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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-07
(45)【発行日】2023-03-15
(54)【発明の名称】撮像光学系
(51)【国際特許分類】
G02B 13/00 20060101AFI20230308BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20230308BHJP
【ＦＩ】
G02B13/00
G02B13/18
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019189734
(22)【出願日】2019-10-16
(65)【公開番号】P2021063955
(43)【公開日】2021-04-22
【審査請求日】2022-06-02
(73)【特許権者】
【識別番号】514282552
【氏名又は名称】池森 敬二
(74)【代理人】
【識別番号】100105393
【弁理士】
【氏名又は名称】伏見 直哉
(72)【発明者】
【氏名】池森 敬二
(72)【発明者】
【氏名】張 世遠
【審査官】岡田 弘
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１８７５６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０６６９７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１８００２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０４４３５４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ９／００－１７／０８
Ｇ０２Ｂ ２１／０２－２１／０４
Ｇ０２Ｂ ２５／００－２５／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から像側に配置された、１枚の両面が非球面の正のレンズからなるレンズ群Ａ、１から４枚の両面が非球面のレンズからなり軸外収差を補正するように構成されたレンズ群Ｃ及び１枚の両面が非球面のレンズからなるレンズ群Ｂを備え、開口絞りを該レンズ群Ａのレンズの物体側の面近傍に備えた撮像光学系であって、該レンズ群Ｃの少なくとも１枚のレンズの両面は近軸で平面であり、該レンズ群Ａのレンズの焦点距離をfa、該レンズ群Ｂのレンズの焦点距離をfb、該レンズ群Ｃのレンズの焦点距離をfci（iは１から４までの整数）、全体の焦点距離をfとして、【数1】
【数2】
【数3】
【請求項2】
【数4】
【請求項3】
【数5】
【請求項4】
最大画角の１／２をHFOVとして、【数6】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は収差を抑えた撮像光学系に関する。
【背景技術】
【0002】
球面レンズを使用する撮像光学系では各レンズのパワーを強くすることによって高次収差を発生させ収差を低減することが多い。非球面レンズを使用する従来の撮像光学系においても球面レンズを使用する場合と同様に強いパワーのレンズが多く使用されていた。
【0003】
強いパワーのレンズを使用する場合には、通常感度が高いため高い組立精度が要求されるなど撮像光学系の製造が相対的に困難となる。このように製造上の観点からは弱いパワーのレンズを使用するのが好ましい。また、中心肉厚を薄くできるのでレンズ系全体の小型化が可能となる。
【0004】
しかし、相対的に弱いパワーの非球面レンズを使用して十分に収差を低減することのできる撮像光学系は従来開発されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】JP6256946B
【文献】JP6257080B
【文献】JP6274942B
【文献】JP6355236B
【文献】JP6351171B
【文献】JP5403711B
【文献】JP6410865B
【文献】JP2018-180024A
【文献】JP6534162B
【文献】JP2019-86526A
【文献】US10330894B
【文献】JP6566492B
【文献】US10310229B
【0006】
【文献】テレビジョン学会誌、Vol.42, No.9 (1988),p.938-944,非球面レンズ技術
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
したがって、相対的に弱いパワーの非球面レンズを使用して十分に収差を低減することのできる撮像光学系に対するニーズがある。本発明の課題は、相対的に弱いパワーの非球面レンズを使用して十分に収差を低減することのできる撮像光学系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の第１の態様による撮像光学系は、物体側から像側に配置された、１枚の少なくとも物体側の面が非球面の正のレンズからなるレンズ群Ａ、１から４枚の両面が非球面のレンズからなり軸外収差を補正するように構成されたレンズ群Ｃ及び１枚の両面が非球面のレンズからなるレンズ群Ｂを備え、開口絞りを該レンズ群Ａのレンズの物体側の面近傍に備えた撮像光学系であって、該レンズ群Ｃの少なくとも１枚のレンズの両面は近軸で平面であり、該レンズ群Ａのレンズの焦点距離をfa、該レンズ群Ｂのレンズの焦点距離をfb、該レンズ群Ｃのレンズの焦点距離をfci（iは１から４までの整数）、全体の焦点距離をfとして、
を満たす。
【数1】
【数2】
【数3】
【0009】
本態様によれば、レンズ群Ｃのレンズの光軸付近のパワーを弱くすることにより、レンズ群Ａ及びレンズ群Ｂの中心部の機能と、レンズ群Ｃの軸外収差を補正する機能とを分離し、レンズ群Ｃのレンズの周辺部のパワーによって軸外収差を効率的に補正することができる。また、レンズ群Ｃのパワーを弱くするとレンズ群Ｂのパワーも弱くすることができる。このように、本態様の撮像光学系によれば、相対的に弱いパワーの非球面レンズを使用して十分に収差を低減することができる。
【0010】
本発明の第１の態様の第１の実施形態の撮像光学系は、
をさらに満たす。
【数4】
【0011】
本発明の第１の態様の第２の実施形態の撮像光学系は、
をさらに満たす。
【数5】
【0012】
本発明の第１の態様の第３の実施形態の撮像光学系は、最大画角の１／２をHFOVとして、
を満たす。
【数6】
【0013】
本発明の第２の態様による撮像光学系は、物体側から像側に配置された、１枚の少なくとも物体側の面が非球面の正のレンズ及び１枚の少なくとも一つの面が非球面の負のレンズからなり、全体で正の屈折力を有するレンズ群Ａ、１から３枚の両面が非球面のレンズからなり軸外収差を補正するように構成されたレンズ群Ｃ及び１枚の両面が非球面のレンズからなるレンズ群Ｂを備え、開口絞りを該レンズ群Ａの物体側のレンズの物体側の面近傍に備えた撮像光学系であって、該レンズ群Ｃの少なくとも１枚のレンズの両面は近軸で平面であり、該レンズ群Ａの各レンズの焦点距離をfai（iは１及び２）、該レンズ群Ｂのレンズの焦点距離をfb、該レンズ群Ｃの各レンズの焦点距離をfci（iは１から３までの整数）、全体の焦点距離をf、該レンズ群Ａの正のレンズのアッベ数をVa1、該レンズ群Ａの負のレンズのアッベ数をVa2、該レンズ群Ａの正のレンズと負のレンズとの間隔をdAとして、
を満たす。
【数7】
【数8】
【数9】
【数10】
【数11】
【0014】
本態様によれば、レンズ群Ｃのレンズの光軸付近のパワーを弱くすることにより、レンズ群Ａ及びレンズ群Ｂの中心部の機能と、レンズ群Ｃの軸外収差を補正する機能とを分離し、レンズ群Ｃのレンズの周辺部のパワーによって軸外収差を効率的に補正することができる。また、レンズ群Ｃのパワーを弱くするとレンズ群Ｂのパワーも弱くすることができる。さらに、レンズ群Ａをアッベ数の異なる正のレンズと負のレンズで構成することにより、軸上色収差を厳密に補正することができる。このように、本態様の撮像光学系によれば、相対的に弱いパワーの非球面レンズを使用して十分に収差を低減することができる。
【0015】
本発明の第２の態様の第１の実施形態の撮像光学系は、
をさらに満たす。
【数12】
【0016】
本発明の第２の態様の第２の実施形態の撮像光学系は、
をさらに満たす。
【数13】
【0017】
本発明の第２の態様の第３の実施形態の撮像光学系は、
をさらに満たす。
【数14】
【0018】
本発明の第２の態様の第４の実施形態の撮像光学系は、最大画角の１／２をHFOVとして、
を満たす。
【数15】
【0019】
本発明の第２の態様の第５の実施形態の撮像光学系は、各レンズの両面が非球面である。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】実施例１の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図2】球面収差を示す図である。
【図3】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図4】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【図5】実施例２の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図6】球面収差を示す図である。
【図7】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図8】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【図9】実施例３の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図10】球面収差を示す図である。
【図11】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図12】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【図13】実施例４の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図14】球面収差を示す図である。
【図15】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図16】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【図17】実施例５の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図18】球面収差を示す図である。
【図19】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図20】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【図21】実施例６の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図22】球面収差を示す図である。
【図23】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図24】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【図25】実施例７の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図26】球面収差を示す図である。
【図27】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図28】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【図29】実施例８の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図30】球面収差を示す図である。
【図31】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図32】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【図33】実施例９の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図34】球面収差を示す図である。
【図35】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図36】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【図37】実施例１０の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図38】球面収差を示す図である。
【図39】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図40】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【図41】実施例１１の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図42】球面収差を示す図である。
【図43】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図44】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【図45】実施例１２の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図46】球面収差を示す図である。
【図47】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図48】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【図49】参考例１の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図50】球面収差を示す図である。
【図51】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図52】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【図53】参考例２の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図54】球面収差を示す図である。
【図55】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図56】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【図57】参考例３の撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図58】球面収差を示す図である。
【図59】587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。
【図60】587.5618ナノメータの波長の光線の歪曲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明の実施形態の撮像光学系は、物体側から像側に配置された、１枚または２枚のレンズからなるレンズ群Ａ、１から４枚のレンズからなり軸外収差を補正するように構成されたレンズ群Ｃ及び１枚のレンズからなるレンズ群Ｂを備える。開口絞りはレンズ群Ａの最も物体側のレンズの物体側の面近傍にある。各レンズの各面は非球面であり、レンズ群Ｃの少なくとも１枚のレンズの両面は近軸で平面である。
【0022】
レンズ群Ａ及びレンズ群Ｂによって焦点距離及びバックフォーカスを定める。したがって、レンズ群Bのパワーは正、負、及びゼロのいずれの場合もある。
【0023】
球面収差はレンズ群Ａの非球面を有する１枚の正のレンズで補正することができる。軸上色収差を厳密に補正するにはレンズ群Ａをアッベ数の異なる正のレンズと負のレンズで構成すればよい。ここで正のレンズとは近軸で正の焦点距離を有するレンズを意味し、負のレンズとは近軸で負の焦点距離を有するレンズを意味する。
【0024】
非点収差、歪曲などの軸外収差はレンズ群Ｃによって補正する。レンズ群Ｃは、両面が近軸で平面であり、非球面で周辺部にパワーを持ったレンズを含む。ここで、パワーとは焦点距離の逆数である。レンズ群Ｃのレンズの光軸付近のパワーは弱い方がよい。光軸付近のパワーが強いと、焦点距離、バックフォーカス及び軸上収差への影響が大きくなる。レンズ群Ｃのレンズの光軸付近のパワーを弱くすることにより、レンズ群Ａ及びレンズ群Ｂの中心部の機能と、レンズ群Ｃの軸外収差を補正する機能とを分離することができる。レンズ群Ｃのレンズの周辺部のパワーによって軸外収差を効率的に補正することができる。
【0025】
レンズ群Ｃのパワーを弱くするとレンズ群Ｂのパワーも弱くすることができる。レンズ群Ｂの１枚のレンズの周辺部のパワーを強くして軸外収差をさらに補正することができる。このときレンズ群Bのレンズの周辺部では軸外収差の補正に寄与しているが、レンズ群Bだけでは、低い軸外像高から高い軸外像高までの収差を均等に補正するのは、困難である。たとえば、レンズ群Aとレンズ群Bだけの構成で軸外収差が高度に補正された例は見ない。そのため、低い軸外像高から高い軸外像高までの軸外収差を均等に補正するには、レンズ群Cが必要である。
【0026】
本発明の実施例を以下に説明する。実施例の各レンズの各面は以下の式で表せる。
ｚは各面と光軸との交点を基準とする光軸方向の座標を表す。像側が正である。ｈは光軸からの距離を表す。Ｒは曲率半径、ｋはコーニック定数を表す。Ａ４－Ａ１４は非球面係数を表す。本明細書において別途説明がない場合に長さの単位はミリメータである。
【数16】
【0027】
実施例１
図１は実施例１の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された４枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ１０１、像側凸の負のメニスカスレンズ１０３、両面が近軸で平面である非球面レンズ１０５、物体側凸の負のメニスカスレンズレンズ１０７及び赤外線カットフィルタ１０９を含む。上記の４枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１１の数字が付されている。レンズ１０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１２で示される。
図１は実施例１の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された４枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ１０１、像側凸の負のメニスカスレンズ１０３、両面が近軸で平面である非球面レンズ１０５、物体側凸の負のメニスカスレンズレンズ１０７及び赤外線カットフィルタ１０９を含む。上記の４枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１１の数字が付されている。レンズ１０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１２で示される。
【0028】
本実施例においてレンズ群Ａはレンズ１０１及びレンズ１０３からなり、レンズ群Ｃはレンズ１０５からなり、レンズ群Ｂはレンズ１０７からなる。
【0029】
表１は実施例１の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 2.57、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.2、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 35（度）である。表１において４枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐４として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。開口絞りの「-0.173」は、開口絞りがレンズ１０１の物体側の面の頂点から像側に存在し、上記の頂点から開口絞りまでの光軸方向の距離が0.173であることを意味する。
【0030】
表１及び以下の表において「Plano」は平面を意味し「Infinity」は曲率半径または距離が無限大であることを意味する。また、曲率半径が無限大は、平面を意味する。
【表1】
【0031】
表２はレンズ１０１、レンズ１０３、レンズ１０５及びレンズ１０７の面２‐９の非球面係数を表す表である。
【表2】
【0032】
図２は球面収差を示す図である。図２の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図２の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図２において実線は587.5618ナノメータの波長の光線（ｄ線）、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線（Ｆ線）、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線（Ｃ線）を示す。
【0033】
図３は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図３の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図３の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図３の実線はサジタル平面の場合を示し、図３の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0034】
【0035】
実施例２
図５は実施例２の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された５枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ２０１、負の両凹レンズ２０３、両面が近軸で平面である非球面レンズ２０５、両面が近軸で平面である非球面レンズ２０７、物体側凸の負のメニスカスレンズ２０９及び赤外線カットフィルタ２１１を含む。上記の５枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１３の数字が付されている。レンズ２０１の物体の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１４で示される。
図５は実施例２の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された５枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ２０１、負の両凹レンズ２０３、両面が近軸で平面である非球面レンズ２０５、両面が近軸で平面である非球面レンズ２０７、物体側凸の負のメニスカスレンズ２０９及び赤外線カットフィルタ２１１を含む。上記の５枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１３の数字が付されている。レンズ２０１の物体の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１４で示される。
【0036】
本実施例においてレンズ群Ａはレンズ２０１及びレンズ２０３からなり、レンズ群Ｃはレンズ２０５及びレンズ２０７からなり、レンズ群Ｂはレンズ２０９からなる。
【0037】
表３は実施例２の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 3.45、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.2、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 40（度）である。表３において５枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐５として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。開口絞りの「-0.167」は、開口絞りがレンズ２０１の物体側の面の頂点から像側に存在し、上記の頂点から開口絞りまでの光軸方向の距離が0.167であることを意味する。
【表3】
【0038】
表４はレンズ２０１、レンズ２０３、レンズ２０５、レンズ２０７及びレンズ２０９の面２‐１１の非球面係数を表す表である。
【表4】
【0039】
図６は球面収差を示す図である。図６の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図６の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図６において実線は587.5618ナノメータの波長の光線、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線を示す。
【0040】
図７は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図７の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図７の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図７の実線はサジタル平面の場合を示し、図７の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0041】
【0042】
実施例３
図９は実施例３の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された５枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ３０１、負の両凹レンズ３０３、像側凸の正のメニスカスレンズ３０５、両面が近軸で平面である非球面レンズ３０７、物体側凸の負のメニスカスレンズ３０９及び赤外線カットフィルタ３１１を含む。上記の５枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１３の数字が付されている。レンズ３０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１４で示される。
図９は実施例３の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された５枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ３０１、負の両凹レンズ３０３、像側凸の正のメニスカスレンズ３０５、両面が近軸で平面である非球面レンズ３０７、物体側凸の負のメニスカスレンズ３０９及び赤外線カットフィルタ３１１を含む。上記の５枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１３の数字が付されている。レンズ３０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１４で示される。
【0043】
本実施例においてレンズ群Ａはレンズ３０１及びレンズ３０３からなり、レンズ群Ｃはレンズ３０５及びレンズ３０７からなり、レンズ群Ｂはレンズ３０９からなる。
【0044】
表５は実施例３の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 3.45、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.2、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 40（度）である。表５において５枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐５として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。開口絞りの「-0.155」は、開口絞りがレンズ３０１の物体側の面の頂点から像側に存在し、上記の頂点から開口絞りまでの光軸方向の距離が0.155であることを意味する。
【表5】
【0045】
表６はレンズ３０１、レンズ３０３、レンズ３０５、レンズ３０７及びレンズ３０９の面２‐１１の非球面係数を表す表である。
【表6】
【0046】
図１０は球面収差を示す図である。図１０の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図１０の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図１０において実線は587.5618ナノメータの波長の光線、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線を示す。
【0047】
図１１は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図１１の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図１１の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図１１の実線はサジタル平面の場合を示し、図１１の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0048】
【0049】
実施例４
図１３は実施例４の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された６枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ４０１、物体側凸の負のメニスカスレンズ４０３、両面が近軸で平面である非球面レンズ４０５、両面が近軸で平面である非球面レンズ４０７、両面が近軸で平面である非球面レンズ４０９、物体側凸の負のメニスカスレンズ４１１及び赤外線カットフィルタ４１３を含む。上記の６枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１５の数字が付されている。レンズ４０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１６で示される。
図１３は実施例４の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された６枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ４０１、物体側凸の負のメニスカスレンズ４０３、両面が近軸で平面である非球面レンズ４０５、両面が近軸で平面である非球面レンズ４０７、両面が近軸で平面である非球面レンズ４０９、物体側凸の負のメニスカスレンズ４１１及び赤外線カットフィルタ４１３を含む。上記の６枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１５の数字が付されている。レンズ４０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１６で示される。
【0050】
本実施例においてレンズ群Ａはレンズ４０１及びレンズ４０３からなり、レンズ群Ｃはレンズ４０５、４０７及びレンズ４０９からなり、レンズ群Ｂはレンズ４１１からなる。
【0051】
表７は実施例４の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 3.87、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.0、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 40（度）である。表７において６枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐６として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。開口絞りの「-0.251」は、開口絞りがレンズ４０１の物体側の面の頂点から像側に存在し、上記の頂点から開口絞りまでの光軸方向の距離が0.251であることを意味する。
【表7】
【0052】
表８はレンズ４０１、レンズ４０３、レンズ４０５、レンズ４０７、レンズ４０９及びレンズ４１１の面２‐１３の非球面係数を表す表である。
【表8】
【0053】
図１４は球面収差を示す図である。図１４の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図１４の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図１４において実線は587.5618ナノメータの波長の光線、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線を示す。
【0054】
図１５は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図１５の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図１５の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図１５の実線はサジタル平面の場合を示し、図１５の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0055】
【0056】
実施例５
図１７は実施例５の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された６枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ５０１、負の両凹レンズ５０３、像側凸の負のメニスカスレンズ５０５、両面が近軸で平面である非球面レンズ５０７、両面が近軸で平面である非球面レンズ５０９、物体側凸の負のメニスカスレンズ５１１及び赤外線カットフィルタ５１３を含む。上記の６枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１５の数字が付されている。レンズ５０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１６で示される。
図１７は実施例５の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された６枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ５０１、負の両凹レンズ５０３、像側凸の負のメニスカスレンズ５０５、両面が近軸で平面である非球面レンズ５０７、両面が近軸で平面である非球面レンズ５０９、物体側凸の負のメニスカスレンズ５１１及び赤外線カットフィルタ５１３を含む。上記の６枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１５の数字が付されている。レンズ５０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１６で示される。
【0057】
本実施例においてレンズ群Ａはレンズ５０１及びレンズ５０３からなり、レンズ群Ｃはレンズ５０５、５０７及びレンズ５０９からなり、レンズ群Ｂはレンズ５１１からなる。
【0058】
表９は実施例５の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 3.86、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.0、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 40（度）である。表９において６枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐６として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。開口絞りの「-0.315」は、開口絞りがレンズ５０１の物体側の面の頂点から像側に存在し、上記の頂点から開口絞りまでの光軸方向の距離が0.315であることを意味する。
【表9】
【0059】
表１０はレンズ５０１、レンズ５０３、レンズ５０５、レンズ５０７、レンズ５０９及びレンズ５１１の面２‐１３の非球面係数を表す表である。
【表10】
【0060】
図１８は球面収差を示す図である。図１８の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図１８の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図１８において実線は587.5618ナノメータの波長の光線、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線を示す。
【0061】
図１９は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図１９の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図１９の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図１９の実線はサジタル平面の場合を示し、図１９の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0062】
【0063】
実施例６
図２１は実施例６の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された６枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ６０１、負の両凹レンズ６０３、像側凸の負のメニスカスレンズ６０５、像側凸の正のメニスカスレンズ６０７、両面が近軸で平面である非球面レンズ６０９、物体側凸の負のメニスカスレンズ６１１及び赤外線カットフィルタ６１３を含む。上記の６枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１５の数字が付されている。レンズ６０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１６で示される。
図２１は実施例６の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された６枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ６０１、負の両凹レンズ６０３、像側凸の負のメニスカスレンズ６０５、像側凸の正のメニスカスレンズ６０７、両面が近軸で平面である非球面レンズ６０９、物体側凸の負のメニスカスレンズ６１１及び赤外線カットフィルタ６１３を含む。上記の６枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１５の数字が付されている。レンズ６０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１６で示される。
【0064】
本実施例においてレンズ群Ａはレンズ６０１及びレンズ６０３からなり、レンズ群Ｃはレンズ６０５、レンズ６０７及びレンズ６０９からなり、レンズ群Ｂはレンズ６１１からなる。
【0065】
表１１は実施例６の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 3.86、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.0、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 40（度）である。表１１において６枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐６として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。開口絞りの「-0.232」は、開口絞りがレンズ６０１の物体側の面の頂点から像側に存在し、上記の頂点から開口絞りまでの光軸方向の距離が0. 232であることを意味する。
【表11】
【0066】
表１２はレンズ６０１、レンズ６０３、レンズ６０５、レンズ６０７、レンズ６０９及びレンズ６１１の面２‐１３の非球面係数を表す表である。
【表12】
【0067】
図２２は球面収差を示す図である。図２２の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図２２の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図２２において実線は587.5618ナノメータの波長の光線、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線を示す。
【0068】
図２３は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図２３の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図２３の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図２３の実線はサジタル平面の場合を示し、図２３の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0069】
【0070】
実施例７
図２５は実施例７の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された３枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ７０１、両面が近軸で平面である非球面レンズ７０３、物体側凸の正のメニスカスレンズ７０５及び赤外線カットフィルタ７０７を含む。上記の３枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から９の数字が付されている。レンズ７０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１０で示される。
図２５は実施例７の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された３枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ７０１、両面が近軸で平面である非球面レンズ７０３、物体側凸の正のメニスカスレンズ７０５及び赤外線カットフィルタ７０７を含む。上記の３枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から９の数字が付されている。レンズ７０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１０で示される。
【0071】
本実施例においてレンズ群Ａはレンズ７０１２からなり、レンズ群Ｃはレンズ７０３からなり、レンズ群Ｂはレンズ７０５からなる。
【0072】
表１３は実施例７の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 2.06、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.4、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 35（度）である。表１３において３枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐３として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。開口絞りの「-0.109」は、開口絞りがレンズ７０１の物体側の面の頂点から像側に存在し、上記の頂点から開口絞りまでの光軸方向の距離が0.109であることを意味する。
【表13】
【0073】
表１４はレンズ７０１、レンズ７０３及びレンズ７０５の面２‐７の非球面係数を表す表である。
【表14】
【0074】
図２６は球面収差を示す図である。図２６の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図２６の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図２６において実線は587.5618ナノメータの波長の光線、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線を示す。
【0075】
図２７は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図２７の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図２７の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図２７の実線はサジタル平面の場合を示し、図２７の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0076】
【0077】
実施例８
図２９は実施例８の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された４枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ８０１、両面が近軸で平面である非球面レンズ８０３、両面が近軸で平面である非球面レンズ８０５、物体側凸の負のメニスカスレンズ８０７及び赤外線カットフィルタ８０９を含む。上記の４枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１１の数字が付されている。レンズ８０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１２で示される。
図２９は実施例８の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された４枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ８０１、両面が近軸で平面である非球面レンズ８０３、両面が近軸で平面である非球面レンズ８０５、物体側凸の負のメニスカスレンズ８０７及び赤外線カットフィルタ８０９を含む。上記の４枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１１の数字が付されている。レンズ８０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１２で示される。
【0078】
本実施例においてレンズ群Ａはレンズ８０１からなり、レンズ群Ｃはレンズ８０３及びレンズ８０５からなり、レンズ群Ｂはレンズ８０７からなる。
【0079】
表１５は実施例８の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 2.58、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.2、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 35（度）である。表１５において４枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐４として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。開口絞りの「-0.181」は、開口絞りがレンズ８０１の物体側の面の頂点から像側に存在し、上記の頂点から開口絞りまでの光軸方向の距離が0.181であることを意味する。
【表15】
【0080】
表１６はレンズ８０１、レンズ８０３、レンズ８０５及びレンズ８０７の面２‐９の非球面係数を表す表である。
【表16】
【0081】
図３０は球面収差を示す図である。図３０の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図３０の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図３０において実線は587.5618ナノメータの波長の光線、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線を示す。
【0082】
図３１は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図３１の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図３１の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図３１の実線はサジタル平面の場合を示し、図３１の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0083】
【0084】
実施例９
図３３は実施例９の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された４枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ９０１、両面が近軸で平面である非球面レンズ９０３、像側凸の正のメニスカスレンズ９０５、物体側凸の負のメニスカスレンズ９０７及び赤外線カットフィルタ９０９を含む。上記の４枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１１の数字が付されている。レンズ９０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１２で示される。
図３３は実施例９の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された４枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ９０１、両面が近軸で平面である非球面レンズ９０３、像側凸の正のメニスカスレンズ９０５、物体側凸の負のメニスカスレンズ９０７及び赤外線カットフィルタ９０９を含む。上記の４枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１１の数字が付されている。レンズ９０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１２で示される。
【0085】
本実施例においてレンズ群Ａはレンズ９０１からなり、レンズ群Ｃはレンズ９０３及びレンズ９０５からなり、レンズ群Ｂはレンズ９０７からなる。
【0086】
表１７は実施例９の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 2.30、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.2、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 38（度）である。表１７において４枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐４として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。開口絞りの「-0.118」は、開口絞りがレンズ９０１の物体側の面の頂点から像側に存在し、上記の頂点から開口絞りまでの光軸方向の距離が0.118であることを意味する。
【表17】
【0087】
表１８はレンズ９０１、レンズ９０３、レンズ９０５及びレンズ９０７の面２‐９の非球面係数を表す表である。
【表18】
【0088】
図３４は球面収差を示す図である。図３４の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図３４の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図３４において実線は587.5618ナノメータの波長の光線、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線を示す。
【0089】
図３５は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図３５の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図３５の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図３５の実線はサジタル平面の場合を示し、図３５の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0090】
【0091】
実施例１０
図３７は実施例１０の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された６枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ１００１、両面が近軸で平面である非球面レンズ１００３、両面が近軸で平面である非球面レンズ１００５、両面が近軸で平面である非球面レンズ１００７、両面が近軸で平面である非球面レンズ１００９、物体側凸の正のメニスカスレンズ１０１１及び赤外線カットフィルタ１０１３を含む。上記の６枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１５の数字が付されている。レンズ１００１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１６で示される。
図３７は実施例１０の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された６枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ１００１、両面が近軸で平面である非球面レンズ１００３、両面が近軸で平面である非球面レンズ１００５、両面が近軸で平面である非球面レンズ１００７、両面が近軸で平面である非球面レンズ１００９、物体側凸の正のメニスカスレンズ１０１１及び赤外線カットフィルタ１０１３を含む。上記の６枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１５の数字が付されている。レンズ１００１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１６で示される。
【0092】
本実施例においてレンズ群Ａはレンズ１００１からなり、レンズ群Ｃはレンズ１００３、レンズ１００５、レンズ１００７及びレンズ１００９からなり、レンズ群Ｂはレンズ１０１１からなる。
【0093】
表１９は実施例１０の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 3.85、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.0、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 40（度）である。表１９において６枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐６として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。開口絞りの「-0.113」は、開口絞りがレンズ１００１の物体側の面の頂点から像側に存在し、上記の頂点から開口絞りまでの光軸方向の距離が0.113であることを意味する。
【表19】
【0094】
表２０はレンズ１００１、レンズ１００３、レンズ１００５、レンズ１００７、レンズ１００９及びレンズ１０１１の面２‐１３の非球面係数を表す表である。
【表20】
【0095】
図３８は球面収差を示す図である。図３８の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図３８の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図３８において実線は587.5618ナノメータの波長の光線、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線を示す。
【0096】
図３９は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図３９の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図３９の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図３９の実線はサジタル平面の場合を示し、図３９の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0097】
【0098】
実施例１１
図４１は実施例１１の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された５枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ１１０１、両面が近軸で平面である非球面レンズ１１０３、両面が近軸で平面である非球面レンズ１１０５、両面が近軸で平面である非球面レンズ１１０７、物体側凸の負のメニスカスレンズ１１０９及び赤外線カットフィルタ１１１１を含む。上記の5枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１３の数字が付されている。レンズ１１０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１４で示される。
図４１は実施例１１の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された５枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ１１０１、両面が近軸で平面である非球面レンズ１１０３、両面が近軸で平面である非球面レンズ１１０５、両面が近軸で平面である非球面レンズ１１０７、物体側凸の負のメニスカスレンズ１１０９及び赤外線カットフィルタ１１１１を含む。上記の5枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１３の数字が付されている。レンズ１１０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１４で示される。
【0099】
本実施例においてレンズ群Ａはレンズ１１０１からなり、レンズ群Ｃはレンズ１１０３、レンズ１１０５及びレンズ１００７からなり、レンズ群Ｂはレンズ１１０９からなる。
【0100】
表２１は実施例１１の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 3.47、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.2、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 40（度）である。表２１において５枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐５として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。開口絞りの「-0.120」は、開口絞りがレンズ１１０１の物体側の面の頂点から像側に存在し、上記の頂点から開口絞りまでの光軸方向の距離が0.120であることを意味する。
【表21】
【0101】
表２２はレンズ１１０１、レンズ１１０３、レンズ１１０５、レンズ１１０７及びレンズ１１０９の面２‐１１の非球面係数を表す表である。
【表22】
【0102】
図４２は球面収差を示す図である。図４２の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図４２の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図４２において実線は587.5618ナノメータの波長の光線、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線を示す。
【0103】
図４３は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図４３の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図４３の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図４３の実線はサジタル平面の場合を示し、図４３の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0104】
【0105】
実施例１２
図４５は実施例１２の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された５枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ１２０１、両面が近軸で平面である非球面レンズ１２０３、両面が近軸で平面である非球面レンズ１２０５、像側凸の正のメニスカスレンズ１２０７、物体側凸の負のメニスカスレンズ１２０９及び赤外線カットフィルタ１２１１を含む。上記の５枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１３の数字が付されている。レンズ１２０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１４で示される。
図４５は実施例１２の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された５枚のレンズ、物体側凸の正のメニスカスレンズ１２０１、両面が近軸で平面である非球面レンズ１２０３、両面が近軸で平面である非球面レンズ１２０５、像側凸の正のメニスカスレンズ１２０７、物体側凸の負のメニスカスレンズ１２０９及び赤外線カットフィルタ１２１１を含む。上記の５枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には２から１３の数字が付されている。レンズ１２０１の物体側の面近傍に備わる開口絞りは１で示される。像面は１４で示される。
【0106】
本実施例においてレンズ群Ａはレンズ物体側凸の正のメニスカスレンズ１２０１からなり、レンズ群Ｃはレンズ１２０３、レンズ１２０５及びレンズ１２０７からなり、レンズ群Ｂはレンズ１２０９からなる。
【0107】
表２３は実施例１２の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 3.48、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.2、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 40（度）である。表２３において５枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐５として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。開口絞りの「-0.136」は、開口絞りがレンズ１２０１の物体側の面の頂点から像側に存在し、上記の頂点から開口絞りまでの光軸方向の距離が0.136であることを意味する。
【表23】
【0108】
表２４はレンズ１２０１、レンズ１２０３、レンズ１２０５、レンズ１２０７及びレンズ１２０９の面２‐１１の非球面係数を表す表である。
【表24】
【0109】
図４６は球面収差を示す図である。図４６の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図４６の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図４６において実線は587.5618ナノメータの波長の光線、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線を示す。
【0110】
図４７は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図４７の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図４７の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図４７の実線はサジタル平面の場合を示し、図４７の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0111】
【0112】
参考例１
図４９は参考例１の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された３枚のレンズ、物体側凸の負のメニスカスレンズ１３０１、正の両凸レンズ１３０３、両面が近軸で平面である非球面レンズ１３０５及び赤外線カットフィルタ１３０７を含む。上記の３枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には１，２及び４から９の数字が付されている。レンズ１３０１及びレンズ１３０３の間に備わる開口絞りは３で示される。像面は１０で示される。
図４９は参考例１の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された３枚のレンズ、物体側凸の負のメニスカスレンズ１３０１、正の両凸レンズ１３０３、両面が近軸で平面である非球面レンズ１３０５及び赤外線カットフィルタ１３０７を含む。上記の３枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には１，２及び４から９の数字が付されている。レンズ１３０１及びレンズ１３０３の間に備わる開口絞りは３で示される。像面は１０で示される。
【0113】
表２５は参考例１の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 0.87、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.8、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 65（度）である。表２５において３枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐３として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。
【表25】
【0114】
表２６はレンズ１３０１、レンズ１３０３及びレンズ１３０５の面１，２及び４－７の非球面係数を表す表である。
【表26】
【0115】
図５０は球面収差を示す図である。図５０の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図５０の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図５０において実線は587.5618ナノメータの波長の光線、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線を示す。
【0116】
図５１は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図５１の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図５１の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図５１の実線はサジタル平面の場合を示し、図５１の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0117】
【0118】
参考例２
図５３参考例２の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された３枚のレンズ、物体側凸の負のメニスカスレンズ１４０１、両面が近軸で平面である非球面レンズ１４０３、正の両凸レンズ１４０５及び赤外線カットフィルタ１４０７を含む。上記の３枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には１，２及び４から９の数字が付されている。レンズ１４０１及びレンズ１４０３の間に備わる開口絞りは３で示される。像面は１０で示される。
図５３参考例２の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された３枚のレンズ、物体側凸の負のメニスカスレンズ１４０１、両面が近軸で平面である非球面レンズ１４０３、正の両凸レンズ１４０５及び赤外線カットフィルタ１４０７を含む。上記の３枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には１，２及び４から９の数字が付されている。レンズ１４０１及びレンズ１４０３の間に備わる開口絞りは３で示される。像面は１０で示される。
【0119】
表２７は参考例２の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 1.07、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.8、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 65（度）である。表２７において３枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐３として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。
【表27】
【0120】
表２８はレンズ１４０１、レンズ１４０３及びレンズ１４０５の面１，２及び４－７の非球面係数を表す表である。
【表28】
【0121】
図５４は球面収差を示す図である。図５４の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図５４の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図５４において実線は587.5618ナノメータの波長の光線、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線を示す。
【0122】
図５５は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図５５の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図５５の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図５５の実線はサジタル平面の場合を示し、図５５の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0123】
【0124】
参考例３
図５７は参考例３の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された３枚のレンズ、両面が近軸で平面である非球面レンズ１５０１、物体側凸の正のメニスカスレンズ１５０３、両凹レンズ１５０５及び赤外線カットフィルタ１５０７を含む。上記の３枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には１，２及び４から９の数字が付されている。レンズ１５０１及びレンズ１５０３の間に備わる開口絞りは３で示される。像面は１０で示される。
図５７は参考例３の撮像光学系の概略構成を示す図である。撮像光学系は物体側から像側に配置された３枚のレンズ、両面が近軸で平面である非球面レンズ１５０１、物体側凸の正のメニスカスレンズ１５０３、両凹レンズ１５０５及び赤外線カットフィルタ１５０７を含む。上記の３枚のレンズ及びフィルタの物体側及び像側の面には１，２及び４から９の数字が付されている。レンズ１５０１及びレンズ１５０３の間に備わる開口絞りは３で示される。像面は１０で示される。
【0125】
表２９は参考例３の撮像光学系の光学配置（数値、材料）及び焦点距離を示す表である。撮像光学系全体の焦点距離ｆはf = 2.08、エフナンバーＦｎｏはFno = 2.4、最大画角の１/２を表すHFOVはHFOV = 35（度）である。表２９において３枚のレンズは物体側から順にレンズ１‐３として示される。「厚または間隔」は光学素子の厚さ、または光学素子及び像面の間の間隔を示す。
【表29】
【0126】
表３０はレンズ１５０１、レンズ１５０３及びレンズ１５０５の面１，２及び４－７の非球面係数を表す表である。
【表30】
【0127】
図５８は球面収差を示す図である。図５８の横軸は撮像光学系に入射した光軸に平行な光線が光軸と交わる位置を示す。図５８の縦軸は上記の光線の、開口絞りの半径で規格化した光軸からの距離を示す。すなわち、縦軸の１は開口絞りの半径を表す。図５８において実線は587.5618ナノメータの波長の光線、一点鎖線は486.1327ナノメータの波長の光線、二点鎖線は656.2725ナノメータの波長の光線を示す。
【0128】
図５９は587.5618ナノメータの波長の光線の非点収差を示す図である。図５９の横軸は焦点の光軸方向の位置を示す。図５９の縦軸は上記の焦点の光軸からの距離を示す。図５９の実線はサジタル平面の場合を示し、図５９の破線はタンジェンシャル平面の場合を示す。
【0129】
【0130】
実施例の特徴
表３１及び表３２は実施例１‐１２の特徴をまとめた表である。
表３１及び表３２は実施例１‐１２の特徴をまとめた表である。
【表31】
【0131】
表３１において、Ｐは正のレンズを指し、Ｎは負のレンズを指し、ＮＡは両面が近軸で平面のレンズを指す。f1,2はレンズ群Ａの２枚のレンズの合成焦点距離を示す。表３５の第３－５列はそれぞれレンズ群Ｃの各レンズの屈折力の和、レンズ群Ａの各レンズの屈折力の和及びレンズ群Ｂのレンズの屈折力を示すデータであり、後に示す式（１）及び（２）の項に対応する。表３１の第６列はレンズ群Ａ、レンズ群Ｂ及びレンズ群Ｃの各レンズの屈折力の和を示すデータであり、後に示す式（３）の項に対応する。表３１の第８列はレンズ群Ａの正のレンズと負のレンズとの間隔dAと全体の焦点距離fとの比であり、後に示す式（５）の項に対応する。
【表32】
【0132】
表３２においてHFOVは最大画角の１／２を示す。像高をhとすると以下の関係が成立する。
【数17】
【0133】
実施例１‐６は、物体側から像側に配置された、１枚の正のレンズ及び１枚の負のレンズからなり、全体で正の屈折力を有するレンズ群Ａ、１から３枚のレンズからなり軸外収差を補正するように構成されたレンズ群Ｃ及び１枚のレンズからなるレンズ群Ｂを備え、開口絞りをレンズ群Ａの物体側のレンズの物体側の面近傍に備えた撮像光学系である。実施例１のレンズ群Ｃは１枚のレンズからなる。実施例２‐３のレンズ群Ｃは２枚のレンズからなる。実施例４‐６のレンズ群Ｃは３枚のレンズからなる。実施例１-６のレンズ群Ｃの少なくとも１枚のレンズの両面は近軸で平面である。実施例１-６の各レンズの両面は非球面である。
【0134】
レンズ群Ａの各レンズの焦点距離をfai（iは１及び２）、レンズ群Ｂのレンズの焦点距離をfb、該レンズ群Ｃの各レンズの焦点距離をfci（iは１から３までの整数）、全体の焦点距離をf、該レンズ群Ａの正のレンズのアッベ数をVa1、該レンズ群Ａの負のレンズのアッベ数をVa2、該レンズ群Ａの正のレンズと負のレンズとの間隔をdAとして、実施例１‐６は、
を満たす。また、レンズ群Ａの２枚のレンズの合成焦点距離は正であり、レンズ群Ａは全体で正の屈折力を有する。
【数18】
【数19】
【数20】
【数21】
【数22】
【0135】
実施例１‐６は、
をさらに満たす。
【数23】
【0136】
実施例１-５は、
をさらに満たす。
【数24】
【0137】
実施例２－６は、
をさらに満たす。
【数25】
【0138】
実施例１-６は、最大画角の１／２をHFOVとして、
を満たす。
【数26】
【0139】
実施例７-１２は、物体側から像側に配置された、１枚の正のレンズからなるレンズ群Ａ、１から４枚のレンズからなり軸外収差を補正するように構成されたレンズ群Ｃ及び１枚のレンズからなるレンズ群Ｂを備え、開口絞りをレンズ群Ａのレンズの物体側の面近傍に備えた撮像光学系である。実施例７のレンズ群Ｃは１枚のレンズからなる。実施例８‐９のレンズ群Ｃは２枚のレンズからなる。実施例１０のレンズ群Ｃは４枚のレンズからなる。実施例１１‐１２のレンズ群Ｃは３枚のレンズからなる。実施例７-１２のレンズ群Ｃの少なくとも１枚のレンズの両面は近軸で平面である。実施例７－１２の各レンズの両面は非球面である。
【0140】
レンズ群Ａのレンズの焦点距離をfa、レンズ群Ｂのレンズの焦点距離をfb、レンズ群Ｃのレンズの焦点距離をfci（iは１から４までの整数）、全体の焦点距離をfとして、実施例７-１２は、
を満たす。
【数27】
【数28】
【数29】
【0141】
実施例７‐１２は
をさらに満たす。
【数30】
【0142】
実施例７-１１は、
をさらに満たす。
【数31】
【0143】
実施例７-１２は、最大画角の１／２をHFOVとして、
を満たす。
【数32】
【0144】
特許文献１‐１２に記載された撮像光学系は式（１）を満たさず、式（３）または式（３）’’も満たさない。特許文献１３に記載された撮像光学系はレンズ群Ａの構成が異なり、式（３）または式（３）’’を満たさない。
【0145】
実施例１‐１２のＦ線からＣ線の波長の光線の球面収差曲線の位置の光軸方向の範囲は全体の焦点距離の５％以下であり、ほとんどの実施例で２％以下である。
【0146】
実施例１‐１２の非点収差の収差図におけるタンジェンシャル面及びサジタル面の曲線の位置の光軸方向の範囲は全体の焦点距離の５％以下であり、ほとんどの実施例で２％以下である。
【0147】
実施例１‐１２の歪曲は０－２％の範囲であり、ほとんどの実施例で０‐１％の範囲である。
【0148】
このように軸外収差は主にレンズ群Ｃによって十分に低減されている。
【0149】
参考例の特徴
表３３は参考例の特徴をまとめた表である。
表３３は参考例の特徴をまとめた表である。
【表33】
【0150】
表３３において、Ｐは正のレンズを指し、Ｎは負のレンズを指し、ＮＡは両面が近軸で平面のレンズを指す。表の第３列は後に示すレンズの焦点距離に関する式の値を示す。ｆは全体の焦点距離を示し、HFOVは最大画角の１／２を示す。
【0151】
参考例１の３枚のレンズは物体側から負のレンズ、正のレンズ及び両面が近軸で平面のレンズである。参考例２の３枚のレンズは物体側から負のレンズ、両面が近軸で平面のレンズ及び正のレンズである。参考例１及び２の撮像光学系は広角用である。
【0152】
参考例３の３枚のレンズは物体側から両面が近軸で平面のレンズ、正のレンズ及び負のレンズである。
【0153】
参考例の撮像光学系のレンズは３枚であり、各レンズの両面は非球面である。３枚のレンズのうちの１枚は軸外収差を補正するように構成された両面が近軸で平面のレンズである。他の２枚のレンズの少なくとも１枚は正のレンズであり、該２枚のレンズで焦点距離及びバックフォーカスを決定する。開口絞りは最も物体側のレンズと最も物体側のレンズに隣接するレンズとの間に存在する。最も物体側のレンズは負のレンズまたは両面が近軸で平面のレンズである。
【0154】
両面が近軸で平面のレンズは、開口絞りと離れているため、軸外収差の補正に好ましい。
【0155】
物体側から１，２及び３番目のレンズの焦点距離をそれぞれｆ１、ｆ２及びｆ３とし、全体の焦点距離をfで表すと参考例１－３は以下の式を満たす。
【数33】
【数34】
【0156】
開口絞りの物体側にレンズが存在する場合、レンズ枚数が少ないと、軸外収差の補正で非点収差と歪曲が異なる符号の方向に補正されるので、マイナス側へ歪曲フリーの仕様に適する。また、軸上収差の球面収差の補正は、開口絞りの物体側前方と後方の両方のレンズで補正することになり、素直な補正が困難になりやすいので、エフナンバーＦｎｏは比較的大きい。参考例１及び２のエフナンバーＦｎｏは２．８、参考例３のエフナンバーＦｎｏは２．４である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【図58】
【図59】
【図60】