2022-57186 光学系及び撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022057186

(43)【公開日】2022-04-11

(54)【発明の名称】光学系及び撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/04 20060101AFI20220404BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20220404BHJP

【ＦＩ】

G02B13/04 D

G02B13/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020165299

(22)【出願日】2020-09-30

(71)【出願人】

【識別番号】000001225

【氏名又は名称】日本電産コパル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109896

【弁理士】

【氏名又は名称】森 友宏

(72)【発明者】

【氏名】上田 翔大

(72)【発明者】

【氏名】荒井 克哉

【テーマコード（参考）】

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H087KA01

2H087LA03

2H087NA03

2H087NA08

2H087PA03

2H087PA17

2H087PB03

2H087QA02

2H087QA07

2H087QA17

2H087QA21

2H087QA25

2H087QA34

2H087QA41

2H087QA46

2H087RA04

2H087RA05

2H087RA12

2H087RA13

2H087RA32

2H087RA42

2H087RA43

2H087UA01

(57)【要約】

【課題】温度変化に対する解像度の変化が少なく、温度耐性の高い光学系を提供する。
【解決手段】光学系４は、正の屈折力を有する第１レンズ１０と、絞り１５と、負の屈折力を有する第２レンズ２０と、負の屈折力を有する第３レンズ３０とを備える。光軸Ｐに沿って対象物Ｂ側から像面Ｓ側に向けて、第１レンズ１０、絞り１５、第２レンズ２０、及び第３レンズ３０が順番に配置される。第１レンズ１０の少なくとも一方のレンズ面は非球面である。第３レンズ３０の少なくとも一方のレンズ面は非球面である。第１レンズ１０の焦点距離をｆ₁、第２レンズ２０と第３レンズ３０との合成焦点距離をｆ₂₃とすると、｜ｆ₁／ｆ₂₃｜＜２．３を満たす。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光軸に沿って対象物側から像面側に向けて順番に配置された、
正の屈折力を有する第１のレンズ部と、
絞りと、
負の屈折力を有する第２のレンズ部と、
負の屈折力を有する第３のレンズ部と
を備え、
前記第１のレンズ部の少なくとも一方のレンズ面は非球面であり、
前記第３のレンズ部の少なくとも一方のレンズ面は非球面であり、
前記第１のレンズ部の焦点距離をｆ₁、前記第２のレンズ部と前記第３のレンズ部との合成焦点距離をｆ₂₃とすると、
｜ｆ₁／ｆ₂₃｜＜２．３
を満たす、光学系。

【請求項2】

前記第２のレンズ部の焦点距離をｆ₂、前記第３のレンズ部の焦点距離をｆ₃とすると、
０．９＜｜ｆ₂／ｆ₃｜＜２．１
を満たす、請求項１に記載の光学系。

【請求項3】

前記第１のレンズ部の前記対象物に最も近いレンズ面から前記光軸に沿って前記絞りに至るまでの距離をＤ_Sとすると、
Ｄ_S＞８ｍｍ
を満たす、請求項１又は２に記載の光学系。

【請求項4】

上記第２のレンズ部の屈折率は、上記第１のレンズ部及び上記第３のレンズ部の屈折率よりも高い、請求項１から３のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載の光学系と、
上記像面に配置された撮像素子と
を備える撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学系及び撮像装置に係り、特に温度変化の大きい環境において使用される光学系に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、自動運転や安全支援のために自車から対象物までの距離を測定するセンサが自動車に組み込まれることが多くなっている。このようなセンサとして、例えば赤外光やレーザ光を対象物に照射して対象物から反射した光を検出することで対象物までの距離を測定するＴＯＦ（Time of Flight）カメラが知られている。

【0003】

このようなＴＯＦカメラによる測定精度を高めるためには、光軸の中心から周辺部に至るまで高い解像度で撮像できる光学系が求められる。また、このような光学系は温度変化の大きい環境に設置されることが多いため、温度変化に対してレンズ性能が大きく変化しないことも要求される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－００２２５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、温度変化に対する解像度の変化が少なく、温度耐性の高い光学系及びそのような光学系を備えた撮像装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様によれば、温度変化に対する解像度の変化が少なく、温度耐性の高い光学系が提供される。この光学系は、正の屈折力を有する第１のレンズ部と、絞りと、負の屈折力を有する第２のレンズ部と、負の屈折力を有する第３のレンズ部とを備える。光軸に沿って対象物側から像面側に向けて、上記第１のレンズ部、上記絞り、上記第２のレンズ部、及び上記第３のレンズ部が順番に配置される。上記第１のレンズ部の少なくとも一方のレンズ面は非球面である。上記第３のレンズ部の少なくとも一方のレンズ面は非球面である。上記第１のレンズ部の焦点距離をｆ₁、上記第２のレンズ部と上記第３のレンズ部との合成焦点距離をｆ₂₃とすると、｜ｆ₁／ｆ₂₃｜＜２．３を満たす。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本発明の一実施形態における撮像装置の構成を示す模式図である。

【図2A】図２Ａは、本発明の第１の実施例における光学系の－４０℃における画角に対するＭＴＦを示すグラフである。

【図2B】図２Ｂは、本発明の第１の実施例における光学系の０℃における画角に対するＭＴＦを示すグラフである。

【図2C】図２Ｃは、本発明の第１の実施例における光学系の２５℃における画角に対するＭＴＦを示すグラフである。

【図2D】図２Ｄは、本発明の第１の実施例における光学系の５５℃における画角に対するＭＴＦを示すグラフである。

【図2E】図２Ｅは、本発明の第１の実施例における光学系の１０５℃における画角に対するＭＴＦを示すグラフである。

【図3A】図３Ａは、本発明の第２の実施例における光学系の－４０℃における画角に対するＭＴＦを示すグラフである。

【図3B】図３Ｂは、本発明の第２の実施例における光学系の０℃における画角に対するＭＴＦを示すグラフである。

【図3C】図３Ｃは、本発明の第２の実施例における光学系の２５℃における画角に対するＭＴＦを示すグラフである。

【図3D】図３Ｄは、本発明の第２の実施例における光学系の５５℃における画角に対するＭＴＦを示すグラフである。

【図3E】図３Ｅは、本発明の第２の実施例における光学系の１０５℃における画角に対するＭＴＦを示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明に係る光学系及び撮像装置の実施形態について図１から図３Ｅを参照して詳細に説明する。図１から図３Ｅにおいて、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図１から図３Ｅにおいては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。以下の説明では、特に言及がない場合には、「第１」や「第２」などの用語は、構成要素を互いに区別するために使用されているだけであり、特定の順位や順番を表すものではない。

【0009】

図１は、本発明の一実施形態における撮像装置１の構成を示す模式図である。図１に示すように、撮像装置１は、ケーシング２と、ベース板３と、ケーシング２とベース板３との間に収容された光学系４と、ベース板３上に配置された撮像素子５とを備えている。撮像素子５は、光学系４の像面Ｓに配置されている。なお、本実施形態の撮像装置１は、例えば９４０ｎｍの波長の赤外光を検出するように構成されているが、撮像装置１により検出する光の波長はこれに限られるものではない。

【0010】

光学系４は、正の屈折力を有する第１レンズ１０（第１のレンズ部）と、絞り１５と、負の屈折率を有する第２レンズ２０（第２のレンズ部）と、負の屈折率を有する第３レンズ３０（第３のレンズ部）と、所定の周波数帯域の光（例えば赤外光）を透過させるバンドパスフィルタ４０と、バンドパスフィルタ４０と撮像素子５との間に配置されたスライドガラス５０とを含んでいる。第１レンズ１０、絞り１５、第２レンズ２０、第３レンズ３０、バンドパスフィルタ４０、及びスライドガラス５０が、光軸Ｐに沿って対象物（被写体）Ｂ側から像面Ｓ側に向けて順番に配置されている。なお、本明細書においては、光軸Ｐに沿って対象物Ｂ側を「前方」、像面Ｓ側を「後方」と定義する。

【0011】

第１レンズ１０は例えばプラスチックにより形成されている。第１レンズ１０の前方レンズ面１０Ａは対象物Ｂ側に凸であり、後方レンズ面１０Ｂは像面Ｓ側に凹であることが好ましい。第１レンズ１０の前方レンズ面１０Ａ及び後方レンズ面１０Ｂの少なくとも一方は非球面で構成されている。

【0012】

第２レンズ２０は例えばガラスにより形成されており、第１レンズ１０及び第３レンズ３０よりも高い屈折率を有することが好ましい。また、第２レンズ２０の前方レンズ面２０Ａは対象物Ｂ側に凸であり、後方レンズ面２０Ｂは像面Ｓ側に凹であることが好ましい。

【0013】

第３レンズ３０は例えばプラスチックにより形成されている。第３レンズ３０の前方レンズ面３０Ａは対象物Ｂ側に凸であり、後方レンズ面３０Ｂは像面Ｓ側に凹であることが好ましい。第３レンズ３０の前方レンズ面３０Ａ及び後方レンズ面３０Ｂの少なくとも一方は非球面で構成されている。

【0014】

ここで、第１レンズ１０の焦点距離をｆ₁、第２レンズ２０と第３レンズ３０との合成焦点距離をｆ₂₃とすると、光学系４は以下の式（１）を満たしている。
｜ｆ₁／ｆ₂₃｜＜２．３ ・・・（１）

【0015】

また、第２レンズ２０の焦点距離をｆ₂、第３レンズ３０の焦点距離をｆ₃とすると、光学系４は以下の式（２）を満たしていることが好ましい。
０．９＜｜ｆ₂／ｆ₃｜＜２．１ ・・・（２）

【0016】

さらに、第１レンズ１０の前方レンズ面１０Ａから光軸Ｐに沿って絞り１５に至るまでの距離をＤ_Sとすると、光学系４は以下の式（３）を満たしていることが好ましい。
Ｄ_S＞８ｍｍ ・・・（３）

【0017】

上述したパラメータにより構成される光学系４によれば、正の屈折力を有する第１レンズ１０と負の屈折力を有する第３レンズ３０を有しているので、温度変化による屈折力の変化を第１レンズ１０と第３レンズ３０との間で打ち消すことができ、光学系４全体として温度変化による特性の変化を低減することができる。また、正の屈折力を有する第１レンズ１０と負の屈折力を有する第３レンズ３０との間に配置された比較的屈折率の高い第２レンズ２０が収差を補正する役割を有するので、第１レンズ１０と第３レンズ３０の屈折力を低減することができ、結果として光学系４全体として温度変化による特性の変化を低減することができる。

【0018】

上述した実施形態では、第１のレンズ部を１枚の第１レンズ１０で構成し、第２のレンズ部を１枚の第２レンズ２０で構成し、第３のレンズ部を１枚の第３レンズ３０で構成しているが、第１のレンズ部、第２のレンズ部、及び第３のレンズ部をそれぞれ複数枚のレンズで構成してもよい。

【0019】

なお、上述した第１レンズ１０及び第３レンズ３０のレンズ面が非球面で構成される場合、この非球面のプロファイルは、以下の式（４）により表される。

【数1】

ここで、ｙは光軸Ｐに垂直な方向の高さ、Ｚ（ｙ）は高さｙにおける非球面の頂点の接平面から非球面に至るまでの光軸Ｐと平行な方向における距離（サグ量）、Ｃは非球面の頂点における曲率、κは円錐定数、Ａ_nはｎ次の非球面係数である。

【実施例0020】

本発明の第１の実施例として以下のようなパラメータを有する光学系を用意し、その特性を分析した。
＜仕様諸元＞
レンズ全系の焦点距離ｆ＝２．７８ｍｍ
Ｆ値＝１．９６
視野対角（画角）＝１２６°
像高＝４．０３ｍｍ
レンズ全長＝１７．４１ｍｍ
バックフォーカス＝４．２５ｍｍ

【0021】

＜光軸Ｐ上のレンズ面の曲率半径＞
第１レンズ１０の前方レンズ面１０Ａ：５０．０ｍｍ（非球面）
第１レンズ１０の後方レンズ面１０Ｂ：３．９１０ｍｍ（非球面）
第２レンズ２０の前方レンズ面２０Ａ：４．５１３ｍｍ
第２レンズ２０の後方レンズ面２０Ｂ：１０．０２３ｍｍ
第３レンズ３０の前方レンズ面３０Ａ：１６．１２７ｍｍ（非球面）
第３レンズ３０の後方レンズ面３０Ｂ：－４．３８２ｍｍ（非球面）

【0022】

＜光軸Ｐ上の厚さ又は間隔＞
第１レンズ１０の厚さＤ₁＝１．９８ｍｍ
第１レンズ１０と絞り１５との間の間隔Ｄ_1F＝６．５８ｍｍ
絞り１５と第２レンズ２０との間の間隔Ｄ_F2＝０．１０ｍｍ
第２レンズ２０の厚さＤ₂＝１．４３ｍｍ
第２レンズ２０と第３レンズ３０との間の間隔Ｄ₂₃＝１．２８ｍｍ
第３レンズ３０の厚さＤ₃＝１．７８ｍｍ
第３レンズ３０とバンドパスフィルタ４０との間の間隔Ｄ_3B＝０．４０ｍｍ
バンドパスフィルタ４０の厚さＤ_B＝０．５０ｍｍ
バンドパスフィルタ４０とスライドガラス５０との間の間隔Ｄ_BG＝２．８１ｍｍ
スライドガラス５０の厚さＤ_G＝０．４０ｍｍ
スライドガラス５０と像面Ｓとの間の間隔Ｄ_GS＝０．１４ｍｍ

【0023】

＜ｄ線に対する屈折率＞
第１レンズ１０の屈折率Ｎ_d1＝１．６３６
第２レンズ２０の屈折率Ｎ_d2＝１．９５４
第３レンズ３０の屈折率Ｎ_d3＝１．６３６
バンドパスフィルタ４０の屈折率Ｎ_dB＝１．５１６
スライドガラス５０の屈折率Ｎ_dG＝１．５１６

【0024】

＜アッベ数＞
第１レンズ１０のアッベ数ν₁＝２４．０
第２レンズ２０のアッベ数ν₂＝３２．３
第３レンズ３０のアッベ数ν₃＝２４．０
バンドパスフィルタ４０のアッベ数ν_B＝２４．０
スライドガラス５０のアッベ数ν_G＝２４．０

【0025】

＜焦点距離＞
第１レンズ１０の焦点距離ｆ₁＝－６．７９ｍｍ
第２レンズ２０の焦点距離ｆ₂＝７．６４ｍｍ
第３レンズ３０の焦点距離ｆ₃＝５．６１ｍｍ
第１レンズ１０と第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ₁₂＝９．９８ｍｍ
第２レンズ２０と第３レンズ３０の合成焦点距離ｆ₂₃＝４．３３ｍｍ

【0026】

＜非球面データ＞
第１レンズ１０の前方レンズ面１０Ａ：
κ＝０
Ａ₄＝８．１３６０８９×１０^-5
Ａ₆＝３．２９５７１３×１０^-6
Ａ₈＝－６．５９７１３９×１０^-8
Ａ₁₀＝０
Ａ₁₂＝０
第１レンズ１０の後方レンズ面１０Ｂ：
κ＝－６．６０４４６４×１０^-1
Ａ₄＝２．５０１４３８×１０^-3
Ａ₆＝－４．０４４９６４×１０^-4
Ａ₈＝３．８６４０１９×１０^-5
Ａ₁₀＝－１．２８５４３５×１０^-6
Ａ₁₂＝０
第３レンズ３０の前方レンズ面３０Ａ：
κ＝０
Ａ₄＝－５．１６６６３５×１０^-3
Ａ₆＝１．７４７１９９×１０^-3
Ａ₈＝－３．２３３２１０×１０^-4
Ａ₁₀＝２．０２１３５２×１０^-5
Ａ₁₂＝０
第３レンズ３０の後方レンズ面３０Ｂ：
κ＝－４．１１４９７１×１０^-1
Ａ₄＝２．６３２５２０×１０^-3
Ａ₆＝５．６５９４０４×１０^-4
Ａ₈＝１．２４８９８９×１０^-4
Ａ₁₀＝－１．４５４５４３×１０^-5
Ａ₁₂＝０

【0027】

ここで、上記式（１）～（３）について検討する。
ａ）｜ｆ₁／ｆ₂₃｜＝１．５６８＜２．３であるから式（１）を満たしている。
ｂ）０．９＜｜ｆ₂／ｆ₃｜＝１．３６２＜２．１であるから式（２）を満たしている。
ｃ）Ｄ_S＝Ｄ₁＋Ｄ_1F＝８．５６ｍｍ＞８ｍｍであるから式（３）を満たしている。
このように、第１の実施例における光学系は上記式（１）～（３）をすべて満たしている。

【0028】

この第１の実施例における光学系について、画角に対するＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を複数の異なる温度で算出した結果を図２Ａから図２Ｅに示す。図２Ａは－４０℃、図２Ｂは０℃、図２Ｃは２５℃、図２Ｄは５５℃、図２Ｅは１０５℃での算出結果を示している。

【0029】

光学系が通常使用されることを想定されているのは２５℃であるため、－４０℃、０℃、５５℃、及び１０５℃でのＭＴＦが、２５℃でのＭＴＦに対してどの程度変化しているかを算出した。その結果を表１から表４に示す。表１は－４０℃でのＭＴＦの変化率、表２は０℃でのＭＴＦの変化率、表３は５５℃でのＭＴＦの変化率、表４は１０５℃でのＭＴＦの変化率を示している。

【0030】

【表1】

【0031】

【表2】

【0032】

【表3】

【0033】

【表4】

【0034】

表１から表４からわかるように、第１の実施例の光学系では、－４０℃、０℃、５５℃、及び１０５℃のいずれの温度においても、光軸の中心から周辺部まで２５℃のＭＴＦに対して１０％未満の変化率となっている。したがって、第１の実施例の光学系は、温度変化による解像度の変化が少なく、温度耐性が高い光学系であることがわかる。

【実施例0035】

本発明の第２の実施例として以下のようなパラメータを有する光学系を用意し、その特性を分析した。
＜仕様諸元＞
レンズ全系の焦点距離ｆ＝２．４２ｍｍ
Ｆ値＝１．６８
視野対角（画角）＝１２６°
像高＝４．１４ｍｍ
レンズ全長＝１７．１６ｍｍ
バックフォーカス＝３．５４ｍｍ

【0036】

＜光軸Ｐ上のレンズ面の曲率半径＞
第１レンズ１０の前方レンズ面１０Ａ：８．７２４ｍｍ（非球面）
第１レンズ１０の後方レンズ面１０Ｂ：３．０４２ｍｍ（非球面）
第２レンズ２０の前方レンズ面２０Ａ：５．２１８ｍｍ
第２レンズ２０の後方レンズ面２０Ｂ：１４．５８８ｍｍ
第３レンズ３０の前方レンズ面３０Ａ：１１．４９８ｍｍ（非球面）
第３レンズ３０の後方レンズ面３０Ｂ：－３．８５９ｍｍ（非球面）

【0037】

＜光軸Ｐ上の厚さ又は間隔＞
第１レンズ１０の厚さＤ₁＝０．５０ｍｍ
第１レンズ１０と絞り１５との間の間隔Ｄ_1F＝７．７６ｍｍ
絞り１５と第２レンズ２０との間の間隔Ｄ_F2＝０．１１ｍｍ
第２レンズ２０の厚さＤ₂＝１．９４ｍｍ
第２レンズ２０と第３レンズ３０との間の間隔Ｄ₂₃＝１．３８ｍｍ
第３レンズ３０の厚さＤ₃＝１．９３ｍｍ
第３レンズ３０とバンドパスフィルタ４０との間の間隔Ｄ_3B＝０．４０ｍｍ
バンドパスフィルタ４０の厚さＤ_B＝０．５０ｍｍ
バンドパスフィルタ４０とスライドガラス５０との間の間隔Ｄ_BG＝２．１０ｍｍ
スライドガラス５０の厚さＤ_G＝０．４０ｍｍ
スライドガラス５０と像面Ｓとの間の間隔Ｄ_GS＝０．１４ｍｍ

【0038】

＜ｄ線に対する屈折率＞
第１レンズ１０の屈折率Ｎ_d1＝１．６３６
第２レンズ２０の屈折率Ｎ_d2＝１．９５４
第３レンズ３０の屈折率Ｎ_d3＝１．６３６
バンドパスフィルタ４０の屈折率Ｎ_dB＝１．５１６
スライドガラス５０の屈折率Ｎ_dG＝１．５１６

【0039】

＜アッベ数＞
第１レンズ１０のアッベ数ν₁＝２４．０
第２レンズ２０のアッベ数ν₂＝３２．３
第３レンズ３０のアッベ数ν₃＝２４．０
バンドパスフィルタ４０のアッベ数ν_B＝２４．０
スライドガラス５０のアッベ数ν_G＝２４．０

【0040】

＜焦点距離＞
第１レンズ１０の焦点距離ｆ₁＝－７．６１ｍｍ
第２レンズ２０の焦点距離ｆ₂＝７．７３ｍｍ
第３レンズ３０の焦点距離ｆ₃＝４．７８ｍｍ
第１レンズ１０と第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ₁₂＝８．３２ｍｍ
第２レンズ２０と第３レンズ３０の合成焦点距離ｆ₂₃＝４．２０ｍｍ

【0041】

＜非球面データ＞
第１レンズ１０の前方レンズ面１０Ａ：
κ＝０
Ａ₄＝－４．５１００９７×１０^-4
Ａ₆＝－１．１７７３８０×１０^-5
Ａ₈＝８．０８６３１０×１０^-8
Ａ₁₀＝０
Ａ₁₂＝０
第１レンズ１０の後方レンズ面１０Ｂ：
κ＝－７．０８２２０６×１０^-1
Ａ₄＝２．５０６０４７×１０^-3
Ａ₆＝－２．６８８６９７×１０^-4
Ａ₈＝１．１３３７９４×１０^-5
Ａ₁₀＝－７．８４６２３５×１０^-7
Ａ₁₂＝１．７０４０８０×１０^-8
第３レンズ３０の前方レンズ面３０Ａ：
κ＝０
Ａ₄＝－１．０５５６９２×１０^-2
Ａ₆＝３．５０３４５２×１０^-3
Ａ₈＝－５．１６７９０５×１０^-4
Ａ₁₀＝２．５３６０３０×１０^-5
Ａ₁₂＝０
第３レンズ３０の後方レンズ面３０Ｂ：
κ＝０
Ａ₄＝５．４２９８９６×１０^-4
Ａ₆＝１．８４７２５７×１０^-3
Ａ₈＝－９．０５７３１５×１０^-5
Ａ₁₀＝０
Ａ₁₂＝０

【0042】

ここで、上記式（１）～（３）について検討する。
ａ）｜ｆ₁／ｆ₂₃｜＝１．８１２＜２．３であるから式（１）を満たしている。
ｂ）０．９＜｜ｆ₂／ｆ₃｜＝１．６１７＜２．１であるから式（２）を満たしている。
ｃ）Ｄ_S＝Ｄ₁＋Ｄ_1F＝８．２６ｍｍ＞８ｍｍであるから式（３）を満たしている。
このように、第２の実施例における光学系は上記式（１）～（３）をすべて満たしている。

【0043】

この第２の実施例における光学系について、画角に対するＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を複数の異なる温度で算出した結果を図３Ａから図３Ｅに示す。図３Ａは－４０℃、図３Ｂは０℃、図３Ｃは２５℃、図３Ｄは５５℃、図３Ｅは１０５℃での算出結果を示している。

【0044】

光学系が通常使用されることを想定されているのは２５℃であるため、－４０℃、０℃、５５℃、及び１０５℃でのＭＴＦが、２５℃でのＭＴＦに対してどの程度変化しているかを算出した。その結果を表５から表８に示す。表５は－４０℃でのＭＴＦの変化率、表６は０℃でのＭＴＦの変化率、表７は５５℃でのＭＴＦの変化率、表８は１０５℃でのＭＴＦの変化率を示している。

【0045】

【表5】

【0046】

【表6】

【0047】

【表7】

【0048】

【表8】

【0049】

表５から表８からわかるように、第２の実施例の光学系では、－４０℃、０℃、５５℃、及び１０５℃のいずれの温度においても、光軸の中心から周辺部まで２５℃のＭＴＦに対して１０％未満の変化率となっている。したがって、第２の実施例の光学系は、温度変化による解像度の変化が少なく、温度耐性が高い光学系であることがわかる。

【0050】

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

【0051】

以上述べたように、本発明の第１の態様によれば、温度変化に対する解像度の変化が少なく、温度耐性の高い光学系が提供される。この光学系は、正の屈折力を有する第１のレンズ部と、絞りと、負の屈折力を有する第２のレンズ部と、負の屈折力を有する第３のレンズ部とを備える。光軸に沿って対象物側から像面側に向けて、上記第１のレンズ部、上記絞り、上記第２のレンズ部、及び上記第３のレンズ部が順番に配置される。上記第１のレンズ部の少なくとも一方のレンズ面は非球面である。上記第３のレンズ部の少なくとも一方のレンズ面は非球面である。上記第１のレンズ部の焦点距離をｆ₁、上記第２のレンズ部と上記第３のレンズ部との合成焦点距離をｆ₂₃とすると、｜ｆ₁／ｆ₂₃｜＜２．３を満たす。

【0052】

このような光学系は、正の屈折力を有する第１のレンズ部と負の屈折力を有する第３のレンズ部とを有しているので、温度変化による屈折力の変化を第１のレンズ部と第３のレンズ部との間で打ち消すことができ、光学系全体として温度変化による特性の変化を低減することができる。したがって、温度変化による解像度の変化が少なく、温度耐性が高い光学系が実現される。

【0053】

上記第２のレンズ部の焦点距離をｆ₂、上記第３のレンズ部の焦点距離をｆ₃とすると、０．９＜｜ｆ₂／ｆ₃｜＜２．１を満たすことが好ましい。上記第１のレンズ部の上記物体に最も近いレンズ面から上記光軸に沿って上記絞りに至るまでの距離をＤ_Sとすると、Ｄ_S＞８ｍｍを満たすことが好ましい。上記第２のレンズ部の屈折率は、上記第１のレンズ部及び上記第３のレンズ部の屈折率よりも高いことが好ましい。

【0054】

本発明の第２の態様によれば、上述した光学系と、上記像面に配置された撮像素子とを備える撮像装置が提供される。