 0 4 7 ]

実施例 1 の撮像光学系は、図 1に示すように、第 1 レンズ群 G 1は接合面を有する 2枚のレンズからなり、軸上色収差を良好に補正することができている。さらに、接合面は物体側に対して凸面となる形状となっているが、絞りに近い第 2 レンズ L 2に低分散のレンズを配置しているため、倍率色収差の発生を抑えることができている。また、第 4 レンズ L 4物体側面が絞り Sに対してコンセントリックな形状となっており像面湾曲を補正することができ、さらに、軸外光線の入射角及び屈折角が小さいため、非点収差の発生も小さく抑えることができている。また、第 4レンズ L 4 の像側面が軸外で正の屈折力を持つ形状となっており、歪曲収差及び非点収差を良好に補正している。また、第 2レンズ L 2、第 3 レンズ L 3、第 4レンズ L 4は、同一のプラスチックで設計されており、コストを大幅に削減できる。

[0 0 4 8 ]

この実施例 1の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。

[0 0 4 9 ]

図 2は本発明の撮像光学系の実施例 2のレンズ構成図である。

[0 0 5 0]

実施例 2の撮像光学系は、図 1に示すように、物体側より順に、第 1 レンズ群 G 1 と、開口絞り Sと、第 2 レンズ群 G 2 と、第 3 レンズ群 G 3 と、カバ一ガラスと、像面 Pと、からなる。

[0 0 5 1 ]

物体側から順に、第 1 レンズ群 G 1は、両凸正レンズ L 1 と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズ L 2の接合レンズからなり、第 2 レンズ群 G 2は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズ 3の 1枚からなり、第 3 レンズ群 G 3は、両凹負レンズ L 4の 1枚からなる。

[0 0 5 2]

実施例 2の撮像光学系は、図 2に示すように、第 1 レンズ群 G 1は接合面を有する 2枚のレンズからなり、軸上色収差を良好に補正することができている。また、第 4レンズ L 4の物体側面が絞り Sに対してコンセントリックな形状となっており像面湾曲の補正をすることができ、さらに、軸外光線の入射角及び屈折角が小さいため、非点収差の発生も小さく抑えることができている。また、第 4レンズ L 4の像側面が軸外で正の屈折力を持つ形状となっており、歪曲収差及び非点収差を良好に補正している。

[0 0 5 3 ]

この実施例 2の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。

[0 0 5 4]

図 3は本発明の撮像光学系の実施例 3のレンズ構成図である。

[0 0 5 5]

実施例 3の撮像光学系は、図 3に示すように、物体側より順に、第 1 レンズ群 G 1 と、開口絞り Sと、第 2 レンズ群 G 2 と、第 3 レンズ群 G 3 と

、カバーガラス Cと、像面 Pと、からなる。

[0 0 5 6]

物体側から順に、第 1 レンズ群 G 1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ L 1 と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ 2の接合レンズからなり、第 2 レンズ群 G 2は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズ L 3の 1枚からなり、第 3 レンズ群 G 3は、両凹負レンズ L 4の

1枚からなる。

[0 0 5 7 ]

実施例 3の撮像光学系は、図 3に示すように、第 1 レンズ群 G 1は接合面を有する 2枚のレンズからなり、軸上色収差を良好に補正することができている。また、接合面は物体側に対して凸面.となる形状となっているが、絞り Sに近い第 2 レンズ 2に低分散のレンズを配置しているため、倍率色収差の発生を抑えることができる。さらに第 1 レンズ L 1は薄くなつているため、温度 ·湿度の変化による屈折率の影響を受けにくく、光学系の全長も短くすることができている。また、第 4 レンズ L の物体側面が絞り Sに対してコンセントリックな形状となっており像面湾曲の補正をすることができ、さらに、軸外光線の入射角及び屈折角が小さいため、非点収差の発生も小さく抑えることができている。また、第 4レンズ L 4の像側面が軸外で正の屈折力を持つ形状となっており、歪曲収差及び非点収差を良好に補正している。

[0 0 5 8]

この実施例 3の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。

[0 0 5 9 ]

図 4は本発明の撮像光学系の実施例 4のレンズ構成図である。

[0 0 6 0]

実施例 4の撮像光学系は、図 4に示すように、物体側より順に、第 1 レンズ群 G 1 と、開口絞り Sと、第 2 レンズ群 G 2 と、第 3 レンズ群 G 3 と、カバ一ガラス Cと、像面 Pと、からなる。 [0 0 6 1 ]

物体側から順に、第 1 レンズ群 G 1は、両凸正レンズ L 1 と両凹負レンズ L 2の接合レンズからなり、第 2 レンズ群 G 2は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズ L 3の 1枚からなり、第 3 レンズ群 G 3は、両凹負レンズ L 4の 1枚からなる。

[0 0 6 2]

実施例 4の撮像光学系は、図 4に示すように、第 1 レンズ群 G 1は接合面を有する 2枚のレンズからなり、軸上色収差をとることができている。さらに、接合面は球面となっているため、製造コストを削減することができる。また、第 4レンズ L 4の物体側面が絞り Sに対してコンセントリックな形状となっており像面湾曲の補正をすることができ、さらに、軸外光線の入射角及び屈折角が小さいため、非点収差の発生も小さく抑えることができている。また、第 4レンズ L の像側面が軸外で正の屈折力を持つ形状となっており、歪曲収差及び非点収差を良好に補正している。

[0 0 6 3 ]

この実施例 4の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。

[0 0 6 4]

図 5は本発明の撮像光学系の実施例 5のレンズ構成図である。

[0 0 6 5]

実施例 5の撮像光学系は、図 5に示すように、物体側より順に、第 1 レンズ群 G 1 と、開口絞り Sと、第 2 レンズ群 G 2と、第 3 レンズ群 G 3 と、カバーガラス Cと、像面 Pと、からなる。

[0 0 6 6]

物体側から順に、第 1 レンズ群 G 1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ L 1 と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ L 2の接合レンズからなり、第 2 レンズ群 G 2は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズ L 3の 1枚からなり、第 3 レンズ群 G 3は、両凹負レンズ L 4の 1枚からなる。

[0 0 6 7 ] 実施例 5の撮像光学系は、図 5に示すように、第 1 レンズ群 G 1は接合面を有する 2枚のレンズからなり、軸上色収差を良好に補正することができている。さらに、接合面は物体側に対して凸面となる形状となっておいるが、絞り Sに近い第 2 レンズ L 2に低分散のレンズを配置しているため、倍率色収差の発生を抑えることができている。また、第 4レンズ L 4の物体側面が軸外において、実施例 1から 4の撮像レンズに比べて、物体側に対して緩やかな凹面となっている。これにより、軸外主光線及び従属光線の入射角が小さくして像面湾曲、非点収差の発生を小さく抑えているだけでなく、第 4レンズ L 4の製造についても容易にしている。さらに、第 4レンズ L 4の像側面が軸外で正の屈折力を持つ形状となっており、歪曲収差、非点収差を良好に補正している。

[0 0 6 8]

この実施例 5の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。

[0 0 6 9]

図 6は本発明の撮像光学系の実施例 6のレンズ構成図である。

[0 0 7 0]

実施例 6の撮像光学系は、図 6に示すように、物体側より順に、第 1 レンズ群 G 1 と、開口絞り S と、第 2 レンズ群 G 2と、第 3 レンズ群 G 3 と、カバーガラス Cと、像面 Pと、からなる。

[0 0 7 1 ]

物体側から順に、第 1 レンズ群 G 1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ L 1 と両凸正レンズ L 2の接合レンズからなり、第 2 レンズ群 G 2は、両凸正レンズ L 3の 1枚からなり、第 3 レンズ群 G 3は、両凹負レンズ L 4の 1枚からなる。

[0 0 7 2]

実施例 6の撮像光学系は、図 6に示すように、第 1 レンズ群 G 1は接合面を有する 2枚のレンズからなり、軸上色収差を良好に補正することができている。さらに、接合面は物体側に対して凸面となる形状となっているが、絞り Sに近い第 2 レンズ L 2に低分散のレンズを配置しているため、倍率色収差の発生を抑えることができている。また、第 4レンズ L 4の物体側面が絞りに対してコンセントリックな形状となっており像面湾曲の補正をすることができ、さらに、軸外光線の入射角及び屈折角が小さいため、非点収差の発生も小さく抑えることができている。また、第 4レンズ L 4の像側面が軸外で正の屈折力を持つ形状となっており、歪曲収差及び非点収差を良好に補正している。

[0 0 7 3]

この実施例 6の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。

[0 0 7 4]

以下に、実施例 1〜 6の撮像光学系の数値データを示す。また、 f は全系焦点距離、 F n oは Fナンバー、 ωは半画角、 r 1 , r 2 , …は各レンズ面の曲率半径、 d l， d 2 , …は各レンズ面間の間隔、 n d l， n d 2 , …は各レンズの d線の屈折率、ソ d l , リ d 2， …は d線のアッベ数である。

[0 0 7 5]

なお、実施例 1〜 6で用いた回転対称な非球面形状は次式で表される。

Z = (h ²/ r ) / [1 + { 1 一 (K+ 1 ) · ( h / r ) ²} ^{1 /2}]

+ A4X h ⁴ +A6X h ⁶ -l-A8X h ⁸ +A10X h ^{1 0} ただし、 rは、非球面近軸曲率半径

Kは、円錐係数

Ai (i=4, 6, 8, 10) は、 i次の非球面係数

hは、光軸からの高さ

Zは、光軸からの高さ hにおける非球面上の点と非球面の面頂での接平面からの距離

である。

[0 0 7 6]

また、以下の数値データ中で、非球面係数を示す数値は指数表示であり、 Eは 1 0のべき乗を表している（例えば、「E— 0 1」は「 1 0の一 1 乗」を意味する。）。但し、表記のない非球面係数は 0である。また、 * は非球面を表す。

[0 0 7 7 ]

数値実施例 1

単位 mm

¾ 7—夕

面番号 r d η d ソ d

1* 2.3621 0.59 1. 6402 23. 38

2* 1.2371 0.71 1. 5330 55. 69

3* -6.3549 0.1

4 (絞り） ∞ 0.58

5* -5.0002 0.94 1. 5330 55. 69

6* - 0.8292 0.30

了 * - 1.0326 0.40 1. 5330 55. 69

8* 2.0110 0.33

9 0O 0.55 1. 5183 64. 14 10 oo 0.3

像面 oo 非球面テ一夕

第 1面

K=- 1.2096, A4=-l.1504E-02, Α6 = 6.3848E-03, A8= - 1. OOOOE - 03 第 2面

Κ=0.0438, Α4= - 7.9988Ε-02, Α6=- .2619E-02, A8 = 5. OOOOE- 04 第 3面

K=-ll.6497, A4=-2.8651E-02, Α6 2.7355E-04, A8=-6.2060E-04 第 5面

Κ=20.0000, Α4=-7.0905Ε-02, Α6 = 7.8009E-03, A8=-9.3084E-02 οε ·ο ·0ΐ * 8

06 •u Π 9 •ΐ 82 ·0 0690 ·ΐ- Λ

29 ·0 Η80 '卜 *9

\l •OS 988S Ί Π 'ΐ 8Z8S *S

Ζ ·0 οο

I ·0 6

Ί Ό 9^ο 'τ - * 0

•99 •ΐ 16 ·0 0ZS1 ·ι

P p u Ρ I

4;一厘

ΙΠΤΠ ¾南 t [ 8 Z 0 0]

₀ζε ^画 *

一^ s so - aS98 '9 = 0iV ' 0-Ά^ίΖ ·Ι - =8V 'SO- 30000 '8 = 9V ' Ο - 3 SOト^ V '0000 ΌΖ-=1 so-S608 ·6=0ΐν ' 0-30000 'i = 8V '20-30000 'I-=9V '\0-UZ0L ·Ι-= V ' IS

厘第 ·ε-=0ΐν 'C0-3Z669 'S = 8V *T = 9V 'ΐθ- ·ΐ—=^ 'ZI80 =3 厘 9第

9£l78S0/600Zdf/X3d 8Τ 08§9Cl/600Z OAV [ 6 Ζ 0 0]

^画

90-36ε = 0ΙΥ ' 0- 38U0 ·6 - =8V 'SO- 3 00ΐ 'Z = 9V 'ZO-366^ 'ζ→ '86S0 'Ζ Ζ~=1 厘 8镇

^ο-

a 9裟

Z0- 3 60 *Z-=8V 'ZO- 'S-=9V 'Ζΰ-ΆΖ ί ·8-= V ' ZS ΊΖ-J 厘 s第

Z0- U "I-=8V '20-3290^ '卜 9V 0-3 Ϊ86 ·Ι-= V 'Π9Ζ '9-=¾

® ε ¾

80-39^0 *8-=8V '20- 'ΐ- =9V 'Ζ0-3 Π '1= V '9Ζ z εθ-Η ^6 '2-=8V 'SO- 3S9 ΐ - =9V 'Ζ^-Άη^ ·6^ν 'ZIS8 -=1 m τ

οο mm

2 Ό οο 0ΐ · 9S Ό ∞ 6 £ 8S0/600Zd£/L3d ⁶¹ 08S9Cl/600∑: OAV ^o-az8 6 '^=οιν 'go-ass6z ·ΐ- =sv 'zo-aio^o '卜 =9V 'io-ass^8

Ί-=π Ό909 -=1

20-a9oss Ί - =8V - =9v 'io-a^s6i ·ΐ- = v 's^s -z~=i

10- 3 IS ·Ζ- =8V '80-39216 '丄 =9V '20 -謂 6S - = V 'S S 'i =

厘 s第 6 ΐ '卜 8V '80-39998 'I = 9V 'SO- 389 0 ·ΐ- = V '16 S ^-=1

厘 ε第

^0-39 6 - = 8V 'εθ-3ΐ699 = 9ϊ 'εθ-3ΖΟΟΖ ·ΐ- = V 'Z980 "0-=¾ 厘 Τ镇

οο mm

8 ' 0 οο 01

88Ϊ •ΐ SS ' 0 οο 6

02 ' 0 L '90S 0

06 •ΐ 8ε ' 0 ι π '0 - u

0 S 00 'I -

•OS 988S •ΐ U ' ΐ 6^19 '8-

6ΐ ' 0 οο

Π ' 0 89Ζ9 "9 * c

■99 s •ΐ 06 ' 0 2090 Ί Z

'ΐ Οΐ ' 0 06 'ΐ

P P u Ρ j ^暴 s ― 鹿

rain ¾南 f 8£0/600Zdf/X3d OS 08S9fT/600i OAV K=-3.831E+05, A4=-4.8512E-02, A6 = l.0698E-02, A8= - 1.4181E-03, A10 = 5.33 35E-05 各種データ

焦点距離 3.7

Fナンバー 2.8 t

半画角 37°

[0 0 8 0 ]

数値実施例 4

単位 mm 面 ·5—タ

面番号 r d n d ソ d

1* 0, .88 1. 5283 56. 45

2* -3.3387 0. .10 1. 6402 23. 38

3* 10.9103 0, .10

4 (絞り） OO 0. .14

5* - 4.5087 1, .38 1. 5886 30. 21

6* -1.1318 0, .67

7* - 1.1891 0. .38 1. 6412 23. 90

8* 10.2398 0. .30

9 oo 0, .55 1. 5183 64. 14

10 O0 0. .3

像面非 ί 面 —夕

第 1面

K=-l.1608, A4=2.7771E-02, A6 = l.1015E-02, Α8=2.6909Ε-03 SZ '0 oo (am)

SI Ό 0C00 ·90 ΐ

S •9S s ·ι zs "o

n 'SZ ZO 'ΐ ' 0 SSZI ·ι

P A U J 旮暴厘一 ^厘 ram ^南

S『观牽攀凝

[ T 8 0 0]

。zs ^画

8 'I

L -e 獺蕩

o-

= OIV ' O- i '9-=8V '8o-az n ·9 =9V 'Z0 - 3Ϊ968 •e- ： V ' 98S '6l=a 厘鹏 8第 o- 36 =8V 'εο-azsu '卜 =9V •6- 厘第

£0-39021 -Z-=8V 0-398Ζ0 =9V -ΆΖΖ26 •8- a 9第 io-a 8zs 'ΐ-=8ν o-a^8 s ' - =9V 0-3901^ •6-

=9V 'g0-3 ^6Z •8—

厘 ε第 εο-aezu ·6 - =8ν 'ο=9ν 'zo-asos = v '9Ζ6ε ·8卜 = s 2 ^ 8S0/600Zdf/ェ：) d 08S9Cl/600Z OAV 9 *ε 鑭¾ ^蕩一製"^

3 0 'ΐ=ΟΐΥ '20-3 89^ ·ΐ - =8V '80-30000 "8 = 9V '20-3266^ト^ V ' 969 " -=¾ 鹿 8第 90-390

98 - =0IV '£0-3ΐ Ζε =SV 'SO- 36 -9-=9V '20-31869 ' --!^ '1989 '60ΐ-=Μ

20 -

IZ ^Z ·Ζ- =0IV 'Z0 - =8V 'ΖΟ- =9V 0- 3 ·ΐ- V '8Z86 'Ζ~=1

厘 9第

Ϊ0-39Ζ6Ζ 'I-=8V '20-39136 '9 = 9V 'ΖΟ- ·8 -^ V '9010 '6=3 厘 S第 eo-anos ·ε=8ν o-az9^9 - =9V =Ή '90+a6 s

s ε第

Ζ0-33ΐ8^ '1=8V 'Z0-3Z699 'S = 9V Ίθ-3Ζ68 - =W ' 089 ·0=)Ι 厘 Ζ第 0- 36Ζ 'Z = 8V 'S0-a8ZI9 =9V 'ZQ-IQQ → '6 ~=Ι

m ι 一 ^厘翁 #

∞ 厘専} ε Ό οο 01

Η ' 9 28IS 'I 9S Ό ∞ 6

99 '0 S90I "I *8

19 'εε ·ΐ 88 Ό 9S96

\l "0 L Ό- *9

69 " 5 οεεο 'ΐ 10 'ϊ 0 0 *9

9 8S0/600Zdf/ェ：) d 08S9Cl/600Z OAV Fナンバー

半画角

[0 0 8 2 ] 1

数値実施例 6

卓位 mm 面 ·5—夕

面番号 r d n d v d

1* 0.47 1.6402 23.38

2* 0.93 1.5330 55, 69

3* - 5.4343 0.11

4 (絞り） CO 0.40

6* 0.44

- 0.7706 0.38 55.69

8* 417.1172 0.30

9 oo 0.55 1.5183

10 oo 0.3

像面 oo 非球面データ

第 1面

=-2.2343, Α4= -1.8606E-02, A6 = -7.2923E-03, A8=-2.1910E -03 第 2面

02 第 3面

Κ=7.3261, Α4=- -3.7187E-02, A6 = 3 .8951E- 03， A8=4.5930E-04 第 5面 [ S 8 0 0]

( 9 ) ι ·ο Ϊ ·ο ( S ) ε ·ΐ - ζ - ( ε) ο *ι ι ·ΐ ( Ζ )

8 ·0 S ·0 ( I ) 画第

[ 8 0 0]

£ ·ΐ - ι ·ι- ( ε)

0 ·ΐ 8 ·0

8 Ό 6 ·0 ( τ ) τ

[ ε 8 ο ο]

。ζε ^画 *

8 'ι

9 "S wm

9SZ 'い OIV '20-398Ζ '卜 =8V 'SO- 30000 '8 = 9V 'ZO- 36669 "1-=^V ' 0+3 S Ή 厘 8第 εο- LL 'V= 'SO-a^SS 1 = 8V 0-30 -Z-=9V Ί0-36ΐ^9 '卜 V '6S6S 'ΐ - =a

s z第 zo-ao ΐ8 -=0ΐν '20-3ΖΖ8ΐ '2-=8V '20- 'I-=9V Ί0-Η0ΐ89 Ί→Υ '9 8Ϊ "S-=3

S9第

9£ 8S0/600idf/X3d 9Z 08S9f!l/600i ΟΛΧ 条件式実施例 5 実施例 6

( 1 ) 3.3 0.4

( 2 ) 0.2 1.7

( 3 ) -0.8 -1.5

[0 0 8 6 ]

図 7 ~ 1 2は、それぞれ実施例 1〜 6の撮像光学系の収差図を示す。なお、球面収差図、コマ収差図及び倍率色収差図において、実線は C線、点線は d線、一点鎖線は F線に対する各収差量（mm) を表している。非点収差図において、実線 Sはサジタル像面（mm) 、点線 Mはメリジォナル像面（mm) をそれぞれ表している。また、歪曲収差図において、実線は d線に対する歪曲（％) を表している。

産業上の利用可能性

[00 87]

本発明によれば、広角 ·大口径でありながら、軸上、及び軸外における色収差を抑えるとともに、像面湾曲、歪曲収差などの諸収差も良好に補正した小型な撮像光学系を提供することができる。

符号の説明

[0088]

L 1…第 1 レンズ

L 2…第 2 レンズ

L 3…第 3 レンズ

L 4…第 4レンズ

S…絞り

C…カバーガラス

P…像面

Claims

請求の範囲

[請求項 1 ]

物体側より順に正の屈折力を有する第 1 レンズ群、絞り、正の屈折力を有する第 2 レンズ群、負の屈折力を有する第 3 レンズ群で構成され、前記第 1 レンズ群は、第 1 レンズと第 2 レンズからなる接合レンズを有し、

前記第 2 レンズ群は、第 3 レンズを有し、

前記第 3 レンズ群は、第 4レンズを有し、

前記第 3 レンズは、物体側面が軸上及び軸外で物体側に対して凹面であり、像側面が軸上では物体側に対して凸面となっており、軸外で 1つ以上の変曲点を有する非球面であることを特徴とする撮像光学系。

[請求項 2 ]

下記条件式（ 1 ) 、（ 2 ) を満足する請求項 1に記載の撮像光学系。

D 2 /D 1 < 4 · · · ( 1 )

D 2は、前記第 3 レンズの像側面と前記第 4レンズの物体側面間における最高像高の軸外主光線の空気換算長、

R 6は、前記第 3 レンズの像側面の曲率半径、

R 7は、前記第 4レンズの物体側面の曲率半径

である。 [請求項 3 ]

下記条件式（ 3 ) を満足することを特徴とする請求項 1又は 2に記載の撮像光学系。

0. 5 < I H/ e x p < l . 5 · · ·

( 3 ) ただし、

e X pは最大画角の射出瞳位置から像面までの距離、 I Hは像高、

である。 [請求項 4]

下記条件式（ 4 ) を満足することを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれかに記載の撮像光学系。

- 1 0 <A4< 0 , - 1 0 <A6< 0 - - -

(4) ただし、 rは、非球面近軸曲率半径、

Kは、円錐係数、

Ai (i=4, 6, 8, 10) は、 i次の非球面係数、

hは、光軸からの高さ、

また、前記第 4レンズ物体側面の面形状は以下の非球面式で表される。

Z = (h ²/ r ) / [1 + { 1 一 (K+ 1 ) · (h/ r ) " ^{1 / 2}]

+ A4X h ⁴ +A6x h ⁶ +A8X h ⁸ +A10x h ^{1 0}

[請求項 5]

前記接合レンズは、プラスチックでできた前記第 1 レンズに樹脂層である前記第 2 レンズを貼り付けて構成され、

前記第 1 レンズは正レンズであり、

前記樹脂層は下記条件式（ 5 ) を満足すると共に、前記接合レンズは下記条件式（.6 ) を満足することを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれかに記載の撮像光学系。

0. 0 5≤ t≤ 0. 2 · · · ( 5 )

2 0≤ v 2 - v l≤ 4 0 · · · ( 6 ) ただし、 t は、樹脂層の肉厚、

1は、前記樹脂層のアッベ数

ソ 2は、前記第 1 レンズのアッベ数

である。