(57)【要約】  十分に小型で、十分に広角で、十分に高解像度である内視鏡を実現するための撮像光学系を提供する。撮像光学系は、物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、絞りと、正の屈折力を有する第３レンズと、を備える。第１レンズの像側主点と該第２レンズの物体側主点との間の距離を｜ｄ｜、該第１レンズの像側主点が該第２レンズの物体側主点よりも像側にある場合に、両主点の間の符号付きの距離をｄ＝−｜ｄ｜とし、該第１レンズ及び該第２レンズの合成焦点距離をｆ１２として、d < 00.005 < d / f12 < 16を満たす。
2017195320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、絞りと、正の屈折力を有する第３レンズと、を備えた撮像光学系であって、
該第１レンズの像側主点と該第２レンズの物体側主点との間の距離を｜ｄ｜、該第１レンズの像側主点が該第２レンズの物体側主点よりも像側にある場合に、両主点の間の符号付きの距離をｄ＝−｜ｄ｜とし、該第１レンズ及び該第２レンズの合成焦点距離をｆ１２として、
d < 0
0.005 < d / f12 < 16
を満たす撮像光学系。
【請求項２】
0.1 < d / f12 < 6
を満たす請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項３】
0.12 < d / f12 < 0.15
を満たす請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項４】
該第１レンズ、該第２レンズ、及び該第３レンズの一致した主軸を光軸として、該第３レンズの像側の面の該光軸上の点から像面までの距離をｔ３、該第１レンズの物体側の面の該光軸上の点から該第３レンズの像側の面の該光軸上の点までの距離をｔとして、
t3/t > 0.5
を満たす請求項１から３のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項５】
該第１レンズ、該第２レンズ、及び該第３レンズの一致した主軸を光軸として、該第２レンズの物体側の面の該光軸上の点が、該第１レンズの像側の面の画角に対応する光束の最外光線が通過する点よりも物体側にある請求項１から４のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項６】
該第１レンズを構成する物質のアッベ数をv1、該第２レンズを構成する物質のアッベ数をv2、該第３レンズを構成する物質のアッベ数をv3として、
v1 > v2
v3 > v2
を満たす請求項１から５のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項７】
画角に対応する光束の像高をｙ、該第１レンズの有効径をＤとして、
0.75 < 2×y / D < 1.25
を満たす請求項１から６のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項８】
内視鏡に使用される請求項１から７のいずれかに記載の撮像光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系、特に、内視鏡用撮像光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野で使用される内視鏡には、挿入型内視鏡とカプセル型内視鏡とがある。通常の挿入型内視鏡は、先端部分の撮像光学系、すなわち対物レンズと離れた位置にある撮像素子とが、ファイバまたはリレーレンズによって接続されている。このような通常の挿入型内視鏡の撮像光学系には、光量ロスを小さくするためにテレセントリック性が要求される。また、挿入型内視鏡においても、先端部分に撮像光学系と撮像素子とを有し、離れた位置にある表示装置に画像を表示する電子内視鏡がある。カプセル型内視鏡は、カプセル内に撮像光学系と撮像素子とを備えている。したがって、カプセル型内視鏡、及び電子内視鏡の撮像光学系には、テレセントリック性は要求されない。他方、いずれの型の内視鏡にも、小型で、広角で、高解像度であることが要求される。高解像度であるためには、撮像光学系の収差を小さくする必要がある。【０００３】
他方、従来技術の内視鏡用撮像光学系には、以下の問題がある。【０００４】
特許文献１は、物体側から像側に、負の屈折力を有するレンズ、絞り、正の屈折力を有するレンズ、正の屈折力を有するレンズが配置された構成の内視鏡用対物レンズを開示している。絞りから像面までの間の正の屈折力をもつ２枚のレンズで収差が十分に補正されている。他方、第１レンズと第２レンズの間に絞りがあり第１レンズと第２レンズの主点間距離を短くすることが出来ない。そのため、十分な画角を得ることが出来ない。【０００５】
特許文献２は、物体側から像側に、負の屈折力を有するレンズ、正の屈折力を有するレンズ、絞り、正の屈折力を有するレンズが配置された構成の内視鏡用対物レンズを開示している。第１レンズと第２レンズの主点間距離が広く、画角が十分ではない。加えて、小型で広角な撮像レンズユニットにするためレンズ材料にサファイアを用いており高価である。【０００６】
特許文献３は、物体側から像側に、負の屈折力を有するレンズ、正の屈折力を有するレンズ、絞り、正の屈折力を有するレンズが配置された構成の内視鏡用対物レンズを開示している。画角は比較的大きいが、テレセントリック性を重視しており、収差の補正が十分に出来ない。【０００７】
このように、十分に小型で、十分に広角で、十分に高解像度である内視鏡を実現するための撮像光学系は開発されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2015-60019号公報
【特許文献２】特開2004-337346号公報
【特許文献３】特開平10-170821号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、十分に小型で、十分に広角で、十分に高解像度である内視鏡を実現するための撮像光学系に対するニーズがある。本発明の課題は、十分に小型で、十分に広角で、十分に高解像度である内視鏡を実現するための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】
【００１０】
本発明による撮像光学系は、物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、絞りと、正の屈折力を有する第３レンズと、を備える。該第１レンズの像側主点と該第２レンズの物体側主点との間の距離を｜ｄ｜、該第１レンズの像側主点が該第２レンズの物体側主点よりも像側にある場合に、両主点の間の符号付きの距離をｄ＝−｜ｄ｜とし、該第１レンズ及び該第２レンズの合成焦点距離をｆ１２として、
d < 0                       (1)
0.005 < d / f12 < 16        (2)
を満たす。【００１１】
物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、を備える構成は、広角における諸収差を補正しやすい。テレセントリック性よりも小型化、広角化、及び高解像度化をより重視するには、絞りを第２レンズ及び第３レンズの間に配置するのが好ましい。【００１２】
第１レンズの径が大きくなりすぎず、かつ視野が十分に広角であるという条件を満たすよう第１レンズ及び第２レンズの屈折力を定めるには、式（２）を満たすことが好ましい。ｄ ／ ｆ１２が式（２）の下限以下である場合には、第１レンズが小径であると画角を十分に広げることができず、式（２）の上限以上である場合には、第１レンズが小径であると収差補正が十分になされず高解像度を得ることが出来ない。【００１３】
一般に、φ１の屈折力を有するレンズとφ２の屈折力を有するレンズとの合成の屈折力φ１２は、近軸理論で以下の式で表せる。
【数１】
2017195320.tif 000003
【００１４】
第１レンズの屈折力は負であり、第２レンズの屈折力は正であるので、第１レンズの屈折力と第２レンズの屈折力との積φ１φ２は負である。したがって、ｄが負であれば、−φ１φ２ｄは負となり、合成の屈折力φ１２が負になりやすくなる。したがって、合成の屈折力φ１２が強い負の屈折力を有するように、式（１）を満たすのが有利である。【００１５】
本発明の撮像光学系によれば、十分に小型で、十分に広角で、十分に高解像度である内視鏡を実現することができる。【００１６】
本発明の第１の実施形態の撮像光学系は、
0.1 < d / f12 < 6         (2)’
を満たす。【００１７】
本実施形態の撮像光学系においては、さらに高い解像度が得られる。【００１８】
本発明の第２の実施形態の撮像光学系は、
0.12 < d / f12 < 0.15     (2)”
を満たす。【００１９】
本実施形態によれば、撮像光学系をさらに小型化することができ、撮像光学系においてさらに高い解像度が得られる。【００２０】
本発明の第３の実施形態の撮像光学系は、該第１レンズ、該第２レンズ、及び該第３レンズの一致した主軸を光軸として、該第３レンズの像側の面の該光軸上の点から像面までの距離をｔ３、該第１レンズの物体側の面の該光軸上の点から該第３レンズの像側の面の該光軸上の点までの距離をｔとして、
t3/t > 0.5
を満たす。【００２１】
本実施形態によれば、撮像光学系として小型であるにも関わらず十分な大きさのセンササイズを確保することができ、また、センサとレンズとの間に十分な間隔をとることができるので組立に有利である。【００２２】
本発明の第４の実施形態の撮像光学系は、該第１レンズ、該第２レンズ、及び該第３レンズの一致した主軸を光軸として、該第２レンズの物体側の面の該光軸上の点が、該第１レンズの像側の面の画角に対応する光束の最外光線が通過する点よりも物体側にある。【００２３】
本実施形態の構成によれば、レンズ全長が小さくなるとともに、負の屈折力を持つ第１レンズの像側の面での収差の発生を少なくすることができる。【００２４】
本発明の第５の実施形態の撮像光学系は、該第１レンズを構成する物質のアッベ数をv1、該第２レンズを構成する物質のアッベ数をv2、該第３レンズを構成する物質のアッベ数をv3として、
v1 > v2
v3 > v2
を満たす。【００２５】
本実施形態によれば、色収差が良好に補正される。【００２６】
本発明の第６の実施形態の撮像光学系は、画角に対応する光束の像高をｙ、該第１レンズの有効径をＤとして、
0.75 < 2×y / D < 1.25
を満たす。【００２７】
本実施形態によれば、センサのサイズに対して、第１レンズの有効径の比を適切な範囲とすることにより、撮像光学系を小型化するとともに撮像光学系の収差を十分に補正することにより高解像度を実現することができる。【００２８】
本発明の第７の実施形態の撮像光学系は、内視鏡に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１の撮像光学系の構成を示す図である。
【図２】実施例１の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。
【図３】実施例１の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。
【図４】実施例２の撮像光学系の構成を示す図である。
【図５】実施例２の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。
【図６】実施例２の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。
【図７】実施例３の撮像光学系の構成を示す図である。
【図８】実施例３の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。
【図９】実施例３の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。
【図１０】実施例４の撮像光学系の構成を示す図である。
【図１１】実施例４の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。
【図１２】実施例４の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。
【図１３】実施例５の撮像光学系の構成を示す図である。
【図１４】実施例５の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。
【図１５】実施例５の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。
【図１６】実施例６の撮像光学系の構成を示す図である。
【図１７】実施例６の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。
【図１８】実施例６の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。
【図１９】実施例７の撮像光学系の構成を示す図である。
【図２０】実施例７の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。
【図２１】実施例７の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。
【図２２】実施例８の撮像光学系の構成を示す図である。
【図２３】実施例８の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。
【図２４】実施例８の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。
【図２５】実施例９の撮像光学系の構成を示す図である。
【図２６】実施例９の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。
【図２７】実施例９の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。
【図２８】実施例１０の撮像光学系の構成を示す図である。
【図２９】実施例１０の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。
【図３０】実施例１０の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態（後で説明する実施例１）の撮像光学系の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、負の屈折力を有する第１レンズ１０１と、正の屈折力を有する第２レンズ１０２と、絞り１０４と、正の屈折力を有する第３レンズ１０３と、を備える。上記のレンズを通過した光束は、光学部材１０５を通過した後、像面１０６上に集光される。光学部材１０５は、センサのカバーガラスなどである。本明細書及び特許請求の範囲において、負の屈折力を有するレンズとは、近軸光線に対して負の屈折力を有するレンズを意味し、正の屈折力を有するレンズとは、近軸光線に対して正の屈折力を有するレンズを意味する。
【００３１】
本発明の撮像光学系の特徴を以下に説明する。
【００３２】
本発明の実施形態の撮像光学系の第１の特徴は、物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、絞りと、正の屈折力を有する第３レンズと、を備えることである。物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、を備える構成は、広角における諸収差を補正しやすい。テレセントリック性の観点からは、絞りを第１レンズ及び第２レンズの間に配置するのが有利である。小型化、広角化、及び高解像度化の観点からは、絞りを第２レンズ及び第３レンズの間に配置するのが有利である。本発明では、テレセントリック性よりも小型化、広角化、及び高解像度化をより重視するので、絞りを第２レンズ及び第３レンズの間に配置する。
【００３３】
本発明の実施形態の撮像光学系の第２の特徴は、
d < 0                      (1)
0.005 < d / f12 < 16       (2)
を満たすことである。
【００３４】
ここで、ｄは、第１レンズの像側主点と第２レンズの物体側主点との間の符号付きの距離を表し、ｄの絶対値は、第１レンズの像側主点と第２レンズの物体側主点との間の距離であり、ｄの符号は、第１レンズの像側主点が第２レンズの物体側主点よりも物体側にある場合に正、第１レンズの像側主点が第２レンズの物体側主点よりも像側にある場合に負である。また、ｆ１２は、第１レンズ及び第２レンズの合成焦点距離を表す。
【００３５】
一般に、広角レンズの構成では物体側に負の屈折力をもつレンズ、像側に正の屈折力を持つレンズを配置したレトロフォーカスタイプのものになる場合が多い。そのことからも分かるように物体側に強い負の屈折力を有するレンズが有ることは視野角の広角化に有利である。
【００３６】
他方、強い負の屈折力を第１レンズだけで担った場合、第１レンズの径が大きくなりすぎてしまう。第１レンズの径が大きくなりすぎると、撮像光学系、ひいては内視鏡を小型化することができない。第１レンズの径が大きくなりすぎず、かつ視野が十分に広角であるという条件を満たすよう第１レンズ及び第２レンズの屈折力を定めるには、式（２）を満たすことが望ましい。ｄ ／ ｆ１２が式（２）の下限以下である場合には、第１レンズが小径であると画角を十分に広げることができず、式（２）の上限以上である場合には、第１レンズが小径であると収差補正が十分になされず高解像度を得ることが出来ない。
【００３７】
以下の条件を満たすとき、撮像光学系においてさらに高い解像度が得られる。
0.1 < d / f12 < 6         (2)’
【００３８】
以下の条件を満たすとき、撮像光学系をさらに小型化することができ、撮像光学系においてさらに高い解像度が得られる。
0.12 < d / f12 < 0.15     (2)”
【００３９】
一般に、φ１の屈折力を有するレンズとφ２の屈折力を有するレンズとの合成の屈折力φ１２は、近軸理論で以下の式で表せる。
【数２】
2017195320.tif 000004
【００４０】
上述のように、第１レンズの屈折力は負であり、第２レンズの屈折力は正であるので、第１レンズの屈折力と第２レンズの屈折力との積φ１φ２は負である。したがって、ｄが負であれば、−φ１φ２ｄは負となり、合成の屈折力φ１２が負になりやすくなる。
したがって、合成の屈折力φ１２が強い負の屈折力を有するように、式（１）を満たすのが有利である。
【００４１】
本発明の実施形態の撮像光学系の第３の特徴は、
t3/t > 0.5       (3)
を満たすことである。
【００４２】
ここで、第１レンズ、第２レンズ、及び第３レンズの一致した主軸を光軸として、ｔ３は第３レンズの像側の面の光軸上の点から像面までの距離を表し、ｔは第１レンズの物体側の面の光軸上の点から第３レンズの像側の面の光軸上の点までの距離を表す。
【００４３】
一般に、広角レンズは焦点距離が短いので、最も像側のレンズと像面との距離が短くなる。本発明の実施形態の撮像光学系は、第１の特徴として説明したように、物体側に強い負の屈折力を持たせているので最も像側のレンズ面から像面までの距離が比較的長くなる。特に、式（３）の条件を満たすとき、撮像光学系として小型であるにも関わらず十分な大きさのセンササイズを確保することができ、また、センサとレンズとの間に十分な間隔をとることができるので組立に有利である。
【００４４】
本発明の実施形態の撮像光学系の第４の特徴は、第１レンズ、第２レンズ、及び第３レンズの一致した主軸を光軸として、第２レンズの物体側の面の光軸上の点が、該第１レンズの像側の面の画角に対応する光束の最外光線が通過する点よりも物体側にあることである。
【００４５】
第４の特徴の構成は、第１レンズの像側の凹面で形成される凹部に第２レンズの物体側の凸面の頂点が配置された構成である。このような構成の場合、レンズ全長が小さくなるとともに、負の屈折力を持つ第１レンズの像側の面での収差の発生を少なくすることができる。
【００４６】
本発明の実施形態の撮像光学系の第５の特徴は、
v1 > v2       (4)
v3 > v2       (5)
を満たすことである。
【００４７】
ここで、v1は第１レンズを構成する物質のアッベ数、v2は第２レンズを構成する物質のアッベ数、v3は第３レンズを構成する物質のアッベ数を表す。
【００４８】
第１レンズが負の屈折力、第２レンズが正の屈折力、第３レンズが正の屈折力を持つ３枚構成の場合に、第２レンズのアッベ数が最も低い時に色収差が最も良好に補正される。
【００４９】
本発明の実施形態の撮像光学系の第６の特徴は、
0.75 < 2×y / D < 1.25       (6)
を満たすことである。
【００５０】
ここで、ｙは画角に対応する光束の像高を表し、Ｄは第１レンズの有効径を表す。
【００５１】
センサと撮像光学系とを組み合わせたシステムを小型化するには、第１レンズの有効径を小さくする必要がある。他方、センサのサイズに対して、第１レンズの有効径を小さくしすぎると、撮像光学系で収差を十分に補正することができず、解像度を上げることができない。したがって、センサのサイズに対応する２×ｙとＤとの比が式（６）の関係を満たすのが好ましい。２×ｙとＤとの比が式（６）の下限値以下であると、システムが十分に小型化されない。他方、２×ｙとＤとの比が式（６）の上限値以上であると、センサの大きさに対してレンズ径が小さすぎ収差補正が十分に行えない。
【００５２】
本発明の実施例について以下に説明する。
【００５３】
第１レンズの材料は、実施例５を除いてシクロオレフィンポリマー(グレード：E48R)である。実施例５の第１レンズの材料は、シクロオレフィンポリマー(グレード：330R)である。第２レンズの材料は、ポリカーボネート(グレード：SP1516)である。第３レンズの材料は、シクロオレフィンポリマー(グレード：E48R)である。センサの物体側に配置された平板（センサーのカバーガラスを想定）の材料は、N-BK7である。
【００５４】
各レンズ及び光学部材の各面は、以下の式で表せる。
【数３】
2017195320.tif 000005
第１レンズ、第２レンズ、及び第３レンズのそれぞれの二面の曲率中心を結ぶ線をｚ軸とする。zはそれぞれのレンズ面とｚ軸との交点を基準とし、像側を正とした、レンズ面上の点のｚ軸方向の位置を示す座標である。ｒはｚ軸からレンズ面上の点までの距離を示す。Ｒはレンズ面の頂点における符号付きの曲率半径、すなわち符号付きの中心曲率半径である。Ｒの絶対値は、レンズ面の頂点における曲率半径、すなわち中心曲率半径であり、符号は、レンズ面が物体側に凸である場合に正、レンズ面が像側に凸である場合に負である。ｋはコーニック定数である。Ａiは非球面係数である。iは整数である。
【００５５】
第１レンズ、第２レンズ、及び第３レンズの一致した主軸を光軸とする。
【００５６】
各実施例の撮像光学系の収差は、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、及びＣ線（波長６５６．２７ｎｍ）について示される。
【００５７】
以下の表における「曲率半径」及び「間隔」の長さの単位は、ミリメータである。
【００５８】
実施例１
図１は、実施例１の撮像光学系の構成を示す図である。実施例１の撮像光学系は、物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ１０１と、正の屈折力を有する第２レンズ１０２と、絞り１０４と、正の屈折力を有する第３レンズ１０３と、を備える。上記のレンズを通過した光束は、光学部材１０５を通過した後、像面１０６上に集光される。光学部材１０５は、センサのカバーガラスなどである。図１には、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に平行に入射した光束の経路と、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に対して半画角の角度で入射した光束の経路が示されている。
【００５９】
表１は、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含む光学素子の形状、材料の性質、及び光学素子間の間隔を示す表である。表の最も左側の列の数字は面番号を表す。面１−面４は、それぞれ、第１レンズ１０１の物体側面、第１レンズ１０１の像側面、第２レンズ１０２の物体側面、及び第２レンズ１０２の像側面を表す。面６−面９は、それぞれ、第３レンズ１０３の物体側面、第３レンズ１０３の像側面、平板１０５の物体側面、及び平板１０５の像側面を表す。物体の行の曲率半径は、物体の面の曲率半径を表し、「Infinity」は、物体の面が光軸に垂直な平面であることを表す。物体の行の間隔は物体の面から第１レンズ１０１の物体側面までの光軸上の距離を表す。面１の行において、曲率半径は第１レンズ１０１の物体側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ１０１の厚さを表し、屈折率は第１レンズ１０１の材料の屈折率を表し、アッベ数は第１レンズ１０１の材料のアッベ数を表し、ｋは第１レンズ１０１の物体側面の式（７）のコーニック定数を表す。面２の行において、曲率半径は第１レンズ１０１の像側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ１０１の像側面と第２レンズ１０２の物体側面との間の間隔を表し、ｋは第１レンズ１０１の像側面の式（７）のコーニック定数を表す。以下の行についても同様である。
【表１】
2017195320.tif 000006
【００６０】
表２は、面１−面４及び面６−面９の式（７）の非球面係数を示す表である。
【表２】
2017195320.tif 000007
【００６１】
図２は、実施例１の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。図２の横軸は、ｄ線を基準としたＦ線及びＣ線の倍率色収差を表す。図２の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００６２】
図３は、実施例１の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。図３の横軸は、Ｆ線、ｄ線、及びＣ線のタンジェンシャル像面及びサジタル像面の光軸方向の位置を表す。図において、Ｔａｎはタンジェンシャル像面を表し、Ｓａｇはサジタル像面を表す。図３の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００６３】
実施例２
図４は、実施例２の撮像光学系の構成を示す図である。実施例２の撮像光学系は、物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ２０１と、正の屈折力を有する第２レンズ２０２と、絞り２０４と、正の屈折力を有する第３レンズ２０３と、を備える。上記のレンズを通過した光束は、光学部材２０５を通過した後、像面２０６上に集光される。光学部材２０５は、センサのカバーガラスなどである。図４には、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に平行に入射した光束の経路と、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に対して半画角の角度で入射した光束の経路が示されている。
【００６４】
表３は、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含む光学素子の形状、材料の性質、及び光学素子間の間隔を示す表である。表の最も左側の列の数字は面番号を表す。面１−面４は、それぞれ、第１レンズ２０１の物体側面、第１レンズ２０１の像側面、第２レンズ２０２の物体側面、及び第２レンズ２０２の像側面を表す。面６−面９は、それぞれ、第３レンズ２０３の物体側面、第３レンズ２０３の像側面、平板２０５の物体側面、及び平板２０５の像側面を表す。物体の行の曲率半径は、物体の面の曲率半径を表し、「Infinity」は、物体の面が光軸に垂直な平面であることを表す。物体の行の間隔は物体の面から第１レンズ２０１の物体側面までの光軸上の距離を表す。面１の行において、曲率半径は第１レンズ２０１の物体側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ２０１の厚さを表し、屈折率は第１レンズ２０１の材料の屈折率を表し、アッベ数は第１レンズ２０１の材料のアッベ数を表し、ｋは第１レンズ２０１の物体側面の式（７）のコーニック定数を表す。面２の行において、曲率半径は第１レンズ２０１の像側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ２０１の像側面と第２レンズ２０２の物体側面との間の間隔を表し、ｋは第１レンズ２０１の像側面の式（７）のコーニック定数を表す。以下の行についても同様である。
【表３】
2017195320.tif 000008
【００６５】
表４Ａ及び表４Ｂは、面１−面４及び面６−面９の式（７）の非球面係数を示す表である。
【表４Ａ】
2017195320.tif 000009
【００６６】
【表４Ｂ】
2017195320.tif 000010
【００６７】
図５は、実施例２の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。図５の横軸は、ｄ線を基準としたＦ線及びＣ線の倍率色収差を表す。図５の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００６８】
図６は、実施例２の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。図６の横軸は、Ｆ線、ｄ線、及びＣ線のタンジェンシャル像面及びサジタル像面の光軸方向の位置を表す。図において、Ｔａｎはタンジェンシャル像面を表し、Ｓａｇはサジタル像面を表す。図６の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００６９】
実施例３
図７は、実施例３の撮像光学系の構成を示す図である。実施例３の撮像光学系は、物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ３０１と、正の屈折力を有する第２レンズ３０２と、絞り３０４と、正の屈折力を有する第３レンズ３０３と、を備える。上記のレンズを通過した光束は、光学部材３０５を通過した後、像面３０６上に集光される。光学部材３０５は、センサのカバーガラスなどである。図７には、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に平行に入射した光束の経路と、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に対して半画角の角度で入射した光束の経路が示されている。
【００７０】
表５は、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含む光学素子の形状、材料の性質、及び光学素子間の間隔を示す表である。表の最も左側の列の数字は面番号を表す。面１−面４は、それぞれ、第１レンズ３０１の物体側面、第１レンズ３０１の像側面、第２レンズ３０２の物体側面、及び第２レンズ３０２の像側面を表す。面６−面９は、それぞれ、第３レンズ３０３の物体側面、第３レンズ３０３の像側面、平板３０５の物体側面、及び平板３０５の像側面を表す。物体の行の曲率半径は、物体の面の曲率半径を表し、「Infinity」は、物体の面が光軸に垂直な平面であることを表す。物体の行の間隔は物体の面から第１レンズ３０１の物体側面までの光軸上の距離を表す。面１の行において、曲率半径は第１レンズ３０１の物体側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ３０１の厚さを表し、屈折率は第１レンズ３０１の材料の屈折率を表し、アッベ数は第１レンズ３０１の材料のアッベ数を表し、ｋは第１レンズ３０１の物体側面の式（７）のコーニック定数を表す。面２の行において、曲率半径は第１レンズ３０１の像側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ３０１の像側面と第２レンズ３０２の物体側面との間の間隔を表し、ｋは第１レンズ３０１の像側面の式（７）のコーニック定数を表す。以下の行についても同様である。
【表５】
2017195320.tif 000011
【００７１】
表６は、面１−面４及び面６−面９の式（７）の非球面係数を示す表である。
【表６】
2017195320.tif 000012
【００７２】
図８は、実施例３の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。図８の横軸は、ｄ線を基準としたＦ線及びＣ線の倍率色収差を表す。図８の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００７３】
図９は、実施例３の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。図９の横軸は、Ｆ線、ｄ線、及びＣ線のタンジェンシャル像面及びサジタル像面の光軸方向の位置を表す。図において、Ｔａｎはタンジェンシャル像面を表し、Ｓａｇはサジタル像面を表す。図９の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００７４】
実施例４
図１０は、実施例４の撮像光学系の構成を示す図である。実施例４の撮像光学系は、物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ４０１と、正の屈折力を有する第２レンズ４０２と、絞り４０４と、正の屈折力を有する第３レンズ４０３と、を備える。上記のレンズを通過した光束は、光学部材４０５を通過した後、像面４０６上に集光される。光学部材４０５は、センサのカバーガラスなどである。図１０には、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に平行に入射した光束の経路と、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に対して半画角の角度で入射した光束の経路が示されている。
【００７５】
表７は、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含む光学素子の形状、材料の性質、及び光学素子間の間隔を示す表である。表の最も左側の列の数字は面番号を表す。面１−面４は、それぞれ、第１レンズ４０１の物体側面、第１レンズ４０１の像側面、第２レンズ４０２の物体側面、及び第２レンズ４０２の像側面を表す。面６−面９は、それぞれ、第３レンズ４０３の物体側面、第３レンズ４０３の像側面、平板４０５の物体側面、及び平板４０５の像側面を表す。物体の行の曲率半径は、物体の面の曲率半径を表し、「Infinity」は、物体の面が光軸に垂直な平面であることを表す。物体の行の間隔は物体の面から第１レンズ４０１の物体側面までの光軸上の距離を表す。面１の行において、曲率半径は第１レンズ４０１の物体側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ４０１の厚さを表し、屈折率は第１レンズ４０１の材料の屈折率を表し、アッベ数は第１レンズ４０１の材料のアッベ数を表し、ｋは第１レンズ４０１の物体側面の式（７）のコーニック定数を表す。面２の行において、曲率半径は第１レンズ４０１の像側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ４０１の像側面と第２レンズ４０２の物体側面との間の間隔を表し、ｋは第１レンズ４０１の像側面の式（７）のコーニック定数を表す。以下の行についても同様である。
【表７】
2017195320.tif 000013
【００７６】
表８は、面１−面４及び面６−面９の式（７）の非球面係数を示す表である。
【表８】
2017195320.tif 000014
【００７７】
図１１は、実施例４の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。図１１の横軸は、ｄ線を基準としたＦ線及びＣ線の倍率色収差を表す。図１１の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００７８】
図１２は、実施例４の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。図１２の横軸は、Ｆ線、ｄ線、及びＣ線のタンジェンシャル像面及びサジタル像面の光軸方向の位置を表す。図において、Ｔａｎはタンジェンシャル像面を表し、Ｓａｇはサジタル像面を表す。図１２の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００７９】
実施例５
図１３は、実施例５の撮像光学系の構成を示す図である。実施例５の撮像光学系は、物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ５０１と、正の屈折力を有する第２レンズ５０２と、絞り５０４と、正の屈折力を有する第３レンズ５０３と、を備える。上記のレンズを通過した光束は、光学部材５０５を通過した後、像面５０６上に集光される。光学部材５０５は、センサのカバーガラスなどである。図１３には、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に平行に入射した光束の経路と、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に対して半画角の角度で入射した光束の経路が示されている。
【００８０】
表９は、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含む光学素子の形状、材料の性質、及び光学素子間の間隔を示す表である。表の最も左側の列の数字は面番号を表す。面１−面４は、それぞれ、第１レンズ５０１の物体側面、第１レンズ５０１の像側面、第２レンズ５０２の物体側面、及び第２レンズ５０２の像側面を表す。面６−面９は、それぞれ、第３レンズ５０３の物体側面、第３レンズ５０３の像側面、平板５０５の物体側面、及び平板５０５の像側面を表す。物体の行の曲率半径は、物体の面の曲率半径を表し、「Infinity」は、物体の面が光軸に垂直な平面であることを表す。物体の行の間隔は物体の面から第１レンズ５０１の物体側面までの光軸上の距離を表す。面１の行において、曲率半径は第１レンズ５０１の物体側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ５０１の厚さを表し、屈折率は第１レンズ５０１の材料の屈折率を表し、アッベ数は第１レンズ５０１の材料のアッベ数を表し、ｋは第１レンズ５０１の物体側面の式（７）のコーニック定数を表す。面２の行において、曲率半径は第１レンズ５０１の像側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ５０１の像側面と第２レンズ５０２の物体側面との間の間隔を表し、ｋは第１レンズ５０１の像側面の式（７）のコーニック定数を表す。以下の行についても同様である。
【表９】
2017195320.tif 000015
【００８１】
表１０は、面１−面４及び面６−面９の式（７）の非球面係数を示す表である。
【表１０】
2017195320.tif 000016
【００８２】
図１４は、実施例５の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。図１４の横軸は、ｄ線を基準としたＦ線及びＣ線の倍率色収差を表す。図１４の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００８３】
図１５は、実施例５の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。図１５の横軸は、Ｆ線、ｄ線、及びＣ線のタンジェンシャル像面及びサジタル像面の光軸方向の位置を表す。図において、Ｔａｎはタンジェンシャル像面を表し、Ｓａｇはサジタル像面を表す。図１５の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００８４】
実施例６
図１６は、実施例６の撮像光学系の構成を示す図である。実施例６の撮像光学系は、物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ６０１と、正の屈折力を有する第２レンズ６０２と、絞り６０４と、正の屈折力を有する第３レンズ６０３と、を備える。上記のレンズを通過した光束は、光学部材６０５を通過した後、像面６０６上に集光される。光学部材６０５は、センサのカバーガラスなどである。図１６には、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に平行に入射した光束の経路と、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に対して半画角の角度で入射した光束の経路が示されている。
【００８５】
表１１は、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含む光学素子の形状、材料の性質、及び光学素子間の間隔を示す表である。表の最も左側の列の数字は面番号を表す。面１−面４は、それぞれ、第１レンズ６０１の物体側面、第１レンズ６０１の像側面、第２レンズ６０２の物体側面、及び第２レンズ６０２の像側面を表す。面６−面９は、それぞれ、第３レンズ６０３の物体側面、第３レンズ６０３の像側面、平板６０５の物体側面、及び平板６０５の像側面を表す。物体の行の曲率半径は、物体の面の曲率半径を表し、「Infinity」は、物体の面が光軸に垂直な平面であることを表す。物体の行の間隔は物体の面から第１レンズ６０１の物体側面までの光軸上の距離を表す。面１の行において、曲率半径は第１レンズ６０１の物体側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ６０１の厚さを表し、屈折率は第１レンズ６０１の材料の屈折率を表し、アッベ数は第１レンズ６０１の材料のアッベ数を表し、ｋは第１レンズ６０１の物体側面の式（７）のコーニック定数を表す。面２の行において、曲率半径は第１レンズ６０１の像側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ６０１の像側面と第２レンズ６０２の物体側面との間の間隔を表し、ｋは第１レンズ６０１の像側面の式（７）のコーニック定数を表す。以下の行についても同様である。
【表１１】
2017195320.tif 000017
【００８６】
表１２は、面１−面４及び面６−面９の式（７）の非球面係数を示す表である。
【表１２】
2017195320.tif 000018
【００８７】
図１７は、実施例６の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。図１７の横軸は、ｄ線を基準としたＦ線及びＣ線の倍率色収差を表す。図１７の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００８８】
図１８は、実施例６の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。図１８の横軸は、Ｆ線、ｄ線、及びＣ線のタンジェンシャル像面及びサジタル像面の光軸方向の位置を表す。図において、Ｔａｎはタンジェンシャル像面を表し、Ｓａｇはサジタル像面を表す。図１８の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００８９】
実施例７
図１９は、実施例７の撮像光学系の構成を示す図である。実施例７の撮像光学系は、物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ７０１と、正の屈折力を有する第２レンズ７０２と、絞り７０４と、正の屈折力を有する第３レンズ７０３と、を備える。上記のレンズを通過した光束は、光学部材７０５を通過した後、像面７０６上に集光される。光学部材７０５は、センサのカバーガラスなどである。図１９には、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に平行に入射した光束の経路と、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に対して半画角の角度で入射した光束の経路が示されている。
【００９０】
表１３は、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含む光学素子の形状、材料の性質、及び光学素子間の間隔を示す表である。表の最も左側の列の数字は面番号を表す。面１−面４は、それぞれ、第１レンズ７０１の物体側面、第１レンズ７０１の像側面、第２レンズ７０２の物体側面、及び第２レンズ７０２の像側面を表す。面６−面９は、それぞれ、第３レンズ７０３の物体側面、第３レンズ７０３の像側面、平板７０５の物体側面、及び平板７０５の像側面を表す。物体の行の曲率半径は、物体の面の曲率半径を表し、「Infinity」は、物体の面が光軸に垂直な平面であることを表す。物体の行の間隔は物体の面から第１レンズ７０１の物体側面までの光軸上の距離を表す。面１の行において、曲率半径は第１レンズ７０１の物体側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ７０１の厚さを表し、屈折率は第１レンズ７０１の材料の屈折率を表し、アッベ数は第１レンズ７０１の材料のアッベ数を表し、ｋは第１レンズ７０１の物体側面の式（７）のコーニック定数を表す。面２の行において、曲率半径は第１レンズ７０１の像側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ７０１の像側面と第２レンズ７０２の物体側面との間の間隔を表し、ｋは第１レンズ７０１の像側面の式（７）のコーニック定数を表す。以下の行についても同様である。
【表１３】
2017195320.tif 000019
【００９１】
表１４は、面１−面４及び面６−面９の式（７）の非球面係数を示す表である。
【表１４】
2017195320.tif 000020
【００９２】
図２０は、実施例７の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。図２０の横軸は、ｄ線を基準としたＦ線及びＣ線の倍率色収差を表す。図２０の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００９３】
図２１は、実施例７の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。図２１の横軸は、Ｆ線、ｄ線、及びＣ線のタンジェンシャル像面及びサジタル像面の光軸方向の位置を表す。図において、Ｔａｎはタンジェンシャル像面を表し、Ｓａｇはサジタル像面を表す。図２１の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００９４】
実施例８
図２２は、実施例８の撮像光学系の構成を示す図である。実施例８の撮像光学系は、物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ８０１と、正の屈折力を有する第２レンズ８０２と、絞り８０４と、正の屈折力を有する第３レンズ８０３と、を備える。上記のレンズを通過した光束は、光学部材８０５を通過した後、像面８０６上に集光される。光学部材８０５は、センサのカバーガラスなどである。図２２には、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に平行に入射した光束の経路と、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に対して半画角の角度で入射した光束の経路が示されている。
【００９５】
表１５は、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含む光学素子の形状、材料の性質、及び光学素子間の間隔を示す表である。表の最も左側の列の数字は面番号を表す。面１−面４は、それぞれ、第１レンズ８０１の物体側面、第１レンズ８０１の像側面、第２レンズ８０２の物体側面、及び第２レンズ８０２の像側面を表す。面６−面９は、それぞれ、第３レンズ８０３の物体側面、第３レンズ８０３の像側面、平板８０５の物体側面、及び平板８０５の像側面を表す。物体の行の曲率半径は、物体の面の曲率半径を表し、「Infinity」は、物体の面が光軸に垂直な平面であることを表す。物体の行の間隔は物体の面から第１レンズ８０１の物体側面までの光軸上の距離を表す。面１の行において、曲率半径は第１レンズ８０１の物体側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ８０１の厚さを表し、屈折率は第１レンズ８０１の材料の屈折率を表し、アッベ数は第１レンズ８０１の材料のアッベ数を表し、ｋは第１レンズ８０１の物体側面の式（７）のコーニック定数を表す。面２の行において、曲率半径は第１レンズ８０１の像側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ８０１の像側面と第２レンズ８０２の物体側面との間の間隔を表し、ｋは第１レンズ８０１の像側面の式（７）のコーニック定数を表す。以下の行についても同様である。
【表１５】
2017195320.tif 000021
【００９６】
表１６は、面１−面４及び面６−面９の式（７）の非球面係数を示す表である。
【表１６】
2017195320.tif 000022
【００９７】
図２３は、実施例８の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。図２３の横軸は、ｄ線を基準としたＦ線及びＣ線の倍率色収差を表す。図２３の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００９８】
図２４は、実施例８の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。図２４の横軸は、Ｆ線、ｄ線、及びＣ線のタンジェンシャル像面及びサジタル像面の光軸方向の位置を表す。図において、Ｔａｎはタンジェンシャル像面を表し、Ｓａｇはサジタル像面を表す。図２４の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【００９９】
実施例９
図２５は、実施例９の撮像光学系の構成を示す図である。実施例９の撮像光学系は、物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ９０１と、正の屈折力を有する第２レンズ９０２と、絞り９０４と、正の屈折力を有する第３レンズ９０３と、を備える。上記のレンズを通過した光束は、光学部材９０５を通過した後、像面９０６上に集光される。光学部材９０５は、センサのカバーガラスなどである。図２５には、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に平行に入射した光束の経路と、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に対して半画角の角度で入射した光束の経路が示されている。
【０１００】
表１７は、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含む光学素子の形状、材料の性質、及び光学素子間の間隔を示す表である。表の最も左側の列の数字は面番号を表す。面１−面４は、それぞれ、第１レンズ９０１の物体側面、第１レンズ９０１の像側面、第２レンズ９０２の物体側面、及び第２レンズ９０２の像側面を表す。面６−面９は、それぞれ、第３レンズ９０３の物体側面、第３レンズ９０３の像側面、平板９０５の物体側面、及び平板９０５の像側面を表す。物体の行の曲率半径は、物体の面の曲率半径を表し、「Infinity」は、物体の面が光軸に垂直な平面であることを表す。物体の行の間隔は物体の面から第１レンズ９０１の物体側面までの光軸上の距離を表す。面１の行において、曲率半径は第１レンズ９０１の物体側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ９０１の厚さを表し、屈折率は第１レンズ９０１の材料の屈折率を表し、アッベ数は第１レンズ９０１の材料のアッベ数を表し、ｋは第１レンズ９０１の物体側面の式（７）のコーニック定数を表す。面２の行において、曲率半径は第１レンズ９０１の像側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ９０１の像側面と第２レンズ９０２の物体側面との間の間隔を表し、ｋは第１レンズ９０１の像側面の式（７）のコーニック定数を表す。以下の行についても同様である。
【表１７】
2017195320.tif 000023
【０１０１】
表１８は、面１−面４及び面６−面９の式（７）の非球面係数を示す表である。
【表１８】
2017195320.tif 000024
【０１０２】
図２６は、実施例９の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。図２６の横軸は、ｄ線を基準としたＦ線及びＣ線の倍率色収差を表す。図２６の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【０１０３】
図２７は、実施例９の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。図２７の横軸は、Ｆ線、ｄ線、及びＣ線のタンジェンシャル像面及びサジタル像面の光軸方向の位置を表す。図において、Ｔａｎはタンジェンシャル像面を表し、Ｓａｇはサジタル像面を表す。図２７の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【０１０４】
実施例１０
図２８は、実施例１０の撮像光学系の構成を示す図である。実施例１０の撮像光学系は、物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ１００１と、正の屈折力を有する第２レンズ１００２と、絞り１００４と、正の屈折力を有する第３レンズ１００３と、を備える。上記のレンズを通過した光束は、光学部材１００５を通過した後、像面１００６上に集光される。光学部材１００５は、センサのカバーガラスなどである。図２８には、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に平行に入射した光束の経路と、第１レンズからの光軸上の距離が１５ｍｍの位置にある物体面から主光線が光軸に対して半画角の角度で入射した光束の経路が示されている。
【０１０５】
表１９は、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含む光学素子の形状、材料の性質、及び光学素子間の間隔を示す表である。表の最も左側の列の数字は面番号を表す。面１−面４は、それぞれ、第１レンズ１００１の物体側面、第１レンズ１００１の像側面、第２レンズ１００２の物体側面、及び第２レンズ１００２の像側面を表す。面６−面９は、それぞれ、第３レンズ１００３の物体側面、第３レンズ１００３の像側面、平板１００５の物体側面、及び平板１００５の像側面を表す。物体の行の曲率半径は、物体の面の曲率半径を表し、「Infinity」は、物体の面が光軸に垂直な平面であることを表す。物体の行の間隔は物体の面から第１レンズ１００１の物体側面までの光軸上の距離を表す。面１の行において、曲率半径は第１レンズ１００１の物体側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ１００１の厚さを表し、屈折率は第１レンズ１００１の材料の屈折率を表し、アッベ数は第１レンズ１００１の材料のアッベ数を表し、ｋは第１レンズ１００１の物体側面の式（７）のコーニック定数を表す。面２の行において、曲率半径は第１レンズ１００１の像側面の符号付きの中心曲率半径（式（７）のＲ）を表し、間隔は第１レンズ１００１の像側面と第２レンズ１００２の物体側面との間の間隔を表し、ｋは第１レンズ１００１の像側面の式（７）のコーニック定数を表す。以下の行についても同様である。
【表１９】
2017195320.tif 000025
【０１０６】
表２０は、面１−面４及び面６−面９の式（７）の非球面係数を示す表である。
【表２０】
2017195320.tif 000026
【０１０７】
図２９は、実施例１０の撮像光学系の倍率色収差を示す図である。図２９の横軸は、ｄ線を基準としたＦ線及びＣ線の倍率色収差を表す。図２９の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【０１０８】
図３０は、実施例１０の撮像光学系の像面湾曲を示す図である。図３０の横軸は、Ｆ線、ｄ線、及びＣ線のタンジェンシャル像面及びサジタル像面の光軸方向の位置を表す。図において、Ｔａｎはタンジェンシャル像面を表し、Ｓａｇはサジタル像面を表す。図３０の縦軸は、撮像光学系に入射する光束の主光線の光軸に対する角度を表す。縦軸の角度の最大値は半画角に相当する。
【０１０９】
実施例のまとめ
表２１は、実施例１−実施例１０の特徴を求めた表である。表における長さの単位はミリメータであり、角度の単位は度である。
【表２１】
2017195320.tif 000027
【０１１０】
表において、ωは半画角を表し、２ωは画角を表す。表２１によると、全ての実施例は、式（１）、式（２）、式（３）、及び式（６）を満たす。実施例１−５及び実施例７は式（２）’を満たし、実施例１は式（２）”を満たす。また、各実施例の表によると、全ての実施例は式（４）及び式（５）を満たす。
【０１１１】
各実施例の収差図によると、ほとんどの実施例の撮像光学系のｄ線を基準としたＦ線及びＣ線の倍率色収差は、±１マイクロメータ以内である。ほとんどの実施例の撮像光学系のＦ線、ｄ線、及びＣ線のタンジェンシャル像面及びサジタル像面の像面湾曲は、±４０マイクロメータ以内である。
【図１】
2017195320.tif 000028
【図２】
2017195320.tif 000029
【図３】
2017195320.tif 000030
【図４】
2017195320.tif 000031
【図５】
2017195320.tif 000032
【図６】
2017195320.tif 000033
【図７】
2017195320.tif 000034
【図８】
2017195320.tif 000035
【図９】
2017195320.tif 000036
【図１０】
2017195320.tif 000037
【図１１】
2017195320.tif 000038
【図１２】
2017195320.tif 000039
【図１３】
2017195320.tif 000040
【図１４】
2017195320.tif 000041
【図１５】
2017195320.tif 000042
【図１６】
2017195320.tif 000043
【図１７】
2017195320.tif 000044
【図１８】
2017195320.tif 000045
【図１９】
2017195320.tif 000046
【図２０】
2017195320.tif 000047
【図２１】
2017195320.tif 000048
【図２２】
2017195320.tif 000049
【図２３】
2017195320.tif 000050
【図２４】
2017195320.tif 000051
【図２５】
2017195320.tif 000052
【図２６】
2017195320.tif 000053
【図２７】
2017195320.tif 000054
【図２８】
2017195320.tif 000055
【図２９】
2017195320.tif 000056
【図３０】
2017195320.tif 000057
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月13日(2016.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、絞りと、正の屈折力を有する第３レンズと、を備えた、３枚レンズの撮像光学系であって、
該第１レンズの像側主点と該第２レンズの物体側主点との間の符号付きの距離ｄは、該第１レンズの像側主点が該第２レンズの物体側主点よりも物体側にある場合に正、該第１レンズの像側主点が該第２レンズの物体側主点よりも像側にある場合に負であるとし、該第１レンズ及び該第２レンズの符号付きの合成焦点距離をｆ１２として、
d ＜ 0
0.005 ＜ d / f12 ≦ 0.527
を満たす撮像光学系。
【請求項２】
0.1 ＜ d / f12 ≦ 0.527
を満たす請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項３】
0.12 ＜ d / f12 ＜ 0.15
を満たす請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項４】
該第１レンズ、該第２レンズ、及び該第３レンズの一致した主軸を光軸として、該第３レンズの像側の面の該光軸上の点から像面までの距離をｔ３、該第１レンズの物体側の面の該光軸上の点から該第３レンズの像側の面の該光軸上の点までの距離をｔとして、
t3/t ＞ 0.5
を満たす請求項１から３のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項５】
該第１レンズ、該第２レンズ、及び該第３レンズの一致した主軸を光軸として、該第２レンズの物体側の面の該光軸上の点が、該第１レンズの像側の面の画角に対応する光束の最外光線が通過する点よりも物体側にある請求項１から４のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項６】
該第１レンズを構成する物質のアッベ数をv1、該第２レンズを構成する物質のアッベ数をv2、該第３レンズを構成する物質のアッベ数をv3として、
v1 ＞ v2
v3 ＞ v2
を満たす請求項１から５のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項７】
画角に対応する光束の像高をｙ、該第１レンズの有効径をＤとして、
0.75 ＜ 2×y / D ＜ 1.25
を満たす請求項１から６のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項８】
内視鏡に使用される請求項１から７のいずれかに記載の撮像光学系。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
以下の表における「曲率半径」及び「間隔」の長さの単位は、ミリメータである。
本明細書において、実施例２、５及び７−１０は参考例とする。
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月10日(2017.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側に配置された、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、絞りと、正の屈折力を有する第３レンズと、を備えた、３枚レンズの撮像光学系であって、
該第１レンズの像側主点と該第２レンズの物体側主点との間の符号付きの距離ｄは、該第１レンズの像側主点が該第２レンズの物体側主点よりも物体側にある場合に正、該第１レンズの像側主点が該第２レンズの物体側主点よりも像側にある場合に負であるとし、該第１レンズ及び該第２レンズの符号付きの合成焦点距離をｆ１２として、
d < 0
0.005 < d / f12 < 16
を満たし、
該第１レンズ、該第２レンズ、及び該第３レンズの一致した主軸を光軸として、該第３レンズの像側の面の該光軸上の点から像面までの距離をｔ３、該第１レンズの物体側の面の該光軸上の点から該第３レンズの像側の面の該光軸上の点までの距離をｔとして、
t3/t > 0.5
を満たす撮像光学系。
【請求項２】
0.1 < d / f12 < 6
を満たす請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項３】
0.12 < d / f12 < 0.15
を満たす請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項４】
該第１レンズ、該第２レンズ、及び該第３レンズの一致した主軸を光軸として、該第２レンズの物体側の面の該光軸上の点が、該第１レンズの像側の面の画角に対応する光束の最外光線が通過する点よりも物体側にある請求項１から３のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項５】
該第１レンズを構成する物質のアッベ数をv1、該第２レンズを構成する物質のアッベ数をv2、該第３レンズを構成する物質のアッベ数をv3として、
v1 > v2
v3 > v2
を満たす請求項１から４のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項６】
画角に対応する光束の像高をｙ、該第１レンズの有効径をＤとして、
0.75 < 2×y / D < 1.25
を満たす請求項１から５のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項７】
内視鏡に使用される請求項１から６のいずれかに記載の撮像光学系。
【国際調査報告】
2017195320.tif 000058
2017195320.tif 000059
2017195320.tif 000060
2017195320.tif 000061
2017195320.tif 000062
2017195320.tif 000063