(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】2024-11-08
(45)【発行日】2024-11-18
(54)【発明の名称】光学系および撮像装置
(51)【国際特許分類】
G02B 13/04 20060101AFI20241111BHJP
G02B 13/00 20060101ALI20241111BHJP
【ＦＩ】
G02B13/04
G02B13/00
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2022013869
(22)【出願日】2022-02-01
(65)【公開番号】P2023112233
(43)【公開日】2023-08-14
【審査請求日】2023-11-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110412
【弁理士】
【氏名又は名称】藤元 亮輔
(74)【代理人】
【識別番号】100104628
【弁理士】
【氏名又は名称】水本 敦也
(74)【代理人】
【識別番号】100121614
【弁理士】
【氏名又は名称】平山 倫也
(72)【発明者】
【氏名】小林 優真
【審査官】瀬戸 息吹
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－２５１２１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－３０１０４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０１７７６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１２／１６０９８３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００８１１５４（ＵＳ，Ａ１）
(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】
物体側から像側へ順に配置された第１ユニットと第２ユニットと第３ユニットとからなる光学系であって、前記第１ユニットは、第１基板と、該第１基板の物体側に配置された第１レンズと、該第１基板の像側に配置された負のパワーの第２レンズとを有し、
前記第２ユニットは、第２基板と、該第２基板の物体側または像側に配置された正のパワーの第３レンズとを有し、
前記第３ユニットは、第３基板と、該第３基板の物体側または像側に配置された正のパワーの第４レンズとを有し、
前記第１レンズの光軸上、有効半径の７割、有効半径の９割の位置における曲率半径をそれぞれｒ０、ｒ７、ｒ９、前記光学系の焦点距離をｆ、前記第１レンズの焦点距離をｆ１とするとき、
－１．０００≦ｆ×（１／ｒ９－１／ｒ０）≦０．７００
－１．０００≦ｆ×（１／ｒ７－１／ｒ０）≦０．６００
０．００≦｜ｆ／ｆ１｜≦０．５０
なる条件式の少なくとも一方を満足することを特徴とする光学系。
【請求項2】
前記第１レンズのｄ線を基準としたアッベ数をνｄ１、前記第２レンズのｄ線を基準としたアッベ数をνｄ２とするとき、－３０≦νｄ２－νｄ１≦７０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項3】
前記第２ユニットは、開口絞りを有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
【請求項4】
前記開口絞りは、前記第２基板の上に配置されており、前記第３レンズよりも像側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の光学系。
【請求項5】
前記開口絞りから前記第４レンズの物体側の面までの光軸上での距離をｄ、前記第４レンズの焦点距離をｆ４とするとき、０．０３０＜ｄ／ｆ４＜０．３９０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項３または４に記載の光学系。
【請求項6】
前記第３レンズは、前記第２基板の物体側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項7】
前記第４レンズは、前記第３基板の物体側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項8】
前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記第４レンズの焦点距離をｆ４とするとき、０．３０＜（ｆ３－ｆ２）／ｆ４＜１．６０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項9】
前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第４レンズの焦点距離をｆ４とするとき、－５．５０＜ｆ４／ｆ２＜－１．００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項10】
前記第１基板と前記第１レンズの屈折率は互いに異なることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項11】
前記第１基板と前記第２レンズの屈折率は互いに異なることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項12】
前記第２基板と前記第３レンズの屈折率は互いに異なることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項13】
前記第３基板と前記第３レンズの屈折率は互いに異なることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項14】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の光学系と、該光学系によって形成された像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学系および撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、医療用内視鏡などの撮像装置に用いられる光学系として、小型でありながら高い光学性能を有するものが求められている。特許文献１には、ウエハレベルプロセスにより製作された小型の光学系が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】米国特許第９７９８１１５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１においては、光学系の小型化と高い光学性能を両立するための具体的な構成について開示されていない。
【0005】
そこで本発明は、小型でありながら高い光学性能を有する光学系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】
本発明の一側面としての光学系は、物体側から像側へ順に配置された第１ユニットと第 ２ユニットと第３ユニットとからなる光学系であって、前記第１ユニットは、第１基板と、該第１基板の物体側に配置された第１レンズと、該第１基板の像側に配置された負のパワーの第２レンズとを有し、前記第２ユニットは、第２基板と、該第２基板の物体側または像側に配置された正のパワーの第３レンズとを有し、前記第３ユニットは、第３基板と、該第３基板の物体側または像側に配置された正のパワーの第４レンズとを有し、前記第１レンズの光軸上、有効半径の７割、有効半径の９割の位置における曲率半径ｒ０、ｒ７、ｒ９、前記光学系の焦点距離ｆ、前記第１レンズの焦点距離をｆ１は、所定の条件式を満足する。
【0007】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、小型でありながら高い光学性能を有する光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施例１における光学系の断面図である。
【図2】実施例１における光学系の収差図である。
【図3】実施例２における光学系の断面図である。
【図4】実施例２における光学系の収差図である。
【図5】実施例３における光学系の断面図である。
【図6】実施例３における光学系の収差図である。
【図7】実施例４における光学系の断面図である。
【図8】実施例４における光学系の収差図である。
【図9】実施例５における光学系の断面図である。
【図10】実施例５における光学系の収差図である。
【図11】実施例６における光学系の断面図である。
【図12】実施例６における光学系の収差図である。
【図13】実施例７における光学系の断面図である。
【図14】実施例７における光学系の収差図である。
【図15】実施例８における光学系の断面図である。
【図16】実施例８における光学系の収差図である。
【図17】実施例９における光学系の断面図である。
【図18】実施例９における光学系の収差図である。
【図19】実施例１０における光学系の断面図である。
【図20】実施例１０における光学系の収差図である。
【図21】実施例１１における光学系の断面図である。
【図22】実施例１１における光学系の収差図である。
【図23】実施例１２における光学系の断面図である。
【図24】実施例１２における光学系の収差図である。
【図25】実施例１３における電子機器の要部概略図である。
【図26】実施例１４における撮像装置の要部概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0011】
各実施例の光学系は、ウエハレベルオプティクスと呼ばれる技術を用いて得られる小型な光学系である。このような光学系はウエハレベルレンズと呼ばれ、ウエハレベルレンズを撮像光学系として用いた撮像装置は、ウエハレベルカメラと呼ばれる。各実施例の光学系は、小型かつ低コストであるという特徴から、例えば、携帯電話、スマートフォン、ウェアラブル端末などの電子機器の組み込み用カメラの光学系や、内視鏡の対物光学系として適して用いられる。
【0012】
各実施例の光学系は、ウエハレベルオプティクスと呼ばれる技術を用いて得られる小型な光学系である。このような光学系はウエハレベルレンズと呼ばれ、ウエハレベルレンズを撮像光学系として用いた撮像装置は、ウエハレベルカメラと呼ばれる。各実施例の光学系は、小型かつ低コストであるという特徴から、携帯電話、スマートフォン、ウェアラブル端末などの電子機器の組み込み用カメラの光学系や、内視鏡の対物光学系として適して用いられる。
【0013】
図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３、図１５、図１７、図１９、図２１、および図２３はそれぞれ、実施例１～１２の光学系（ウエハレベルレンズ）１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ、１ｊ、１ｋ、１ｌの断面図である。各断面図において、左方が物体側（前方）、右方が像側（後方）である。ＩＰは像面である。像面ＩＰには、撮像装置におけるＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子の撮像面や、銀塩フィルムカメラのフィルム面に相当する感光面が配置される。
【0014】
図２、図４、図６、図８、図１０、図１２、図１４、図１６、図１８、図２０、図２２、および図２４はそれぞれ、実施例１～１２の光学系１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ、１ｊ、１ｋ、１ｌの収差図である。各収差図は、左から球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図を含む。球面収差図において、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、およびＦ線（波長４８６．１ｎｍ）に対する球面収差量をそれぞれ示す。非点収差図において、Ｓはｄ線に対するサジタル像面における非点収差量、Ｍはｄ線に対するメリディオナル像面における非点収差量を示す。歪曲収差図において、ｄ線に対する歪曲収差量を示す。倍率色収差図において、ｇ線、Ｃ線、Ｆ線に対する色収差量を示す。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。
【0015】
各実施例の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、第１ユニットＬ１と第２ユニットＬ２と第３ユニットＬ３とからなる。第１ユニットＬ１は、第１基板１１と、第１基板１１の物体側に配置された第１レンズ１２と、第１基板１１の像側に配置された負のパワーの第２レンズ１３とを有する。第２ユニットＬ２は、第２基板２１と、第２基板２１の像側または物体側に配置された正のパワーの第３レンズ２２と、開口絞りＳＰとを有する。第３ユニットＬ３は、第３基板３１と、第３基板３１の物体側または像側に配置された第４レンズ３２を有する。第３基板３１は、実施例によってはバックカバーガラスとなりうる。
【0016】
実施例１～３、７の光学系は、第３基板３１の像側に配置された第４基板（センサカバーガラス）４１を有する。実施例４～６、８において、第３基板３１は、バックカバーガラスとセンサカバーガラスの機能を兼ねている。
【0017】
第１基板１１は平面基板、第１レンズ１２は物体側に曲面を向けたレンズであり、負レンズであっても正レンズであってもよく、また光軸近傍で平面となっていてもよい。一般に、両面が平面でかつそれらが平行であるような光学素子をレンズとは呼ばないが、第１レンズ１２は光軸近傍が平面であっても軸外領域では曲率がついており、屈折力を有するため、光軸近傍で屈折力を有さない場合も含めて第１レンズと呼ぶこととする。屈折力をある第２レンズ１３は像側に凹面を向けた負レンズ（光軸近傍では平凹レンズ）である。第２レンズ１３は、ウエハレベルプロセスを用いて第１基板１１の像側の面に形成され、第１基板１１上に密着して配置されている。第１基板１１の物体側に第１レンズ１２を形成することで、基板の枚数を増加させずに（すなわち低コストで）光学性能を高めることができる。また第１レンズ１２の位置は他のレンズに比べて軸上光束と軸外光束が分離されており、適切な非球面形状を有することで特に軸外の収差を効果的に補正可能である。このため、広角化にも有利である。
【0018】
第２基板２１は平面基板、第３レンズ２２は物体側に凸面を向けた正レンズ（光軸近傍では平凸レンズ）または像側に凸面を向けた正レンズ（光軸近傍では平凸レンズ）である。第３レンズ２２は、ウエハレベルプロセスを用いて第２基板２１の物体側または像側の面に形成され、第２基板２１上に密着して配置されている。第３基板３１は平面基板、第４レンズ３２は、物体側に凸面を向けた正レンズ（平凸レンズ）または像側に凸面を向けた正レンズ（平凸レンズ）である。第４レンズ３２は、ウエハレベルプロセスを用いて第３基板３１の物体側または像側の面に形成され、第３基板３１上に密着して配置されている。第４基板（センサカバーガラス）４１は、イメージセンサ（撮像素子）を保護するために設けられている。
【0019】
各実施例では、小型で低コストの光学系を実現するため、第１ユニットＬ１、第２ユニットＬ２、および第３ユニットＬ３をウエハレベルプロセスで製造する。すなわち第１ユニットＬ１、第２ユニットＬ２、および第３ユニットＬ３はそれぞれ、ガラス材料等からなるウエハ（平面基板）上に硬化性樹脂材料等からなるレンズ層を形成することで製造される。第２ユニットＬ２において、第２基板２１の像側に、同様のウエハプロセスで開口絞りＳＰが形成される。ウエハレベルプロセスで製造された第１ユニットＬ１と第２ユニットＬ２と第３ユニットＬ３、およびイメージセンサを所望の間隔をあけてそれぞれ配置し、光線有効径の外部などで接着した後に切断する。これにより、多数のウエハレベルレンズを一度に製造することができる。光線有効径とは、それぞれの光学面の、有効な結像光束が通過しうる領域のうち、最も光軸から離れた位置から光軸までの距離の２倍である。有効な結像光束とは、迷光および像面ＩＰ上で画像の記録される領域外に結像する光線を除いた、光束を意味する。光線有効径は、各実施例の光学系の最も物体側の面については、該光学面を最軸外光束の下線または上線が通過する位置と光軸までの距離の大きい方の２倍に一致する。
【0020】
各実施例において、光線有効径を有効径、最大有効径などと記載する場合がある。また、光学面とは、レンズ面や、平板の両面、それらの接合面などを指す。また、光線有効径を２で割った値を有効半径と呼ぶ。また、各実施例の最大像高よりわずかに小さい撮像素子を使用することで、製造時に生じうる撮像素子と光学系の中心軸のずれ、製造誤差に強い撮像系とすることができる。
【0021】
レンズ層を形成する材料は、熱可塑性樹脂でも紫外線硬化樹脂でも熱硬化性樹脂でも構わない。例として、アクリル樹脂、変性アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリカーボネート樹脂（例えばフルオレン骨格を含むものや、三菱ガス化学株式会社製のユピゼータなど）がある。また、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリビニルカルバゾール、ポリスチレン、ポリエチレン、テフロン（登録商標）、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリイミドがある。また、三井・ケマーズ フロロプロダクツ株式会社製のテフロンＡＦ、ＡＧＣ株式会社製のサイトップ、パーフルオロアルコキシアルカンなどがある。これらのうちいくつかをブレンドしたもの、共重合したもの、共重合したものをさらにブレンドしたものを用いてもよい。また、これら樹脂材料に有機低分子ないし無機材料の粒子や結晶などを添加および／または混錬した材料を用いてもよい。また、基板材料に比べて融点ないしガラス転移点が十分に低いガラス材料を用いてもよい。例えば株式会社スミタ光学ガラス製のＫ－ＰＧ３２５はガラス転移点が３００℃以下と低く、各実施例の光学系に好適である。各実施例の光学系において、基板材料としてはガラス、石英、結晶、セラミック、エンジニアリングプラスチックなどが好適である。
【0022】
なお各実施例において、第１基板１１、第２基板２１、および第３基板３１はそれぞれガラスからなり、第１レンズ１２、第２レンズ１３、第３レンズ２２、および第４レンズ３２はそれぞれ樹脂ないしガラスからなるが、これらに限定されるものではない。例えば、第１基板１１と第１レンズ１２の両方を樹脂で形成してもよい。この点は、第１基板１１と第２レンズ１３、第２ユニットＬ２や第３ユニットＬ３に関しても同様である。
【0023】
開口絞りＳＰは、例えばクロムなどの遮光膜を、マスクを用いて蒸着することや、蒸着後にエッチングにより開口部を形成することで、第２基板２１上に形成することができる。その際に、開口絞りＳＰを基板等の平面上に形成することで、厚さ方向のマスク配置の制御が容易になるため製造上好ましい。
【0024】
また各実施例の光学系において、それぞれの基板は１枚の基板から構成される必要はなく、２枚以上の基板から構成されていてもよい。特に第１基板１１を２枚の基板から構成する場合、第１レンズ１２と第２レンズ１３とを異なる基板上に成形し、前記基板同士を貼り合わせることで、成形面の精度を容易に高めることができる。
【0025】
各実施例の光学系は、第１ユニットＬ１と第２ユニットＬ２と第３ユニットＬ３とを一体化した光学系である。各実施例の光学系と第４基板（センサカバーガラス）４１とが接合されることで、撮像系として機能する。実施例１から７においては、第３基板３１はバックカバーガラスとなり、バックカバーガラスの物体側に第４レンズ３２のレンズ面を形成することで、バックカバーガラスとセンサカバーガラスとを直接接合することが可能になる。このような構成により、材料や製作工程のコストが抑制された（すなわち低コストで）、高い光学性能を有する小型の光学系を提供することが可能になる。また、第３基板３１をセンサカバーガラスとして、第３基板３１の物体側に第４レンズ３２のレンズ面を形成することもでき、より低コストの製作工程となるため好ましい。
【0026】
実施例８、９において、樹脂面同士を貼り合わせる必要がなく、各ユニット間のスペースの精度を容易に高めることができる。このため、製造工程の簡略化や歩留まりの向上などによって低コスト化が実現される。
【0027】
実施例１０～１２において、第２基板２１と第３基板３１とを直接接合することができるため、低コストで高精度な構成とすることができる。実施例１０、１２に示されるように、センサカバーガラスの他に３枚のみの基板を用いることで（すなわち低コストで）、明るく、広画角な光学系を実現できる。この構成では、接合部が開口絞りＳＰとなっており、開口絞りＳＰは第２基板側に形成しても第３基板側に形成してもよく、または開口の形状を形成した薄いシ－トなどを挟み込んでもよい。
【0028】
また各実施例の光学系は、レンズの保護などを目的として、第１レンズ１２よりも物体側に平板ないし両面の曲率が略同等となる保護板等を有していてもよい。前記平板または保護版を波長選択フィルタとして、特定波長のみを撮像する光学システムとしてもよい。
【0029】
各実施例の光学系は、第１レンズ１２の光軸上、有効半径の７割、有効半径の９割の３つの位置における曲率半径をそれぞれｒ０、ｒ７、ｒ９、光学系（全系）の焦点距離をｆとするとき、以下の条件式（１）および条件式（２）の少なくとも一方を満足する。なお、軸外の曲率半径とは、その点における面の接線にその点で接し、光軸上に中心を有する円の半径である。
【0030】
－１．０００≦ｆ×（１／ｒ９－１／ｒ０）≦０．７００ ・・・（１）
－１．０００≦ｆ×（１／ｒ７－１／ｒ０）≦０．６００ ・・・（２）
条件式（１）または条件式（２）の下限値を下回ると、バックフォーカスが短くなり、センサカバーガラスまたはバックカバーガラスまたはその両方を極めて薄くしなければならず、製造上好ましくない。一方、条件式（１）または条件式（２）の上限値を上回ると、軸外の正のパワーが強くなり、像面湾曲を抑制できずヴィネッティングが大きくなる。
－１．０００≦ｆ×（１／ｒ７－１／ｒ０）≦０．６００ ・・・（２）
条件式（１）または条件式（２）の下限値を下回ると、バックフォーカスが短くなり、センサカバーガラスまたはバックカバーガラスまたはその両方を極めて薄くしなければならず、製造上好ましくない。一方、条件式（１）または条件式（２）の上限値を上回ると、軸外の正のパワーが強くなり、像面湾曲を抑制できずヴィネッティングが大きくなる。
【0031】
好ましくは、条件式（１）、（２）の数値範囲はそれぞれ、以下の条件式（１ａ）、（２ａ）のように設定される。より好ましくは、条件式（１）、（２）の数値範囲はそれぞれ、以下の条件式（１ｂ）、（２ｂ）のように設定される。更に好ましくは、条件式（１）、（２）の数値範囲はそれぞれ、以下の条件式（１ｃ）、（２ｃ）のように設定される。これにより、各実施例の効果をより確かなものとすることができる。
【0032】
－０．８００≦ｆ×(１／ｒ９－１／ｒ０)≦０．６７５ ・・・（１ａ）
－０．８００≦ｆ×(１／ｒ７－１／ｒ０)≦０．５７５ ・・・（２ａ）
０．０００≦ｆ×(１／ｒ９－１／ｒ０)≦０．６５０ ・・・（１ｂ）
０．０００≦ｆ×(１／ｒ７－１／ｒ０)≦０．５６０ ・・・（２ｂ）
０．０００≦ｆ×（１／ｒ９－１／ｒ０）≦０．６００ ・・・（１ｃ）
０．０００≦ｆ×（１／ｒ７－１／ｒ０）≦０．５５０ ・・・（２ｃ）
好ましくは、各実施例の光学系は、第１レンズ１２、第２レンズ１３のｄ線を基準としたアッベ数をそれぞれνｄ１、νｄ２とするとき、以下の条件式（３）を満足する。
－０．８００≦ｆ×(１／ｒ７－１／ｒ０)≦０．５７５ ・・・（２ａ）
０．０００≦ｆ×(１／ｒ９－１／ｒ０)≦０．６５０ ・・・（１ｂ）
０．０００≦ｆ×(１／ｒ７－１／ｒ０)≦０．５６０ ・・・（２ｂ）
０．０００≦ｆ×（１／ｒ９－１／ｒ０）≦０．６００ ・・・（１ｃ）
０．０００≦ｆ×（１／ｒ７－１／ｒ０）≦０．５５０ ・・・（２ｃ）
好ましくは、各実施例の光学系は、第１レンズ１２、第２レンズ１３のｄ線を基準としたアッベ数をそれぞれνｄ１、νｄ２とするとき、以下の条件式（３）を満足する。
【0033】
－３０≦νｄ２－νｄ１≦７０ ・・・（３）
なお、ある材料のｄ線を基準としたアッベ数νｄは、フラウンホーファ線のｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）における屈折率をＮｄ、ＮＦ、ＮＣとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
で表される。
なお、ある材料のｄ線を基準としたアッベ数νｄは、フラウンホーファ線のｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）における屈折率をＮｄ、ＮＦ、ＮＣとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
で表される。
【0034】
条件式（３）を満足することにより、倍率色収差を効果的に低減することができる。条件式（３）の下限値を下回ると、軸上色収差が増大し、好ましくない。一方、条件式（３）の上限値を上回ると、倍率色収差が増大し、好ましくない。
【0035】
より好ましくは、条件式（３）の数値範囲は、以下の条件式（３ａ）のように設定される。更に好ましくは、条件式（３）の数値範囲は、以下の条件式（３ｂ）のように設定される。これにより、各実施例の効果をより確かなものとすることができる。
【0036】
－２０≦νｄ２－νｄ１≦６５ ・・・（３ａ）
－１５≦νｄ２－νｄ１≦５５ ・・・（３ｂ）
好ましくは、各実施例の光学系は、第１レンズ１２の焦点距離をｆ１とするとき、以下の条件式（４）を満足する。
－１５≦νｄ２－νｄ１≦５５ ・・・（３ｂ）
好ましくは、各実施例の光学系は、第１レンズ１２の焦点距離をｆ１とするとき、以下の条件式（４）を満足する。
【0037】
０．００≦｜ｆ／ｆ１｜≦０．５０ ・・・（４）
定義上、条件式（４）の下限値を下回ることはない。また、条件式（４）の上限値を上回ると、ｆ／ｆ１＜０である場合には第１レンズ１２で光束が大きく拡散されるため、他のレンズおよび基板の外径を大きくする必要があり、小型化に不利となる。また、条件式（４）の上限値を上回り、ｆ／ｆ１＞０である場合には、バックフォ－カスが短くなり、センサカバーガラスまたはバックカバーガラスまたはその両方を極めて薄くしなければならず、製造上好ましくない。また、レンズ全体で正パワーの要素が負パワーの要素に比べて数およびパワーの点で大きくなり、収差の相殺が困難となる。
定義上、条件式（４）の下限値を下回ることはない。また、条件式（４）の上限値を上回ると、ｆ／ｆ１＜０である場合には第１レンズ１２で光束が大きく拡散されるため、他のレンズおよび基板の外径を大きくする必要があり、小型化に不利となる。また、条件式（４）の上限値を上回り、ｆ／ｆ１＞０である場合には、バックフォ－カスが短くなり、センサカバーガラスまたはバックカバーガラスまたはその両方を極めて薄くしなければならず、製造上好ましくない。また、レンズ全体で正パワーの要素が負パワーの要素に比べて数およびパワーの点で大きくなり、収差の相殺が困難となる。
【0038】
より好ましくは、条件式（４）の数値範囲は、以下の条件式（４ａ）のように設定される。更に好ましくは、条件式（４）の数値範囲は、以下の条件式（４ｂ）のように設定される。また、更に好ましくは、条件式（４）の数値範囲は、以下の条件式（４ｃ）のように設定される。これにより、各実施例の効果をより確かなものとすることができる。
【0039】
０．００≦｜ｆ／ｆ１｜≦０．４０ ・・・（４ａ）
０．００≦｜ｆ／ｆ１｜≦０．３５ ・・・（４ｂ）
０．００≦｜ｆ／ｆ１｜≦０．２９ ・・・（４ｃ）
好ましくは、各実施例の光学系は、第２レンズ１３の焦点距離をｆ２、第４レンズ３２の焦点距離をｆ４とするとき、以下の条件式（５）を満足する。
０．００≦｜ｆ／ｆ１｜≦０．３５ ・・・（４ｂ）
０．００≦｜ｆ／ｆ１｜≦０．２９ ・・・（４ｃ）
好ましくは、各実施例の光学系は、第２レンズ１３の焦点距離をｆ２、第４レンズ３２の焦点距離をｆ４とするとき、以下の条件式（５）を満足する。
【0040】
－５．５０＜ｆ４／ｆ２＜－１．００ ・・・（５）
条件式（５）を満足することで、非点収差と歪曲を適切な値に補正することが可能になる。
条件式（５）を満足することで、非点収差と歪曲を適切な値に補正することが可能になる。
【0041】
より好ましくは、条件式（５）の数値範囲は、以下の条件式（５ａ）のように設定される。更に好ましくは、条件式（５）の数値範囲は、以下の条件式（５ｂ）のように設定される。また、更に好ましくは、条件式（５）の数値範囲は、以下の条件式（５ｃ）のように設定される。これにより、各実施例の効果をより確かなものとすることができる。
【0042】
－５．３０＜ｆ４／ｆ２＜－１．２５ ・・・（５ａ）
－５．２５＜ｆ４／ｆ２＜－１．３０ ・・・（５ｂ）
－５．１０＜ｆ４／ｆ２＜－１．３１ ・・・（５ｃ）
実施例１乃至７の光学系において、第２基板２１の物体側に第３レンズ２２が配置され、第３基板３１の物体側に第４レンズ３２が配置されている。このような光学系では、開口絞りＳＰよりも物体側に配置された第１レンズ１２と第２レンズ１３と第３レンズ２２との間で諸収差をキャンセルしつつ、開口絞りＳＰよりも像側の第４レンズ３２で発生する収差とのバランスをとる構造となっている。このため、好ましくは、第３レンズ２２の焦点距離をｆ３とするとき、以下の条件式（６）を満足する。
－５．２５＜ｆ４／ｆ２＜－１．３０ ・・・（５ｂ）
－５．１０＜ｆ４／ｆ２＜－１．３１ ・・・（５ｃ）
実施例１乃至７の光学系において、第２基板２１の物体側に第３レンズ２２が配置され、第３基板３１の物体側に第４レンズ３２が配置されている。このような光学系では、開口絞りＳＰよりも物体側に配置された第１レンズ１２と第２レンズ１３と第３レンズ２２との間で諸収差をキャンセルしつつ、開口絞りＳＰよりも像側の第４レンズ３２で発生する収差とのバランスをとる構造となっている。このため、好ましくは、第３レンズ２２の焦点距離をｆ３とするとき、以下の条件式（６）を満足する。
【0043】
０．３０＜（ｆ３－ｆ２）／ｆ４＜１．６０ ・・・（６）
条件式（６）の下限値を下回ると、第４レンズ３２のパワーが小さくなるため、開口絞りＳＰの前後での収差補正のバランスが崩れるため好ましくない。一方、条件式（６）の上限を超えると、第４レンズ３２のパワーが大きくなり、諸収差の補正が困難になるとともに、第４レンズ３２の径が大きくなるため、有効径外の幅の確保が難しくなり、製造上難易度が高い構成となる。
条件式（６）の下限値を下回ると、第４レンズ３２のパワーが小さくなるため、開口絞りＳＰの前後での収差補正のバランスが崩れるため好ましくない。一方、条件式（６）の上限を超えると、第４レンズ３２のパワーが大きくなり、諸収差の補正が困難になるとともに、第４レンズ３２の径が大きくなるため、有効径外の幅の確保が難しくなり、製造上難易度が高い構成となる。
【0044】
より好ましくは、条件式（６）の数値範囲は、以下の条件式（６ａ）のように設定される。更に好ましくは、条件式（６）の数値範囲は、以下の条件式（６ｂ）のように設定される。また、更に好ましくは、条件式（６）の数値範囲は、以下の条件式（６ｃ）のように設定される。これにより、各実施例の効果をより確かなものとすることができる。
【0045】
０．３０＜（ｆ３－ｆ２）／ｆ４＜１．４０ ・・・（６ａ）
０．３５＜（ｆ３－ｆ２）／ｆ４＜１．２５ ・・・（６ｂ）
０．４０＜（ｆ３－ｆ２）／ｆ４＜１．２０ ・・・（６ｂ）
各実施例の光学系において、開口絞りＳＰよりも像側では第４レンズ３２のみまたは第４レンズ３２および第３レンズ２２で収差補正を担っている。開口絞りＳＰよりも像側に第３レンズ２２を配置する場合、実施例８、９のように、開口絞りＳＰから第３レンズ２２までの距離は短く、第３レンズ２２において軸上光と軸外光の分離が小さい。このため、軸外の収差補正を絞りより像側で担うのは主に第４レンズ３２である。したがって、開口絞りＳＰから第４レンズ３２までの距離および第４レンズ３２のパワーを適切に設定することが望ましい。好ましくは、開口絞りＳＰから第４レンズ３２の物体側の面までの光軸上での距離をｄとするとき、以下の条件式（７）の数値範囲を満足する。
０．３５＜（ｆ３－ｆ２）／ｆ４＜１．２５ ・・・（６ｂ）
０．４０＜（ｆ３－ｆ２）／ｆ４＜１．２０ ・・・（６ｂ）
各実施例の光学系において、開口絞りＳＰよりも像側では第４レンズ３２のみまたは第４レンズ３２および第３レンズ２２で収差補正を担っている。開口絞りＳＰよりも像側に第３レンズ２２を配置する場合、実施例８、９のように、開口絞りＳＰから第３レンズ２２までの距離は短く、第３レンズ２２において軸上光と軸外光の分離が小さい。このため、軸外の収差補正を絞りより像側で担うのは主に第４レンズ３２である。したがって、開口絞りＳＰから第４レンズ３２までの距離および第４レンズ３２のパワーを適切に設定することが望ましい。好ましくは、開口絞りＳＰから第４レンズ３２の物体側の面までの光軸上での距離をｄとするとき、以下の条件式（７）の数値範囲を満足する。
【0046】
０．０３０＜ｄ／ｆ４＜０．３９０ ・・・（７）
条件式（７）の下限値を下回ると、第４レンズ３２のパワーが小さくなるため、開口絞りＳＰよりも像側で発生した収差を補正することが困難となる。一方、条件式（７）の上限値を上回ると、第４レンズ３２の外周部に入射する光線角度が緩やかになるため、高次の収差を補正することが困難となる。
条件式（７）の下限値を下回ると、第４レンズ３２のパワーが小さくなるため、開口絞りＳＰよりも像側で発生した収差を補正することが困難となる。一方、条件式（７）の上限値を上回ると、第４レンズ３２の外周部に入射する光線角度が緩やかになるため、高次の収差を補正することが困難となる。
【0047】
より好ましくは、条件式（７）の数値範囲は、以下の条件式（７ａ）のように設定される。更に好ましくは、条件式（７）の数値範囲は、以下の条件式（７ｂ）のように設定される。これにより、各実施例の効果をより確かなものとすることができる。
【0048】
０．０４０＜ｄ／ｆ４＜０．３８５ ・・・（７ａ）
０．０５０＜ｄ／ｆ４＜０．３８０ ・・・（７ｂ）
以下、各実施例の光学系について詳細に述べる。
０．０５０＜ｄ／ｆ４＜０．３８０ ・・・（７ｂ）
以下、各実施例の光学系について詳細に述べる。
【実施例1】
【0049】
【0050】
図１に示されるように、光学系１ａは、第１ユニットＬ１と第２ユニットＬ２と第３ユニットＬ３とからなる。第１ユニットＬ１は、第１基板１１と、第１基板１１の物体側に配置された第１レンズ１２と、第１基板１１の像側に配置された第２レンズ１３とからなる。第１レンズ１２は物体側に凹面を向けた負レンズであり、第２レンズ１３は光軸ＯＡの付近において像側に凹面を向けた負レンズである。第１レンズ１２および第２レンズ１３は、ウエハレベルプロセスを用いて第１基板１１の物体側および像側の面にそれぞれ形成される。
【0051】
第２ユニットＬ２は、第２基板２１と、第２基板２１の物体側に配置された第３レンズ２２と、第２基板２１の像側に配置された開口絞りＳＰとからなる。第３レンズ２２は、ウエハレベルプロセスを用いて第２基板２１の物体側の面に形成される。第３ユニットＬ３は、第３基板３１と、第３基板の物体側に配置された第４レンズ３２と、第３基板３１の像側に配置されたセンサカバーガラス４１、４２とからなる。第４レンズ３２は、ウエハレベルプロセスを用いて第３基板３１の物体側の面に形成される。第３基板３１は、センサカバーガラス４１、４２と接合されている。本実施例において、センサカバーガラス４１、４２は、互いに屈折率が異なる。また本実施例において、第２基板２１の像側には開口絞りＳＰが形成されている。光学系１ａは、第１ユニットＬ１の最も物体側の面から５ｍｍの位置の物体に合焦するように設計されている。
【0052】
図２は本実施例の光学系１ａが物体距離５ｍｍに合焦したときの縦収差図であり、左側から球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である。なお物体距離は第一面からの距離であり、この点は他の実施例でも同様である。縦収差図において、ＦｎｏはＦナンバーを示し、ωは半画角（°）を示している。球面収差図において、実線はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する球面収差を、二点鎖線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対する球面収差を、一点鎖線はＣ線（波長６５６．３ｎｍ）に対する球面収差を、破線はｆ線（波長４８６．１ｎｍ）に対する球面収差を示す。非点収差図において、実線Ｓはサジタル像面を、破線Ｍはメリディオナル像面を示し、それぞれｄ線に対するものである。歪曲収差はｄ線に対するものを示している。色収差図はｇ線、Ｃ線、Ｆ線における倍率色収差を示しており、線種と波長の対応は球面収差図と同一である。これらのことは、他の実施例の縦収差図でも同じである。
【実施例2】
【0053】
次に、図３および図４を参照して、実施例２（数値実施例２）における光学系１ｂについて説明する。図３に示されるように、本実施例の光学系１ｂの基本構成は、実施例１の光学系１ａと同様である。光学系１ｂは、第１ユニットＬ１の最も物体側の面から５ｍｍの位置の物体に合焦するように設計されている。図４は、光学系１ｂが物体距離５ｍｍに合焦したときの縦収差図である。
【実施例3】
【0054】
次に、図５乃至図６を参照して、実施例３（数値実施例３）における光学系１ｃについて説明する。図５に示されるように、本実施例の光学系１ｃの基本構成は、実施例１の光学系１ａと同様である。光学系１ｃは、第１ユニットＬ１の最も物体側の面から５ｍｍの位置の物体に合焦するように設計されている。図６は、光学系１ｃが物体距離５ｍｍに合焦したときの縦収差図である。
【実施例4】
【0055】
次に、図７および図８を参照して、実施例４（数値実施例４）における光学系１ｄについて説明する。図７に示されるように、本実施例の光学系１ｄのうち第１ユニットＬ１および第２ユニットＬ２の基本構成は、実施例１の光学系１ａと同様である。第３ユニットＬ３において、第４レンズ３２は、ウエハレベルプロセスを用いて第３基板３１の物体側の面に形成される。第３基板３１は、センサカバーガラスを兼ねている。光学系１ｄは、第１ユニットＬ１の最も物体側の面から５ｍｍの位置の物体に合焦するように設計されている。図８は、光学系１ｄが物体距離５ｍｍに合焦したときの縦収差図である。
【実施例5】
【0056】
次に、図９および図１０を参照して、実施例５（数値実施例５）における光学系１ｅについて説明する。図９に示されるように、本実施例の光学系１ｅのうち第１ユニットＬ１および第２ユニットＬ２の基本構成は、実施例４の光学系１ｄと同様である。第３ユニットＬ３において、第４レンズ３２は、ウエハレベルプロセスを用いて第３基板３１の物体側の面に形成される。第３基板３１は、バックカバーガラスを兼ねており、センサカバーガラス４１と接合される。光学系１ｅは、第１ユニットＬ１の最も物体側の面から５０ｍｍの位置の物体に合焦するように設計されている。図１０は、光学系１ｅが物体距離５０ｍｍに合焦したときの縦収差図である。
【実施例6】
【0057】
次に、図１１および図１２を参照して、実施例６（数値実施例６）における光学系１ｆについて説明する。図１１に示されるように、本実施例の光学系１ｆの基本構成は、実施例４の光学系１ｄと同様である。光学系１ｆにおいて、第３基板３１をセンサカバーガラスとして、第３基板３１の物体側に第４レンズ３２のレンズ面を形成しており、第３基板３１がセンサカバーガラスとバックカバーガラスを兼ねている構成となっている。光学系１ｆは、第１ユニットＬ１の最も物体側の面から１０ｍｍの位置の物体に合焦するように設計されている。図１２は、光学系１ｆが物体距離１０ｍｍに合焦したときの縦収差図である。
【実施例7】
【0058】
次に、図１３および図１４を参照して、実施例７（数値実施例７）における光学系１ｇについて説明する。図１３に示されるように、本実施例の光学系１ｇの基本構成は、実施例１の光学系１ａと同様である。光学系１ｇは、第１ユニットＬ１の最も物体側の面から５ｍｍの位置の物体に合焦するように設計されている。図１４は、光学系１ｇが物体距離５ｍｍに合焦したときの縦収差図である。
【実施例8】
【0059】
次に、図１５および図１６を参照して、実施例８（数値実施例８）における光学系１ｈについて説明する。図１５に示されるように、本実施例の光学系１ｈのうち第１ユニットＬ１の基本構成は、実施例１の光学系１ａと同様である。第２ユニットＬ２は、第２基板２１と、第２基板２１の像側に配置された第３レンズ２２と、第２基板２１と第３レンズ２２との間に配置された開口絞りＳＰとからなる。第３レンズ２２は、ウエハレベルプロセスを用いて第２基板２１の像側の面に形成される。第４レンズ３２は、ウエハレベルプロセスを用いて第３基板３１の像側の面に形成される。光学系１ｈは、第１ユニットＬ１の最も物体側の面から１０ｍｍの位置の物体に合焦するように設計されている。図１６は、光学系１ｈが物体距離１０ｍｍに合焦したときの縦収差図である。
【実施例9】
【0060】
次に、図１７および図１８を参照して、実施例９（数値実施例９）における光学系１ｉについて説明する。図１７に示されるように、本実施例の光学系１ｉの基本構成は、実施例８の光学系１ｈと同様である。光学系１ｉは、第１ユニットＬ１の最も物体側の面から１０ｍｍの位置の物体に合焦するように設計されている。図１８は、光学系１ｉが物体距離１０ｍｍに合焦したときの縦収差図である。
【実施例10】
【0061】
次に、図１９および図２０を参照して、実施例１０（数値実施例１０）における光学系１ｊについて説明する。図１９に示されるように、本実施例の光学系１ｊのうち第１ユニットＬ１の基本構成は、実施例１の光学系１ａと同様である。第２ユニットＬ２は、第２基板２１と、第２基板２１の物体側に配置された第３レンズ２２とからなる。第３レンズ２２は、ウエハレベルプロセスを用いて第２基板２１の物体側の面に形成される。第３ユニットＬ３は、第３基板３１と、第３基板３１の像側に配置された第４レンズ３２とからなる。第４レンズ３２は、ウエハレベルプロセスを用いて第３基板３１の像側の面に形成される。
【0062】
第２基板２１と第３基板３１とは接合されており、第２基板２１と第３基板３１との接合面に開口絞りＳＰが配置されている。開口絞りＳＰを第２基板２１の上に形成し、開口絞りＳＰが形成された第２基板２１の面と第３基板３１とを接合することができる。または、開口絞りＳＰを第３基板３１の上に形成し、開口絞りＳＰが形成された第３基板３１の面と第２基板２１とを接合してもよい。光学系１ｊは、第１ユニットＬ１の最も物体側の面から無限遠の位置の物体に合焦するように設計されている。図２０は、光学系１ｊが物体距離無限遠に合焦したときの縦収差図である。
【実施例11】
【0063】
次に、図２０および図２１を参照して、実施例１１（数値実施例１１）における光学系１ｋについて説明する。図２０に示されるように、本実施例の光学系１ｋの基本構成は、実施例１０の光学系１ｊと同様である。光学系１ｋは、第１ユニットＬ１の最も物体側の面から５ｍｍの位置の物体に合焦するように設計されている。図２１は、光学系１ｋが物体距離５ｍｍに合焦したときの縦収差図である。
【実施例12】
【0064】
次に、図２２および図２３を参照して、実施例１２（数値実施例１２）における光学系１ｌについて説明する。図２２に示されるように、本実施例の光学系１ｌの基本構成は、実施例１０の光学系１ｊと同様である。光学系１ｌは、第１ユニットＬ１の最も物体側の面から５ｍｍの位置の物体に合焦するように設計されている。図２３は、光学系１ｌが物体距離５ｍｍに合焦したときの縦収差図である。
【0065】
各実施例の球面収差図に示されるように、各実施例の球面収差はほぼ全域で０．０４ｍｍ以下の範囲となっている。各実施例の非点収差図に示されるように、各実施例の非点収差はほぼ全域で０．０４ｍｍ以下の範囲となっている。各実施例の歪曲収差図に示されるように、各実施例の歪曲収差は全域で４０％未満の範囲となっている。このように各実施例の光学系は、適切な収差を有する。
【0066】
以下、実施例１乃至１２のそれぞれに対応する数値実施例１乃至１２を示す。各数値実施例において、ｒは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径（ｍｍ）、ｄは物体側より第ｉ番目と第ｉ＋１番目の軸上の面間隔（ｍｍ）、ｎｄ、νｄはそれぞれ第ｉ番目の光学部材のｄ線に対する屈折率とアッベ数である。焦点距離ｆ（ｍｍ）、ＦナンバーＦｎｏ、半画角ω（度）は、それぞれ無限遠物体に焦点を合わせたときの値である。ＢＦは、バックフォ－カスであり、光学系の最終面から像面までの距離である。レンズ全長は、第１面から像面までの距離である。非球面は、面番号の後に、＊の符号を付加して表している。非球面形状は、ｘを光軸方向の面頂点からの変異量、ｈを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、Ａｉ（ｉ＝４、６、８、…）を各次数の非球面係数とするとき、以下の式で表される。
【0067】
【数1】
【0068】
「ｅ±Ｚ」および「Ｅ±Ｚ」の表示は「１０±Ｚ」を意味する。
【0069】
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -1.7066 0.037 1.63000 24.0 0.63
2 ∞ 0.100 1.51000 62.7 0.63
3 ∞ 0.045 1.52290 50.3 0.48
4* 0.0903 0.096 0.23
5* 0.1191 0.096 1.52290 50.3 0.21
6 ∞ 0.100 1.51000 62.7 0.63
7(絞り) ∞ 0.039 0.11
8* 0.2093 0.074 1.52290 50.3 0.26
9 ∞ 0.100 1.51000 62.7 0.63
10 ∞ 0.300 1.51000 62.7 0.63
11 ∞ 0.030 1.55000 43.0 0.63
12 ∞ (可変) 0.63
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-8.45941e+04, A4= 4.89407e+00, A6=-3.45385e+01, A8=-1.94676e+02,
A10= 6.27267e+03, A12=-5.55737e+04, A14= 1.75383e+05
第4面
K =-1.54423e+00, A4= 1.87666e+02, A6=-2.49567e+03, A8=-2.46411e+05,
A10= 1.08123e+08, A12=-6.21060e+09, A14= 7.28742e+10
第5面
K =-1.18834e+01, A4= 7.05330e+02, A6=-1.50622e+05, A8= 2.49522e+07,
A10=-2.53774e+09, A12= 1.41239e+11, A14=-3.28024e+12
第8面
K =-2.83247e+01, A4= 1.60129e+02, A6=-3.02316e+04, A8= 3.69223e+06,
A10=-2.54515e+08, A12= 9.03363e+09, A14=-1.28024e+11
焦点距離 0.215
Ｆナンバー 2.823
半画角 62.848
像高 0.292
レンズ全長 1.020
BF 0.002
物体距離(１面から) -5.000
（数値実施例２）
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -1.8939 0.046 1.63000 24.0 0.63
2 ∞ 0.100 2.10420 17.0 0.63
3 ∞ 0.045 1.52290 50.3 0.48
4* 0.0971 0.120 0.23
5* 0.1413 0.106 1.52290 50.3 0.21
6 ∞ 0.100 1.51000 62.7 0.63
7(絞り) ∞ 0.058 0.13
8* 0.2030 0.115 1.50670 70.5 0.33
9 ∞ 0.100 1.51000 62.7 0.63
10 ∞ 0.300 1.51000 62.7 0.63
11 ∞ 0.030 1.55000 43.0 0.63
12 ∞ (可変) 0.63
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-1.00908e+05, A4= 1.30289e+01, A6=-2.67485e+02, A8= 2.98995e+03,
A10=-1.77955e+04, A12= 4.22636e+04, A14= 6.63126e+03
第4面
K =-3.18178e+00, A4= 4.17077e+02, A6=-3.12231e+04, A8= 4.27410e+06,
A10=-4.51905e+08, A12= 2.73817e+10, A14=-6.63483e+11
第5面
K =-1.49175e+01, A4= 5.47753e+02, A6=-1.06261e+05, A8= 1.66703e+07,
A10=-1.65309e+09, A12= 9.04616e+10, A14=-2.06111e+12
第8面
K =-1.26492e+01, A4= 5.73037e+01, A6=-4.13428e+03, A8= 1.84498e+05,
A10=-3.62708e+06, A12=-7.16932e+06, A14= 8.80566e+08
焦点距離 0.216
Ｆナンバー 2.808
半画角 62.122
像高 0.292
レンズ全長 1.121
BF 0.002
物体距離(１面から) -5.000
（数値実施例３）
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -0.9679 0.021 1.63000 24.0 0.75
2 ∞ 0.200 1.51000 62.7 0.75
3 ∞ 0.045 1.52290 50.3 0.75
4* 0.0950 0.106 0.23
5* 0.1283 0.128 1.52290 50.3 0.21
6 ∞ 0.100 1.51000 62.7 0.63
7(絞り) ∞ 0.033 0.11
8* 0.2254 0.138 1.52290 50.3 0.26
9 ∞ 0.100 1.51000 62.7 0.63
10 ∞ 0.300 1.51000 62.7 0.63
11 ∞ 0.030 1.55000 43.0 0.63
12 ∞ (可変) 0.63
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-4.54706e+02, A4= 3.87307e+00, A6=-3.68087e+01, A8=-1.65168e+02,
A10= 5.67748e+03, A12=-3.80028e+04, A14= 8.25375e+04
第4面
K =-1.60507e+00, A4= 2.65098e+02, A6=-1.28325e+04, A8= 4.52718e+05,
A10= 2.07086e+07, A12=-3.45843e+08, A14=-4.67512e+10
第5面
K =-1.31851e+01, A4= 6.93044e+02, A6=-1.55513e+05, A8= 2.65090e+07,
A10=-2.76386e+09, A12= 1.56251e+11, A14=-3.64229e+12
第8面
K =-2.67990e+01, A4= 1.36151e+02, A6=-2.48758e+04, A8= 2.83384e+06,
A10=-1.52074e+08, A12= 2.00454e+09, A14= 6.42297e+10
焦点距離 0.216
Ｆナンバー 3.277
半画角 64.742
像高 0.292
レンズ全長 1.203
BF 0.002
物体距離(１面から) -5.000
（数値実施例４）
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -2.9404 0.048 1.51500 54.0 0.65
2 ∞ 0.100 1.51680 64.2 0.65
3 ∞ 0.045 1.51500 54.0 0.65
4* 0.1171 0.134 0.23
5* 0.1822 0.084 1.51500 54.0 0.22
6 ∞ 0.100 1.51680 64.2 0.63
7(絞り) ∞ 0.052 0.14
8* 0.1988 0.077 1.51500 54.0 0.26
9 ∞ 0.496 1.51680 64.2 0.63
10 ∞ (可変) 0.63
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00, A4= 8.20997e+00, A6=-3.83404e+01, A8= 1.44601e+01,
A10=-5.98561e+02, A12= 5.38817e+03
第4面
K =-4.67432e+00, A4= 2.53080e+02, A6= 2.62591e+04, A8=-8.45745e+06,
A10= 1.16591e+09, A12=-7.18531e+10, A14= 1.72091e+12
第5面
K =-3.88997e-01, A4= 8.21018e+01, A6=-2.37164e+04, A8= 5.30410e+06,
A10=-6.03616e+08, A12= 3.46711e+10, A14=-7.81729e+11
第8面
K =-1.55046e+01, A4= 9.23272e+01, A6=-1.01709e+04, A8= 8.42598e+05,
A10=－4.61653e+07, A12= 1.45494e+09, A14=－1.96793e+10
焦点距離 0.234
Ｆナンバー 2.834
半画角 59.221
像高 0.280
レンズ全長 1.156
BF 0.020
物体距離(１面から) -5.000
（数値実施例５）
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -3.8573 0.150 1.63244 23.2 2.64
2 ∞ 0.300 1.51680 64.2 2.49
3 ∞ 0.059 1.52290 50.3 2.01
4* 0.3037 0.340 1.15
5* 0.3037 0.415 1.52290 50.3 0.88
6 ∞ 0.300 1.51680 64.2 2.00
7(絞り) ∞ 0.085 0.26
8* 0.8009 0.154 1.52290 50.3 0.98
9 ∞ 0.300 1.51680 64.2 2.00
10 ∞ 0.537 1.51680 64.2 2.00
11 ∞ (可変) 2.00
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-2.33781e+01, A4= 2.66512e-01, A6=-2.71827e-01, A8= 1.63073e-01,
A10=-5.62573e-02, A12= 8.88364e-03, A14=-2.73299e-04
第4面
K =-2.23840e+00, A4= 2.57897e+00, A6=-4.66870e+00, A8= 3.27975e+01,
A10=-1.09736e+02, A12=-2.86011e+01, A14= 2.64759e+02
第5面
K =-2.86036e+00, A4= 7.35985e+00, A6=-5.46684e+01, A8= 4.12570e+02,
A10=-1.91827e+03, A12= 3.99088e+03, A14=-3.64844e+03
第8面
K =-5.78612e+01, A4= 3.28238e+00, A6=-4.16190e+01, A8= 3.46096e+02,
A10=-1.62714e+03, A12= 3.94066e+03, A14=-3.81556e+03
焦点距離 0.567
Ｆナンバー 2.823
半画角 58.975
像高 0.820
レンズ全長 2.660
BF 0.020
物体距離(１面から) -50.000
（数値実施例６）
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -0.5414 0.048 1.62998 24.2 0.70
2 ∞ 0.100 1.51680 64.2 0.70
3 ∞ 0.010 1.51000 57.5 0.63
4* 0.1273 0.112 0.32
5* 0.1537 0.106 1.55000 44.0 0.30
6 ∞ 0.200 1.51680 64.2 0.70
7(絞り) ∞ 0.032 0.10
8* 0.2319 0.054 1.51000 57.5 0.28
9 ∞ 0.100 1.51680 64.2 0.70
10 ∞ 0.300 1.51680 64.2 0.70
11 ∞ (可変) 0.57
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-8.93872e+05, A4= 4.44157e+00, A6=-7.74681e+01, A8= 1.17271e+03,
A10=-1.06308e+04, A12= 4.67838e+04, A14=-7.72015e+04
第4面
K =-7.97739e-01, A4= 1.73658e+01, A6= 8.74219e+02, A8=-4.91259e+04,
A10= 4.20029e+06, A12=-3.25320e+07
第5面
K =-3.29982e-01, A4=-1.83101e+01, A6= 5.42738e+02, A8=-5.08804e+04,
A10= 2.66873e+06, A12=-5.25031e+07
第8面
K =-1.71739e+01, A4= 8.46920e+01, A6=-6.70464e+03, A8= 3.61965e+05,
A10=-1.13813e+07, A12= 1.57506e+08
焦点距離 0.241
Ｆナンバー 2.860
半画角 59.645
像高 0.283
レンズ全長 1.086
BF 0.024
物体距離(１面から) -10.000
（数値実施例７）
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* ∞ 0.045 1.63000 24.0 0.63
2 ∞ 0.100 1.51000 62.7 0.63
3 ∞ 0.045 1.52290 50.3 0.48
4* 0.0795 0.120 0.23
5* 0.1324 0.093 1.52290 50.3 0.21
6 ∞ 0.100 1.51000 62.7 0.63
7(絞り) ∞ 0.046 0.11
8* 0.2151 0.139 1.52290 50.3 0.26
9 ∞ 0.100 1.51000 62.7 0.63
10 ∞ 0.300 1.51000 62.7 0.63
11 ∞ 0.030 1.55000 43.0 0.63
12 ∞ (可変) 0.63
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-4.84959e+08, A4= 2.28540e+01, A6=-6.91808e+02, A8= 1.04838e+04,
A10=-8.41586e+04, A12= 3.29782e+05, A14=-4.71350e+05
第4面
K =-2.92031e+00, A4= 4.37648e+02, A6= 6.89230e+04, A8=-2.53764e+07,
A10= 3.26571e+09, A12=-1.90625e+11, A14= 4.26202e+12
第5面
K =-1.42861e+01, A4= 6.87504e+02, A6=-1.52757e+05, A8= 2.58960e+07,
A10=-2.67593e+09, A12= 1.50415e+11, A14=-3.50170e+12
第8面
K =-2.39765e+01, A4= 1.23379e+02, A6=-2.07085e+04, A8= 2.31612e+06,
A10=-1.50486e+08, A12= 5.19536e+09, A14=-7.40311e+10
焦点距離 0.216
Ｆナンバー 3.294
半画角 64.578
像高 0.292
レンズ全長 1.119
BF 0.002
物体距離(１面から) -5.000
（数値実施例８）
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -0.5863 0.039 1.52000 50.3 0.61
2 ∞ 0.100 1.51680 64.2 0.56
3 ∞ 0.045 1.52000 47.0 0.37
4* 0.1684 0.079 0.19
5 ∞ 0.000 1.59000 31.0 0.16
6 ∞ 0.000 1.51680 64.2 0.16
7 ∞ 0.100 1.51680 64.2 0.16
8(絞り) ∞ 0.066 1.52000 47.0 0.14
9* -0.1375 0.030 0.15
10 ∞ 0.000 1.51010 57.5 0.17
11 ∞ 0.100 1.51680 64.2 0.17
12 ∞ 0.053 1.52000 47.0 0.23
13* -0.5850 0.030 0.26
14 ∞ 0.500 1.51680 64.2 0.29
15 ∞ (可変) 0.59
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 9.33495e-01, A4= 3.03773e+01, A6=-4.17311e+02, A8= 3.44075e+03,
A10=-9.95257e+03, A12=-1.09012e+04
第4面
K =-9.27285e+01, A4= 8.66497e+02, A6=-2.09469e+05, A8= 4.43777e+07,
A10=-4.94506e+09, A12= 2.34507e+11
第9面
K =-1.20716e+00, A4=-5.52866e+01, A6= 3.58487e+04, A8=-1.42433e+07,
A10= 2.31038e+09, A12=-1.35468e+11
第13面
K =-4.10946e+03, A4=-8.79939e+01, A6= 1.39199e+04, A8=-1.32869e+06,
A10= 6.36096e+07, A12=-1.18169e+09
焦点距離 0.232
Ｆナンバー 2.888
半画角 58.990
像高 0.283
レンズ全長 1.166
BF 0.024
物体距離(１面から) -10.000
（数値実施例９）
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -3.1789 0.066 1.63048 23.0 0.61
2 ∞ 0.100 2.10420 17.0 0.57
3 ∞ 0.045 1.52000 50.0 0.45
4* 0.1309 0.102 0.20
5 ∞ 0.000 1.59000 31.0 0.17
6 ∞ 0.000 1.51680 64.2 0.17
7 ∞ 0.100 2.10420 17.0 0.17
8(絞り) ∞ 0.109 1.52000 50.0 0.13
9* -0.1437 0.030 0.18
10 ∞ 0.000 1.51010 57.5 0.24
11 ∞ 0.100 1.51680 64.2 0.24
12 ∞ 0.065 1.52000 50.0 0.30
13* -0.6293 0.030 0.33
14 ∞ 0.500 1.51680 64.2 0.36
15 ∞ (可変) 0.60
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-8.95953e+05, A4= 8.97834e+00, A6= 6.88544e+01, A8=-3.52764e+03,
A10= 4.12939e+04, A12=-1.68946e+05
第4面
K =-3.00090e+01, A4= 8.93183e+02, A6=-1.94671e+05, A8= 3.87327e+07,
A10=-4.00219e+09, A12= 1.76454e+11
第9面
K =-8.34680e-02, A4= 1.54201e+01, A6= 5.18477e+03, A8=-7.15389e+05,
A10= 4.99928e+07, A12=-8.06671e+08
第13面
K =-1.09323e+03, A4=-7.61975e+01, A6= 7.21542e+03, A8=-4.29188e+05,
A10= 1.28397e+07, A12=-1.49959e+08
焦点距離 0.241
Ｆナンバー 2.890
半画角 59.000
像高 0.283
レンズ全長 1.271
BF 0.024
物体距離(１面から) -10.000
（数値実施例１０）
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -0.6586 0.086 1.51000 57.5 1.21
2 ∞ 0.200 1.51000 62.6 1.05
3 ∞ 0.100 1.51000 49.8 0.94
4* 0.2155 0.113 0.86
5* 0.1879 0.131 1.51000 49.8 0.61
6 ∞ 0.335 1.51000 62.6 0.61
7(絞り) ∞ 0.211 1.51000 62.6 0.24
8 ∞ 0.231 1.51000 49.8 0.39
9* -0.2844 0.131 0.50
10 ∞ 0.300 1.51000 62.6 0.63
11 ∞ (可変) 0.75
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00, A4= 2.17621e+00, A6=-5.77792e+00, A8= 1.03676e+01,
A10= 1.32289e+01, A12=-8.17297e+01, A14= 1.35036e+02
第4面
K =-3.65468e+00, A4=-8.49863e+00, A6=-2.16459e+01, A8= 6.57770e+02,
A10=-3.61640e+03, A12= 6.94505e+03
第5面
K =-1.01029e+00, A4=-1.73610e+01, A6= 1.22784e+02, A8=-2.89819e+03,
A10= 2.82509e+04, A12=-7.25800e+04
第9面
K =-1.85233e+01, A4=-5.79919e+01, A6= 2.92020e+03, A8=-9.18811e+04,
A10= 1.75487e+06, A12=-1.81316e+07, A14= 7.68079e+07
焦点距離 0.354
Ｆナンバー 2.125
半画角 54.989
像高 0.396
レンズ全長 1.917
BF 0.080
物体距離 ∞
（数値実施例１１）
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 0.4335 0.052 1.51000 57.5 0.68
2 ∞ 0.100 1.51633 64.1 0.63
3 ∞ 0.010 1.51000 57.5 0.53
4* 0.0890 0.121 0.44
5* 0.2059 0.044 1.61915 24.6 0.33
6 ∞ 0.200 1.51633 64.1 0.32
7(絞り) ∞ 0.120 1.51633 64.1 0.11
8 ∞ 0.159 1.51000 57.5 0.23
9* -0.1654 0.005 0.32
10 ∞ 0.358 1.51633 64.1 0.37
11 ∞ (可変) 0.56
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00, A4=-2.17175e+01, A6=-5.22210e-01, A8= 3.49034e+03,
A10=-5.00091e+04, A12= 2.97516e+05, A14=-6.53848e+05
第4面
K =-1.50748e+00, A4=-1.05975e+01, A6=-3.66742e+03, A8= 1.22923e+05,
A10=-1.68717e+06, A12= 9.08010e+06
第5面
K = 1.59887e-01, A4=-3.32148e+01, A6=-6.68936e+01, A8=-1.43281e+05,
A10= 5.57370e+06, A12=-6.60322e+07
第9面
K =-1.04828e+01, A4=-1.94030e+02, A6= 1.88341e+04, A8=-1.32419e+06,
A10= 6.02564e+07, A12=-1.52469e+09, A14= 1.60764e+10
焦点距離 0.243
Ｆナンバー 2.850
半画角 55.000
像高 0.293
レンズ全長 1.250
BF 0.080
物体距離(１面から) -5.000
（数値実施例１２）
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 0.5177 0.015 1.53681 55.5 0.93
2 ∞ 0.100 1.51633 64.1 0.89
3 ∞ 0.010 1.50833 57.6 0.82
4* 0.1214 0.294 0.71
5* 0.2571 0.081 1.59142 29.8 0.45
6 ∞ 0.181 1.51633 64.1 0.44
7(絞り) ∞ 0.100 1.51633 64.1 0.27
8 ∞ 0.232 1.53056 56.0 0.26
9* -0.2239 0.005 0.37
10 ∞ 0.345 1.51633 64.1 0.41
11 ∞ (可変) 0.58
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00, A4=-2.89474e+01, A6= 3.68295e+02, A8=-2.99080e+03,
A10= 1.43255e+04, A12=-3.73315e+04, A14= 3.98476e+04
第4面
K =-9.82168e-01, A4=-8.09535e+01, A6= 1.53875e+03, A8=-2.17741e+04,
A10= 1.86358e+05, A12=-8.65130e+05, A14= 1.66988e+06
第5面
K =-1.06516e+00, A4=-5.98642e+00, A6= 1.87183e+02, A8=-7.67620e+03,
A10= 8.29006e+04, A12=-3.33045e+05
第9面
K =-1.79255e+01, A4=-1.13949e+02, A6= 8.83608e+03, A8=-4.30107e+05,
A10= 1.27960e+07, A12=-2.00386e+08, A14= 1.25234e+09
焦点距離 0.237
Ｆナンバー 1.400
半画角 54.998
像高 0.293
レンズ全長 1.442
BF 0.080
物体距離(１面から) -5.000
各数値実施例における前述の条件式（１）、（２）、（４）～（７）に関する数値を表１に示す。
【0070】
【表1】
【0071】
各実施例の光路図に示されるように、各実施例の光学系は、センサカバーガラスを除いて使用している基板枚数が３枚以下となっており、低コストで実現可能である。このように簡易な構成でありながら、各収差図に示すように収差を良好に補正できており、また、各数値実施例に示すように広い画角と明るさを両立することができている。
【0072】
各実施例の光学系は、携帯電話、スマートフォン、ウェアラブル端末などの電子機器の組み込み用カメラに用いられる撮像光学系や、内視鏡の対物光学系などに適して用いられる。
【実施例13】
【0073】
次に、図２５を参照して、本発明の実施例１３における電子機器について説明する。図２５は、本実施例の電子機器（スマートフォン７０）の要部概略図である。スマートフォン７０は、フロントカメラモジュールとして撮像装置７１を有する。撮像装置７１は、前述の実施例１～１２のいずれかの光学系に相当する光学系７２と、光学系７２によって形成された像を受光する撮像素子７３とを有する。このように、前述の各実施例の光学系をスマートフォンなどの撮像装置に適用することにより、小型でありながら高い光学性能を有する撮像装置を実現することができる。
【実施例14】
【0074】
次に、図２６を参照して、本発明の実施例１４における撮像装置について説明する。図２６は、本実施例の撮像装置１００の要部概略図である。撮像装置１００は、小型の内視鏡に用いられ、カメラヘッド１２０および電気ケーブル１５０を有する。カメラヘッド１２０は、実施例１～１２のいずれかの光学系を搭載したレンズ用筐体１２１と、イメージセンサ（撮像素子）１２２と、セラミック基板１２３とを有する。セラミック基板１２３を介してイメージセンサ１２２に電気ケーブル１５０の配線が接続されている。このように、前述の各実施例の光学系を内視鏡の撮像装置に適用することにより、小型でありながら高い光学性能を有する撮像装置を実現することができる。
【0075】
各実施例によれば、小型でありながら高い光学性能を有する光学系および撮像装置を提供することができる。
【0076】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【0077】
１ａ～１ｌ 光学系
１１ 第１基板
１２ 第１レンズ
１３ 第２レンズ
２１ 第２基板
２２ 第３レンズ
３１ 第３基板
３２ 第４レンズ
Ｌ１ 第１ユニット
Ｌ２ 第２ユニット
Ｌ３ 第３ユニット
１１ 第１基板
１２ 第１レンズ
１３ 第２レンズ
２１ 第２基板
２２ 第３レンズ
３１ 第３基板
３２ 第４レンズ
Ｌ１ 第１ユニット
Ｌ２ 第２ユニット
Ｌ３ 第３ユニット
【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】
