撮像光学系及びそれを備える撮像装置
【課題】小型で高性能な撮像光学系及び小型で高性能な撮像光学系を備える撮像装置を提供すること。
【解決手段】本発明の撮像光学系は、物体側から順に、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、正の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、の５枚のレンズよりなることを特徴とする。また、撮像装置は、この撮像光学系を備えている。
【解決手段】本発明の撮像光学系は、物体側から順に、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、正の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、の５枚のレンズよりなることを特徴とする。また、撮像装置は、この撮像光学系を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型で高性能な撮像光学系及びそれを備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話の薄型化に伴い、光学系の光軸方向の長さを極限まで薄くしたカメラモジュールが求められている。
また、昨今の撮像素子の大型化、高画素化にともない高解像力のレンズが求められている。この要求に応えるために、非球面レンズ３〜５枚程度で構成された単焦点の光学系が、例えば特許文献１、特許文献２に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７-２６４１８０号公報
【特許文献２】特開２００７-２９８５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に提案されている例は、高性能かつテレセントリック性を確保するために正負正負負タイプである。このタイプでは、第４レンズが負レンズになっている。このため、光学長の短縮化、像面湾曲の補正などの観点で、まだ不十分であり、改善の余地がある。
【０００５】
また、特許文献２に提案されている例は、色収差の観点から、第１レンズと第２レンズとが接合されている。このような接合レンズを用いた場合、接合面の面形状に制約を受けてしまい、光学長の短縮化、諸収差の補正の点などで、まだ不十分であり、改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型で高性能な撮像光学系及びそれを備える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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像光学系は、
物体側から順に、
開口絞りと、
正の屈折力を有する第１レンズと、
負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、
正の屈折力を有する第４レンズと、
負の屈折力を有する第５レンズと、
の５枚のレンズよりなることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．３６＜ｆ4／ｆ＜３．８８ （１）
ここで、
ｆ4は、第４レンズの焦点距離、
ｆは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．８１＜ｆ3／ｆ4＜３．２５ （２）
ここで、
ｆ3は、第３レンズの焦点距離、
ｆ4は、第４レンズの焦点距離、
である。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．２８＜ｆ1／ｆ＜１．２３ (３)
但し、
ｆ1は、第１レンズの焦点距離、
ｆは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、第２レンズの像面側の面は、像面側に凹形状であることが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．５７＜ｆ3／ｆ＜６.３１ （４）
ここで、
ｆ3は、第３レンズの焦点距離、
ｆは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式を満足することが望ましい。
０＜｜（ＳＡＧ4AS−ＳＡＧ4AA）／４ＡＲ｜＜０．１４７ （５）
且つ
０＜|（ＳＡＧ4BS−ＳＡＧ4BA）／４ＢＲ｜＜０．３９５ （６）
ここで、
ＳＡＧ4ASは、第４レンズの物体側の面を球面とした場合での有効径６割の位置でのsag量、
ＳＡＧ4AAは、第４レンズの物体側の面の有効径６割の位置でのsag量、
ＳＡＧ4BSは、第４レンズの撮像面側の面を球面とした場合での有効径６割の位置でのsag量、
ＳＡＧ4BAは、第４レンズの撮像面側の面の有効径６割の位置でのsag量、
4ARは、第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
4BRは、第４レンズの撮像面側の面の近軸曲率半径、
である。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、第５レンズの物体側の面は物体側に凹形状であることが望ましい。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズは、樹脂により形成されていることが望ましい。
【００１６】
また、本発明の撮像装置では、
上述の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置であって、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
１５°＜αi＜３０° （７）
ここで、αiは最大像高における主光線の撮像面への入射角度である。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、さらに、撮像光学系の最も物体側にシャッタ機構を有することが望ましい。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像光学系は、オートフォーカス機構を有することが望ましい。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像光学系と電子撮像素子とを一体化することが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、小型で高性能な撮像光学系及びそれを備える撮像装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図２】実施例１にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図３】本発明の実施例２にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図４】実施例２にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図５】本発明の実施例３にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図６】実施例３にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図７】本発明の実施例４にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図８】実施例４にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図９】本発明の実施例５にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１０】実施例５にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図１１】本発明の実施例６にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１２】実施例６にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図１３】本発明の実施例７にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１４】実施例７にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図１５】本発明によるズーム光学系を組み込んだデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図である。
【図１６】デジタルカメラ４０の後方斜視図である。
【図１７】デジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。
【図１８】本発明の撮像光学系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図である。
【図１９】パソコン３００の撮影光学系３０３の断面図である。
【図２０】パソコン３００の側面図である。
【図２１】本発明の撮像光学系が撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である携帯電話を示す図であり、（ａ）は携帯電話４００の正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。
【図２２】sag量を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施例の説明に先立ち、本実施形態の撮像光学系の作用効果について説明する。
【００２３】
本実施形態の撮像光学系は、
物体側から順に、
開口絞りと、
正の屈折力を有する第１レンズと、
負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、
正の屈折力を有する第４レンズと、
負の屈折力を有する第５レンズと、
の５枚のレンズよりなることを特徴とする。
【００２４】
本実施形態の撮像光学系では、最も物体側に開口絞りを配置している。このため、射出瞳を像面から離すことができる。これにより、結像位置（電子撮像素子の撮像面）において、周辺部に入射する光線の角度を小さくすることができる。したがって、光学長の短縮化、撮像素子周辺部の感度低下を回避することが可能となる。
また、主点の位置をより光学系の物体側に配置することができるので、焦点距離に対して全長を十分に小さくすることが可能となる。これにより、光学系の全長の短縮が実現できる。
また、正の屈折力を持った第３レンズを配置し、第４レンズを正とした５枚構成にすることで、従来の４枚構成の撮像レンズに比べて、周辺部の倍率色収差の補正が有利になる。さらに、第４レンズが正の屈折力を持つことで光学系の全長の短縮化に有利になる。
【００２５】
また、本実施形態の結像光学系は、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．３６＜ｆ4／ｆ＜３．８８ （１）
ここで、
ｆ4は、第４レンズの焦点距離、
ｆは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００２６】
条件式（１）は、第４レンズと結像光学系全系の屈折力の配分を規定している。条件式（２）を満足することで、光学長の短縮化と良好な収差補正ができる。
条件式（１）の上限値を上回った場合、第４レンズの屈折力が小さくなる。その結果、光学系の全長の短縮化を進めた場合、テレセントリック性の確保が困難になるため好ましくない。
条件式（１）の下限値を下回った場合、第４レンズの屈折力が大きくなりすぎてしまう。このため、軸上の色収差が増大し、収差補正が困難になる。
【００２７】
条件式（１）の代わりに、以下の条件式（１’）を満足すると良い。
０．４７＜ｆ4／ｆ＜２．９１ （１’）
条件式（１）の代わりに、以下の条件式（１”）を満足するとなお良い。
０．５５＜ｆ4／ｆ＜２．５２ （１”）
【００２８】
また、本実施形態の結像光学系は、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．８１＜ｆ3／ｆ4＜３．２５ （２）
ここで、
ｆ3は、第３レンズの焦点距離、
ｆ4は、第４レンズの焦点距離、
である。
【００２９】
条件式（２）は、第３レンズと第４レンズの屈折力の配分を規定している。条件式（２）を満足することで、光学長の短縮化にともなう偏心感度の悪化を緩和化し、像面湾曲を良好に補正できる。
条件式（２）の上限値を上回った場合、第３レンズに比べ第４レンズの屈折力は顕著に大きくなる。このため、第４レンズの偏心感度が高くなるため好ましくない。
条件式（２）の下限値を下回った場合、第４レンズに比べ第３レンズの屈折力は顕著に大きくなる。このため、第３レンズの偏心感度が高くなるため好ましくない。
また条件式（２）の範囲からはずれた場合、ペッツバール和すなわち像面湾曲の補正が困難になるため好ましくない。
【００３０】
条件式（２）に代えて、以下の条件式（２’）を満足すると良い。
１．０７＜ｆ3／ｆ4＜２．４４ （２’）
条件式（２）に代えて、以下の条件式（２”）を満足するとなお良い。
１．２４＜ｆ3／ｆ4＜２．１１ （２”）
【００３１】
また、本実施形態の結像光学系は、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．２８＜ｆ1／ｆ＜１．２３ (３)
ここで、
ｆ1は、第１レンズの焦点距離、
ｆは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００３２】
条件式（３）は、第１レンズと結像光学系全系の屈折力の配分を規定している。条件式（３）を満足することで、光学系の全長を短くし、良好な収差補正ができる。
条件式（３）の値が下限値を下回った場合、第１レンズの屈折力は強くなってしまう。この場合、諸収差が増大し収差補正が困難になる。また製造感度が低くなるため好ましくない。
条件式（３）の値が上限値を上回った場合、第１レンズの屈折力は弱くなってしまう。この場合、光学系の全長の短縮が困難になってしまうため好ましくない。
【００３３】
条件式（３）に代えて、以下の条件式（３’）を満足すると良い。
０．５１＜ｆ1／ｆ＜０．７７ （３’）
条件式（３）に代えて、以下の条件式（３”）を満足するとなお良い。
０．５２＜ｆ1／ｆ＜０．６４ （３”）
【００３４】
また、本実施形態の結像光学系では、第２レンズの像面側の面は、像面側に凹形状のメニスカス形状であることが望ましい。
【００３５】
第２レンズの像面側の面を、像面側に凹形状にし、負の屈折力にすることで、光線の射出角を大きくし、テレセントリック性を確保しつつ、光学系の全長の短縮化が可能となる。
【００３６】
また、実施形態の結像光学系では、第３レンズの物体側の面が物体側に凹形状または凸形状であることが望ましい。第３レンズの物体側の面を物体側に凹形状にすることで製造時のレンズの位置ずれによる像面変動を抑えることが可能であり、製造感度が低くなる。
また、第３レンズの物体側の面を物体側に凸形状にすることで倍率色収差の補正が有利になる。
【００３７】
また、本実施形態の結像光学系では、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．５７＜ｆ3／ｆ＜６.３１ （４）
ここで、
ｆ3は、第３レンズの焦点距離、
ｆは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００３８】
条件式（４）は、第３レンズと結像光学系全系の屈折力の配分を規定している。条件式（４）を満足すると、良好な収差補正ができる。より詳しくは、第３レンズにおいて、近軸の屈折力を適切に抑えることで軸上色収差の増大を抑制し、像面湾曲を良好に補正することができる。
条件式（４）の下限値を下回った場合、第３レンズの屈折力は強くなってしまう。この場合、軸上色収差が増大してしまい収差補正が困難になる。
条件式（４）の上限値を上回った場合、第３レンズの屈折力は弱くなってしまう。この場合、光学系の全長が長くなってしまう。
【００３９】
条件式（４）に代えて、以下の条件式（４’）を満足すると良い。
１．６８＜ｆ3／ｆ＜４．７３ （４’）
条件式（４）に代えて、以下の条件式（４”）を満足するとなお良い。
１．７８＜ｆ3／ｆ＜４．０６ （４”）
【００４０】
また、実施形態の結像光学系では、第４レンズは、物体側に凹形状、像面側に凸形状のメニスカス形状であることが望ましい。第４レンズを物体側に凹形状、像面側に凸形状のメニスカス形状にすることでコンセントリック性を失わずに、すなわち曲率中心が絞り近傍に存在する状態を維持しつつ、コマ収差の補正に有利となる。
【００４１】
また、本実施形態の結像光学系は、以下の条件式を満足することが望ましい。
０＜｜（ＳＡＧ4AS−ＳＡＧ4AA）／４ＡＲ｜＜０．１４７ （５）
且つ
０＜|（ＳＡＧ4BS−ＳＡＧ4BA）／４ＢＲ｜＜０．３９５ （６）
ここで、
ＳＡＧ4ASは、第４レンズの物体側の面を球面とした場合での有効径６割の位置でのsag量、
ＳＡＧ4AAは、第４レンズの物体側の面の有効径６割の位置でのsag量、
ＳＡＧ4BSは、第４レンズの撮像面側の面を球面とした場合での有効径６割の位置でのsag量、
ＳＡＧ4BAは、第４レンズの撮像面側の面の有効径６割の位置でのsag量、
４ＡＲは、第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
４ＢＲは、第４レンズの撮像面側の面の近軸曲率半径、
である。
【００４２】
ここで、sag量について、図２２を参照して説明する。「レンズ面を球面とした場合での有効径６割の位置でのsag量」とは、有効径６割の位置（高さ）において光軸に平行な方向に沿った方向における、点線で示す基準球面と面頂Ｖを通る平面Ｐとの距離ＳＡＧｓをいう。
また、「レンズ面の有効径６割の位置でのsag量」とは、有効径６割の位置（高さ）において光軸に平行な方向に沿った方向における、実線で示すレンズ面と面頂Ｖを通る平面Ｐとの距離ＳＡＧａをいう。
【００４３】
条件式（５）、（６）は物体距離の変動による像面湾曲の変動を抑制するために好ましい条件を規定している。
条件式（５）、（６）の上限値を上回った場合、軸上と軸外の屈折力に大きな差が生じ、物体距離の変動による像面湾曲の変動が顕著になってしまい好ましくない。
【００４４】
条件式（５）、（６）に代えて、以下の条件式（５’）、（６’）を満足すると良い。
０＜｜（ＳＡＧ4AS−ＳＡＧ4AA）／４ＡＲ｜＜０．０９１ （５’）
０＜｜（ＳＡＧ4BS−ＳＡＧ4BA）／４ＢＲ｜＜０．１９７ （６’）
条件式（５）、（６）に代えて、以下の条件式（５”）、（６”）を満足するとなお良い。
０＜｜（ＳＡＧ4AS−ＳＡＧ4AA）／４ＡＲ｜＜０．０７４ （５”）
０＜｜（ＳＡＧ4BS−ＳＡＧ4BA）／４ＢＲ｜＜０．０５９ （６”）
【００４５】
また、本実施形態の結像光学系では、第５レンズの物体側の面は物体側に凹形状であることが望ましい。
【００４６】
第５レンズの物体側の面を物体側に凹形状にすることで、射出側の光線が光軸を平行にしつつ、像面湾曲の補正や、歪曲収差の補正を有利に行なうことができる。
【００４７】
また、本実施形態の結像光学系では、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズおよび第５レンズは、樹脂により形成されていることが望ましい。
【００４８】
レンズの材料として、樹脂を用いることで安価な撮像光学系を提供できる。
【００４９】
また、本実施形態の撮像装置は、
上述の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置であって、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
１５°＜αi＜３０° （７）
ここで、αiは最大像高における主光線の撮像面への入射角度である。
【００５０】
電子撮像素子にＣＣＤ等を用いる場合、光学系から射出された軸外光束が撮像面に対して大きな角度で入射すると、画像中央部と周辺部で画像の明るさが変化してしまう。また撮像面への入射角度が小さいと、この明るさの変化の問題は解決されるが、光学系の全長が長くなってしまう。
条件式（７）を満足すると、光学系の全長が長くなるのを抑えつつ、画像中央部と周辺部で画像の明るさの不均一性を抑えることができる。
【００５１】
また、本実施形態の撮像装置では、撮像光学系の最も物体側にシャッタ機構を有することが望ましい。
撮像光学系の最も物体側にシャッタを配置することによって、光学系全体とシャッタ機構とを別々に構成することができる。そのため撮像モジュールの組立が容易になり、また撮像モジュールの小型化に有利になる。また、開口絞り付近に配置することで、シャッタシェーディングの影響を軽減することができる。
【００５２】
また、本実施形態の撮像装置では、前記撮像光学系は、オートフォーカス機構を有することが望ましい。
オートフォーカス機構を搭載することによって、あらゆる被写体距離において合焦することができる。
【００５３】
また、本実施形態の撮像装置では、撮像光学系と電子撮像素子とを一体化することが望ましい。
電子撮像素子を一体化することで、撮像光学系による光学像を電気信号化することがでる。またαiによる画像中央部と周辺部で画像の明るさの変化を軽減できる電子撮像素子を選択し、小型且つ高性能な撮像装置を提供できる。
【００５４】
また、本実施形態の結像光学系では、第１レンズの両面が非球面であることが望ましい。これにより諸収差の補正に有利となる。特に、球面収差、コマ収差、非点収差の補正に有利となる。
さらに、本実施形態の結像光学系では、第２レンズの両面が非球面であることが望ましい。これにより諸収差の補正に有利となる。特に、球面収差、コマ収差、非点収差の補正に有利となる。
また、本実施形態の結像光学系では、第４レンズの両面が非球面であることが望ましい。これにより諸収差の補正に有利となる。特に、湾曲収差、歪曲収差の補正に有利となる。
また、本実施形態の結像光学系では、第５レンズの両面が非球面であることが望ましい。これにより諸収差の補正に有利となる。特に、像面湾曲、歪曲収差の補正に有利となる。また、射出側の光線が光軸に平行である状態、いわゆるテレセントリック性の確保に有利となる。
【００５５】
以下に、本実施形態の撮像光学系及び電子撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００５６】
次に、実施例１にかかる撮像光学系について説明する。図１は実施例１にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【００５７】
図２は実施例１にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。また、ＦＩＹは像高を示している。なお、収差図における記号は、後述の実施例においても共通である。
【００５８】
実施例１の撮像光学系は、図１に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、正屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負屈折力の第５レンズＬ５を有している。なお、以下全ての実施例において、レンズ断面図中、ＣＧはカバーガラス、Ｉは電子撮像素子の撮像面を示している。
【００５９】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、両凹負レンズである。第３レンズＬ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、両凹負レンズである。
【００６０】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００６１】
実施例２の撮像光学系は、図３に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、正屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負屈折力の第５レンズＬ５を有している。
【００６２】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
【００６３】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００６４】
実施例３の撮像光学系は、図５に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、正屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負屈折力の第５レンズＬ５を有している。
【００６５】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
【００６６】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００６７】
実施例４の撮像光学系は、図７に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、正屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負屈折力の第５レンズＬ５を有している。
【００６８】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、両凸正レンズである。第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
【００６９】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００７０】
実施例５の撮像光学系は、図９に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、正屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負屈折力の第５レンズＬ５を有している。
【００７１】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
【００７２】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００７３】
実施例６の撮像光学系は、図１１に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、正屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負屈折力の第５レンズＬ５を有している。
【００７４】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、両凸正レンズである。第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、両凹負レンズである。
【００７５】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００７６】
実施例７の撮像光学系は、図１３に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、正屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負屈折力の第５レンズＬ５を有している。
【００７７】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、両凹負レンズである。
【００７８】
非球面は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第４レンズＬ４及び第５レンズＬ５の両面、第３レンズＬ３の像側の面に設けられている。
【００７９】
次に、上記各実施例の撮像光学系を構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、ｒ１、ｒ２、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１、ｄ２、…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎｄ１、ｎｄ２、…は各レンズのｄ線での屈折率、νｄ１、νｄ２、…は各レンズのアッべ数、Ｆｎｏ．はＦナンバー、ｆは全系焦点距離、＊印は非球面を示している。
【００８０】
また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をＫ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10
また、Ｅは１０のべき乗を表している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
【００８１】
数値実施例１
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.16
2* 1.514 0.61 1.53071 55.71
3* -8.512 0.06
4* -77.883 0.30 1.63260 23.28
5* 2.165 0.39
6* 2.008 0.31 1.58393 30.22
7* 2.362 0.64
8* -5.337 0.56 1.53071 55.71
9* -1.247 0.47
10* -1.175 0.55 1.53071 55.71
11* 52.979 0.25
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.32
像面 ∞
非球面データ
第２面
k=0.437
A4=-1.52719e-02,A6=-2.10431e-02
第３面
k=7.266
A4=1.32557e-01,A6=-1.59129e-02
第４面
k=1.079
A4=1.22858e-01,A6=4.14234e-02,A8=-2.33656e-02
第５面
k=3.268
A4=-5.43689e-02,A6=1.07848e-01,A8=-5.00662e-02
第６面
k=-11.164
A4=5.89647e-03,A6=-4.95146e-02,A8=3.70178e-02,A10=-1.95327e-02
第７面
k=0.009
A4=-9.63662e-02,A6=2.41469e-02,A8=-1.08413e-02
第８面
k=0.562
A4=-8.57895e-02,A6=3.88476e-02,A8=-2.04390e-02
第９面
k=-1.040
A4=-2.78432e-03,A6=2.26031e-02,A8=3.85116e-03,A10=-2.11278e-03
第１０面
k=-1.147
A4=7.76084e-02,A6=-7.56962e-03,A8=1.86176e-04,A10=5.78786e-07
第１１面
k=-99.772
A4=-2.96309e-02,A6=7.64446e-04,A8=-2.13386e-04,A10=3.93374e-07
fb (in air) 0.71
全長 (in air) 4.59
全系焦点距離 4.23
【００８２】
数値実施例２
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.15
2* 1.562 0.62 1.54454 55.93
3* -5.723 0.04
4* 5.330 0.33 1.63494 23.91
5* 1.462 0.29
6* -41.633 0.34 1.60352 28.21
7* -6.459 0.51
8* -2.971 0.33 1.60352 28.21
9* -1.697 0.58
10* -1.453 0.81 1.54454 55.93
11* -7.483 0.25
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.31
像面 ∞
非球面データ
第２面
k=-0.251
A4=-6.57688e-03,A6=-1.08256e-02,A8-2.88799e-02,A10=-5.91158e-03
第３面
k=5.554
A4=6.34805e-02,A6=-1.12391e-01,A8=1.01639e-01,A10=-5.33485e-02
第４面
k=-171.109
A4=5.52591e-02,A6=-5.59237e-02,A8=1.30568e-01,A10=-5.13041e-02
第５面
k=-0.238
A4=-1.73099e-01,A6=2.88831e-01,A8=-2.17465e-01,A10=1.23197e-01
第６面
k=43.598
A4=-8.87746e-02,A6=-7.59662e-02,A8=2.87338e-01,A10=-1.19189e-01
第７面
k=25.501
A4=-5.60907e-02,A6=-6.79959e-02,A8=1.24828e-01,A10=3.11344e-02
第８面
k=0.363
A4=-4.35137e-02,A6=-4.64459e-02,A8=-8.27315e-03,A10=1.12264e-03
第９面
k=0.173
A4=6.74807e-02,A6=1.99499e-02,A8=-6.40927e-03,A10=1.56685e-03
第１０面
k=-1.578
A4=5.99798e-02,A6=-8.31077e-03,A8=7.03202e-04,A10=-5.05168e-05
第１１面
k=-200.000
A4=-2.41208e-02,A6=-7.90557e-04,A8=-3.92103e-04,A10=4.61755e-05
fb (in air) 0.69
全長 (in air) 4.54
全系焦点距離 4.28
【００８３】
数値実施例３
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.10
2* 1.618 0.62 1.53071 55.71
3* -4.961 0.05
4* 5.710 0.33 1.63494 23.91
5* 1.563 0.39
6* -3.756 0.39 1.53071 55.71
7* -2.061 0.42
8* -1.845 0.50 1.60352 28.21
9* -1.580 0.73
10* -1.614 0.67 1.53071 55.71
11* -7.980 0.25
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.31
像面 ∞
非球面データ
第２面
k=-0.170
A4=-1.00356e-02,A6=-3.81996e-03,A8=5.51225e-03,A10=-2.99796e-03
第３面
k=7.114
A4=7.85575e-02,A6=1.21370e-02,A8=5.33615e-03,A10=1.31206e-02
第４面
k=-113.321
A4=6.01996e-02,A6=4.26326e-03,A8=1.30646e-01,A10=-9.05304e-02
第５面
k=0.790
A4=-1.32069e-01,A6=1.44559e-01,A8=-6.94869e-02,A10=2.98790e-02
第６面
k=-22.022
A4=-1.85512e-02,A6=6.79936e-02,A8=8.52940e-04,A10=4.87794e-04
第７面
k=-5.915
A4=1.50114e-02,A6=6.95824e-02,A8=-5.46294e-04,A10=-2.72286e-03
第８面
k=-2.318
A4=1.39851e-02,A6=9.33341e-02,A8=-1.01201e-01,A10=3.11984e-02,A12=-2.96310e-03
第９面
k=-0.109
A4=4.90824e-02,A6=8.55630e-02,A8=-4.72267e-02,A10=8.61669e-03,A12=1.97114e-04
第１０面
k=-1.005
A4=5.28628e-02,A6=-5.86815e-03,A8=8.46175e-04,A10=-8.07449e-05,A12=3.71532e-07
第１１面
k=-445.082
A4=-2.58354e-02,A6=1.51787e-03,A8=-3.84860e-04,A10=2.54376e-05,A12=9.34150e-08
fb (in air) 0.71
全長 (in air) 4.82
全系焦点距離 4.47
【００８４】
数値実施例４
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.18
2* 1.449 0.55 1.53071 55.71
3* -6.171 0.06
4* 5.948 0.33 1.63494 23.91
5* 1.443 0.28
6* 19.919 0.34 1.60352 28.21
7* -19.991 0.43
8* -2.719 0.34 1.60352 28.21
9* -1.699 0.70
10* -1.722 0.81 1.53071 55.71
11* -11.154 0.25
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.33
像面 ∞
非球面データ
第２面
k=-0.117
A4=-1.18556e-03,A6=-6.58231e-03,A8=-2.32639e-02,A10=3.01692e-02
第３面
k=-11.751
A4=7.53795e-02,A6=-9.31862e-02,A8=1.10250e-01,A10=4.78478e-03
第４面
k=-174.630
A4=4.88256e-02,A6=-5.68098e-02,A8=1.46920e-01,A10=-3.82802e-02
第５面
k=-0.092
A4=-1.63449e-01,A6=2.78687e-01,A8=-2.54070e-01,A10=1.68844e-01
第６面
k=41.914
A4=-7.82489e-02,A6=-5.97126e-02,A8=2.95170e-01,A10=-1.61574e-01
第７面
k=101.771
A4=-6.86789e-02,A6=-8.41227e-02,A8=1.10130e-01,A10=3.83175e-02
第８面
k=0.915
A4=-4.70200e-02,A6=-6.88395e-02,A8=-2.66452e-03,A10=-2.39501e-02
第９面
k=0.332
A4=6.15674e-02,A6=2.48501e-02,A8=-4.90039e-03,A10=2.29803e-03
第１０面
k=-1.112
A4=5.82775e-02,A6=-7.14819e-03,A8=6.34866e-04,A10=-4.04834e-05
第１１面
k=-636.320
A4=-2.12631e-02,A6=-1.50144e-03,A8=-4.38711e-04,A10=6.36103e-05
fb (in air) 0.71
全長 (in air) 4.55
全系焦点距離 4.37
【００８５】
数値実施例５
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.10
2* 1.566 0.55 1.54454 55.93
3* -13.551 0.06
4* 6.440 0.33 1.63494 23.91
5* 1.754 0.33
6 -10.574 0.47 1.53071 55.71
7* -3.536 0.43
8* -2.442 0.57 1.54454 55.93
9* -1.247 0.70
10* -1.071 0.41 1.54454 55.93
11* -4.779 0.30
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.30
像面 ∞
非球面データ
第２面
k=0.118
A4=3.51981e-03,A6=3.15415e-04,A8=2.85742e-02
第３面
k=-49.163
A4=9.91226e-02,A6=-1.01062e-01,A8=1.87672e-01
第４面
k=6.287
A4=4.22317e-02,A6=-1.42760e-01,A8=2.38264e-01,A10=-3.19567e-02
第５面
k=1.391
A4=-6.20887e-02,A6=2.25292e-02,A8=-9.94067e-02,A10=1.30287e-01
第７面
k=-3.816
A4=1.98999e-02,A6=-5.49857e-02,A8=2.73220e-02,A10=1.14483e-02
第８面
k=1.870
A4=-5.96485e-02,A6=1.39147e-01,A8=-1.30303e-01,A10=4.49195e-02
第９面
k=-0.461
A4=-2.79628e-03,A6=1.03908e-01,A8=-3.66048e-02,A10=6.17661e-03
第１０面
k=-1.885
A4=5.81773e-02,A6=-6.68551e-03,A8=1.30080e-04,A10=8.02451e-06,A12=8.92094e-07
第１１面
k=-150.548
A4=-1.68889e-02,A6=5.44836e-04,A8=-5.25831e-04,A10=1.26296e-04,A12=-1.02406e-05
fb (in air) 0.76
全長 (in air) 4.61
全系焦点距離 4.09
【００８６】
数値実施例６
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.10
2* 1.895 0.70 1.54454 55.93
3* -35.770 0.05
4* 4.541 0.34 1.63494 23.91
5* 1.763 0.36
6* 554.313 0.49 1.53071 55.71
7* -4.923 0.49
8* -2.316 0.77 1.54454 55.93
9* -1.132 0.57
10* -3.874 0.44 1.54454 55.93
11* 2.329 0.46
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.40
像面 ∞
非球面データ
第２面
k=-0.417
A4=2.30722e-02,A6=-1.57621e-02,A8=2.42845e-02
第３面
k=0.027
A4=8.14577e-04,A6=3.23114e-02,A8=1.84596e-02
第４面
k=-41.241
A4=-5.43173e-02,A6=6.47387e-02,A8=-9.99442e-03,A10=-6.30963e-03
第５面
k=0.803
A4=-1.26827e-01,A6=8.91246e-02,A8=-5.28834e-02,A10=6.13521e-03
第６面
k=-1.264
A4=-3.67651e-02,A6=4.83340e-04,A8=2.45824e-02,A10=-7.23457e-03
第７面
k=-3.287
A4=-5.22028e-02,A6=3.97193e-02,A8=-3.88474e-02,A10=1.79400e-02
第８面
k=1.102
A4=-9.69947e-02,A6=1.27478e-01,A8=-5.71162e-02,A10=1.24910e-02
第９面
k=-0.868
A4=3.03167e-02,A6=5.02812e-03,A8=9.35928e-03,A10=-2.37338e-03
第１０面
k=-0.243
A4=6.13107e-03,A6=2.18227e-04,A8=2.20085e-04,A10=-2.21650e-05
第１１面
k=-9.257
A4=-3.71806e-02,A6=6.26959e-03,A8=-8.14906e-04,A10=4.31811e-05
fb (in air) 1.06
全長 (in air) 5.28
全系焦点距離 4.32
【００８７】
数値実施例７
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.10
2* 2.100 0.85 1.53071 55.71
3* -10.000 0.05
4* 9.391 0.40 1.63494 23.91
5* 2.428 0.76
6* -3.409 0.66 1.53071 55.71
7* -1.539 0.38
8* -1.402 0.83 1.53071 55.71
9* -1.300 0.66
10* -1.908 0.50 1.53071 55.71
11* 47.477 0.60
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.45
像面 ∞
非球面データ
第２面
k=-1.154
A4=1.46019e-02,A6=8.67027e-04,A8=-1.00000e-03
第３面
k=-5.000
A4=7.83820e-03,A6=2.24308e-04,A8=-1.09538e-04
第４面
k=3.593
A4=-1.93960e-02,A6=1.25120e-02,A8=5.66178e-04
第５面
k=1.505
A4=-3.04522e-02,A6=1.15182e-02,A8=1.85302e-04
第６面
k=1.351
A4=-1.00000e-02,A6=1.30000e-03
第７面
k=-1.575
A4=2.33107e-02,A6=-5.69157e-03
第８面
k=-0.869
A4=5.99547e-02,A6=-6.95207e-03,A8=-4.49331e-04
第９面
k=-1.259
A4=1.00000e-02,A6=1.00000e-03
第１０面
k=-0.818
A4=4.38227e-02,A6=-4.00871e-03,A8=-2.87456e-05,A10=1.78791e-05
第１１面
k=15.000
A4=-8.66144e-03,A6=1.01133e-03,A8=-1.84966e-04,A10=5.56796e-06
fb (in air) 1.25
全長 (in air) 6.35
全系焦点距離 5.43
【００８８】
次に、各実施例における条件式の値を掲げる。
式(1) ｆ4／ｆ
式(2) ｆ3／ｆ4
式(3) ｆ1／ｆ
式(4) ｆ3／ｆ
式(5) |（ＳＡＧ4AS−ＳＡＧ4AA）／４ＡＲ｜
式(6) |（ＳＡＧ4BS−ＳＡＧ4BA）／４ＢＲ｜
式(7) αi
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 実施例6 実施例7
f 4.23 4.28 4.47 4.37 4.09 4.32 5.43
f1 2.46 2.31 2.37 2.26 2.60 3.31 3.34
f2 -3.28 -3.25 -3.47 -3.06 -3.86 -4.72 -5.23
f3 17.13 12.52 7.94 16.45 9.74 9.16 4.68
f4 2.91 5.93 10.54 6.61 3.99 3.29 8.77
f5 -2.15 -3.46 -3.94 -3.94 -2.63 -2.59 -3.43
F NO 2.80 2.80 2.94 2.94 2.94 2.80 2.89
式(1) 0.58 0.54 0.53 0.52 0.64 0.77 0.61
式(2) 0.69 1.38 2.36 1.51 0.98 0.76 1.62
式(3) 5.89 2.11 0.75 2.49 2.44 2.78 0.53
式(4) 4.06 2.92 1.78 3.76 2.38 2.12 0.86
式(5) 0.005 0.004 0.013 0.004 0.004 0.010 0.074
式(6) 0.062 0.021 0.040 0.014 0.059 0.182 0.197
式(7) 26 26 24 25 25 24 24
【００８９】
さて、以上のような本発明の結像光学系は、物体の像をＣＣＤやＣＭＯＳなどの電子撮像素子で撮影する撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、携帯端末、特に持ち運びに便利な携帯電話等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
【００９０】
図１５〜図１７に本発明による結像光学系をデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図１５はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１６は同後方斜視図、図１７はデジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。
【００９１】
デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッタ４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含む。そして、撮影者が、カメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１の撮像光学系４８を通して撮影が行われる。
【００９２】
撮影光学系４１によって形成された物体像は、ＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、画像処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この画像処理手段５１にはメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、このメモリは画像処理手段５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。
【００９３】
さらに、ファインダー用光路４４上には、ファインダー用対物光学系５３が配置されている。このファインダー用対物光学系５３は、カバーレンズ５４、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０、フォーカス用レンズ６６からなる。このファインダー用対物光学系５３によって、結像面６７上に物体像が形成される。この物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。このポロプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。
【００９４】
このように構成されたデジタルカメラ４０によれば、撮影光学系４１の構成枚数を少なくした小型化・薄型化のズームレンズを有する電子撮像装置が実現できる。なお、この沈胴式のデジタルカメラの撮像光学系は、上記各数値実施例のレンズ断面構成とは異なっているが、上述したように上記各実施例の撮像光学系を搭載している。
【００９５】
次に、本発明の結像光学系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンを図１８〜図２０に示す。図１８はパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図、図１９はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図２０は図１８の側面図である。図１８〜図２０に示されるように、パソコン３００は、キーボード３０１と、情報処理手段や記録手段と、モニター３０２と、撮影光学系３０３とを有している。
【００９６】
ここで、キーボード３０１は、外部から操作者が情報を入力するためのものである。情報処理手段や記録手段は、図示を省略している。モニター３０２は、情報を操作者に表示するためのものである。撮影光学系３０３は、操作者自身や周辺の像を撮影するためのものである。モニター３０２は、液晶表示素子やＣＲＴディスプレイ等であってよい。液晶表示素子としては、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子がある。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
【００９７】
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、例えば実施例１の撮像光学系からなる対物光学系１００と、像を受光する電子撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。
なお、このパソコンの撮像光学系は、上記各数値実施例のレンズ断面構成とは異なっているが、上述したように上記各実施例の撮像光学系を搭載している。
【００９８】
鏡枠の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
電子撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力される。そして、最終的に、物体像は電子画像としてモニター３０２に表示される、図１８には、その一例として、操作者が撮影した画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。遠隔地への画像伝達は、インターネットや電話を利用する。
【００９９】
次に、本発明の撮像光学系が撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話を図２１に示す。図２１（ａ）は携帯電話４００の正面図、図２１（ｂ）は側面図、図２１（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図２１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、携帯電話４００は、マイク部４０１と、スピーカ部４０２と、入力ダイアル４０３と、モニター４０４と、撮影光学系４０５と、アンテナ４０６と、処理手段とを有している。
【０１００】
ここで、マイク部４０１は、操作者の声を情報として入力するためのものである。スピーカ部４０２は、通話相手の声を出力するためのものである。入力ダイアル４０３は、操作者が情報を入力するためのものである。モニター４０４は、操作者自身や通話相手等の撮影像や、電話番号等の情報を表示するためのものである。アンテナ４０６は、通信電波の送信と受信を行うためのものである。処理手段（不図示）は、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行ためのものである。
【０１０１】
ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置、特にこれらに限られない。この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配された対物光学系１００と、物体像を受光する電子撮像素子チップ１６２とを有している。対物光学系１００としては、例えば実施例１のズームレンズが用いられる。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
【０１０２】
鏡枠の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
電子撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない画像処理手段に入力される。そして、最終的に物体像は、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、処理手段には信号処理機能が含まれている。通信相手に画像を送信する場合、この機能により、電子撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する。
なお、この情報処理装置の撮像光学系は、上記各数値実施例のレンズ断面構成とは異なっているが、上述したように上記各実施例の撮像光学系を搭載している。
【０１０３】
なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
以上のように、本発明は、小型で高性能な撮像光学系に有用である。
【符号の説明】
【０１０５】
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
ＣＧ カバーガラス
Ｉ 撮像面
Ｅ 観察者の眼球
４０ デジタルカメラ
４１ 撮影光学系
４２ 撮影用光路
４３ ファインダー光学系
４４ ファインダー用光路
４５ シャッタ
４６ フラッシュ
４７ 液晶表示モニター
４８ 撮像光学系
４９ ＣＣＤ
５０ 撮像面
５１ 処理手段
５３ ファインダー用対物光学系
５５ ポロプリズム
５７ 視野枠
５９ 接眼光学系
６６ フォーカス用レンズ
６７ 結像面
１００ 対物光学系
１０２ カバーガラス
１６２ 電子撮像素子チップ
１６６ 端子
３００ パソコン
３０１ キーボード
３０２ モニター
３０３ 撮影光学系
３０４ 撮影光路
３０５ 画像
４００ 携帯電話
４０１ マイク部
４０２ スピーカ部
４０３ 入力ダイアル
４０４ モニター
４０５ 撮影光学系
４０６ アンテナ
４０７ 撮影光路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型で高性能な撮像光学系及びそれを備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話の薄型化に伴い、光学系の光軸方向の長さを極限まで薄くしたカメラモジュールが求められている。
また、昨今の撮像素子の大型化、高画素化にともない高解像力のレンズが求められている。この要求に応えるために、非球面レンズ３〜５枚程度で構成された単焦点の光学系が、例えば特許文献１、特許文献２に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７-２６４１８０号公報
【特許文献２】特開２００７-２９８５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に提案されている例は、高性能かつテレセントリック性を確保するために正負正負負タイプである。このタイプでは、第４レンズが負レンズになっている。このため、光学長の短縮化、像面湾曲の補正などの観点で、まだ不十分であり、改善の余地がある。
【０００５】
また、特許文献２に提案されている例は、色収差の観点から、第１レンズと第２レンズとが接合されている。このような接合レンズを用いた場合、接合面の面形状に制約を受けてしまい、光学長の短縮化、諸収差の補正の点などで、まだ不十分であり、改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型で高性能な撮像光学系及びそれを備える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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像光学系は、
物体側から順に、
開口絞りと、
正の屈折力を有する第１レンズと、
負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、
正の屈折力を有する第４レンズと、
負の屈折力を有する第５レンズと、
の５枚のレンズよりなることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．３６＜ｆ4／ｆ＜３．８８ （１）
ここで、
ｆ4は、第４レンズの焦点距離、
ｆは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．８１＜ｆ3／ｆ4＜３．２５ （２）
ここで、
ｆ3は、第３レンズの焦点距離、
ｆ4は、第４レンズの焦点距離、
である。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．２８＜ｆ1／ｆ＜１．２３ (３)
但し、
ｆ1は、第１レンズの焦点距離、
ｆは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、第２レンズの像面側の面は、像面側に凹形状であることが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．５７＜ｆ3／ｆ＜６.３１ （４）
ここで、
ｆ3は、第３レンズの焦点距離、
ｆは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式を満足することが望ましい。
０＜｜（ＳＡＧ4AS−ＳＡＧ4AA）／４ＡＲ｜＜０．１４７ （５）
且つ
０＜|（ＳＡＧ4BS−ＳＡＧ4BA）／４ＢＲ｜＜０．３９５ （６）
ここで、
ＳＡＧ4ASは、第４レンズの物体側の面を球面とした場合での有効径６割の位置でのsag量、
ＳＡＧ4AAは、第４レンズの物体側の面の有効径６割の位置でのsag量、
ＳＡＧ4BSは、第４レンズの撮像面側の面を球面とした場合での有効径６割の位置でのsag量、
ＳＡＧ4BAは、第４レンズの撮像面側の面の有効径６割の位置でのsag量、
4ARは、第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
4BRは、第４レンズの撮像面側の面の近軸曲率半径、
である。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、第５レンズの物体側の面は物体側に凹形状であることが望ましい。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズは、樹脂により形成されていることが望ましい。
【００１６】
また、本発明の撮像装置では、
上述の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置であって、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
１５°＜αi＜３０° （７）
ここで、αiは最大像高における主光線の撮像面への入射角度である。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、さらに、撮像光学系の最も物体側にシャッタ機構を有することが望ましい。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像光学系は、オートフォーカス機構を有することが望ましい。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像光学系と電子撮像素子とを一体化することが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、小型で高性能な撮像光学系及びそれを備える撮像装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図２】実施例１にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図３】本発明の実施例２にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図４】実施例２にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図５】本発明の実施例３にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図６】実施例３にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図７】本発明の実施例４にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図８】実施例４にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図９】本発明の実施例５にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１０】実施例５にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図１１】本発明の実施例６にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１２】実施例６にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図１３】本発明の実施例７にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１４】実施例７にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図１５】本発明によるズーム光学系を組み込んだデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図である。
【図１６】デジタルカメラ４０の後方斜視図である。
【図１７】デジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。
【図１８】本発明の撮像光学系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図である。
【図１９】パソコン３００の撮影光学系３０３の断面図である。
【図２０】パソコン３００の側面図である。
【図２１】本発明の撮像光学系が撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である携帯電話を示す図であり、（ａ）は携帯電話４００の正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。
【図２２】sag量を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施例の説明に先立ち、本実施形態の撮像光学系の作用効果について説明する。
【００２３】
本実施形態の撮像光学系は、
物体側から順に、
開口絞りと、
正の屈折力を有する第１レンズと、
負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、
正の屈折力を有する第４レンズと、
負の屈折力を有する第５レンズと、
の５枚のレンズよりなることを特徴とする。
【００２４】
本実施形態の撮像光学系では、最も物体側に開口絞りを配置している。このため、射出瞳を像面から離すことができる。これにより、結像位置（電子撮像素子の撮像面）において、周辺部に入射する光線の角度を小さくすることができる。したがって、光学長の短縮化、撮像素子周辺部の感度低下を回避することが可能となる。
また、主点の位置をより光学系の物体側に配置することができるので、焦点距離に対して全長を十分に小さくすることが可能となる。これにより、光学系の全長の短縮が実現できる。
また、正の屈折力を持った第３レンズを配置し、第４レンズを正とした５枚構成にすることで、従来の４枚構成の撮像レンズに比べて、周辺部の倍率色収差の補正が有利になる。さらに、第４レンズが正の屈折力を持つことで光学系の全長の短縮化に有利になる。
【００２５】
また、本実施形態の結像光学系は、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．３６＜ｆ4／ｆ＜３．８８ （１）
ここで、
ｆ4は、第４レンズの焦点距離、
ｆは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００２６】
条件式（１）は、第４レンズと結像光学系全系の屈折力の配分を規定している。条件式（２）を満足することで、光学長の短縮化と良好な収差補正ができる。
条件式（１）の上限値を上回った場合、第４レンズの屈折力が小さくなる。その結果、光学系の全長の短縮化を進めた場合、テレセントリック性の確保が困難になるため好ましくない。
条件式（１）の下限値を下回った場合、第４レンズの屈折力が大きくなりすぎてしまう。このため、軸上の色収差が増大し、収差補正が困難になる。
【００２７】
条件式（１）の代わりに、以下の条件式（１’）を満足すると良い。
０．４７＜ｆ4／ｆ＜２．９１ （１’）
条件式（１）の代わりに、以下の条件式（１”）を満足するとなお良い。
０．５５＜ｆ4／ｆ＜２．５２ （１”）
【００２８】
また、本実施形態の結像光学系は、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．８１＜ｆ3／ｆ4＜３．２５ （２）
ここで、
ｆ3は、第３レンズの焦点距離、
ｆ4は、第４レンズの焦点距離、
である。
【００２９】
条件式（２）は、第３レンズと第４レンズの屈折力の配分を規定している。条件式（２）を満足することで、光学長の短縮化にともなう偏心感度の悪化を緩和化し、像面湾曲を良好に補正できる。
条件式（２）の上限値を上回った場合、第３レンズに比べ第４レンズの屈折力は顕著に大きくなる。このため、第４レンズの偏心感度が高くなるため好ましくない。
条件式（２）の下限値を下回った場合、第４レンズに比べ第３レンズの屈折力は顕著に大きくなる。このため、第３レンズの偏心感度が高くなるため好ましくない。
また条件式（２）の範囲からはずれた場合、ペッツバール和すなわち像面湾曲の補正が困難になるため好ましくない。
【００３０】
条件式（２）に代えて、以下の条件式（２’）を満足すると良い。
１．０７＜ｆ3／ｆ4＜２．４４ （２’）
条件式（２）に代えて、以下の条件式（２”）を満足するとなお良い。
１．２４＜ｆ3／ｆ4＜２．１１ （２”）
【００３１】
また、本実施形態の結像光学系は、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．２８＜ｆ1／ｆ＜１．２３ (３)
ここで、
ｆ1は、第１レンズの焦点距離、
ｆは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００３２】
条件式（３）は、第１レンズと結像光学系全系の屈折力の配分を規定している。条件式（３）を満足することで、光学系の全長を短くし、良好な収差補正ができる。
条件式（３）の値が下限値を下回った場合、第１レンズの屈折力は強くなってしまう。この場合、諸収差が増大し収差補正が困難になる。また製造感度が低くなるため好ましくない。
条件式（３）の値が上限値を上回った場合、第１レンズの屈折力は弱くなってしまう。この場合、光学系の全長の短縮が困難になってしまうため好ましくない。
【００３３】
条件式（３）に代えて、以下の条件式（３’）を満足すると良い。
０．５１＜ｆ1／ｆ＜０．７７ （３’）
条件式（３）に代えて、以下の条件式（３”）を満足するとなお良い。
０．５２＜ｆ1／ｆ＜０．６４ （３”）
【００３４】
また、本実施形態の結像光学系では、第２レンズの像面側の面は、像面側に凹形状のメニスカス形状であることが望ましい。
【００３５】
第２レンズの像面側の面を、像面側に凹形状にし、負の屈折力にすることで、光線の射出角を大きくし、テレセントリック性を確保しつつ、光学系の全長の短縮化が可能となる。
【００３６】
また、実施形態の結像光学系では、第３レンズの物体側の面が物体側に凹形状または凸形状であることが望ましい。第３レンズの物体側の面を物体側に凹形状にすることで製造時のレンズの位置ずれによる像面変動を抑えることが可能であり、製造感度が低くなる。
また、第３レンズの物体側の面を物体側に凸形状にすることで倍率色収差の補正が有利になる。
【００３７】
また、本実施形態の結像光学系では、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．５７＜ｆ3／ｆ＜６.３１ （４）
ここで、
ｆ3は、第３レンズの焦点距離、
ｆは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００３８】
条件式（４）は、第３レンズと結像光学系全系の屈折力の配分を規定している。条件式（４）を満足すると、良好な収差補正ができる。より詳しくは、第３レンズにおいて、近軸の屈折力を適切に抑えることで軸上色収差の増大を抑制し、像面湾曲を良好に補正することができる。
条件式（４）の下限値を下回った場合、第３レンズの屈折力は強くなってしまう。この場合、軸上色収差が増大してしまい収差補正が困難になる。
条件式（４）の上限値を上回った場合、第３レンズの屈折力は弱くなってしまう。この場合、光学系の全長が長くなってしまう。
【００３９】
条件式（４）に代えて、以下の条件式（４’）を満足すると良い。
１．６８＜ｆ3／ｆ＜４．７３ （４’）
条件式（４）に代えて、以下の条件式（４”）を満足するとなお良い。
１．７８＜ｆ3／ｆ＜４．０６ （４”）
【００４０】
また、実施形態の結像光学系では、第４レンズは、物体側に凹形状、像面側に凸形状のメニスカス形状であることが望ましい。第４レンズを物体側に凹形状、像面側に凸形状のメニスカス形状にすることでコンセントリック性を失わずに、すなわち曲率中心が絞り近傍に存在する状態を維持しつつ、コマ収差の補正に有利となる。
【００４１】
また、本実施形態の結像光学系は、以下の条件式を満足することが望ましい。
０＜｜（ＳＡＧ4AS−ＳＡＧ4AA）／４ＡＲ｜＜０．１４７ （５）
且つ
０＜|（ＳＡＧ4BS−ＳＡＧ4BA）／４ＢＲ｜＜０．３９５ （６）
ここで、
ＳＡＧ4ASは、第４レンズの物体側の面を球面とした場合での有効径６割の位置でのsag量、
ＳＡＧ4AAは、第４レンズの物体側の面の有効径６割の位置でのsag量、
ＳＡＧ4BSは、第４レンズの撮像面側の面を球面とした場合での有効径６割の位置でのsag量、
ＳＡＧ4BAは、第４レンズの撮像面側の面の有効径６割の位置でのsag量、
４ＡＲは、第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
４ＢＲは、第４レンズの撮像面側の面の近軸曲率半径、
である。
【００４２】
ここで、sag量について、図２２を参照して説明する。「レンズ面を球面とした場合での有効径６割の位置でのsag量」とは、有効径６割の位置（高さ）において光軸に平行な方向に沿った方向における、点線で示す基準球面と面頂Ｖを通る平面Ｐとの距離ＳＡＧｓをいう。
また、「レンズ面の有効径６割の位置でのsag量」とは、有効径６割の位置（高さ）において光軸に平行な方向に沿った方向における、実線で示すレンズ面と面頂Ｖを通る平面Ｐとの距離ＳＡＧａをいう。
【００４３】
条件式（５）、（６）は物体距離の変動による像面湾曲の変動を抑制するために好ましい条件を規定している。
条件式（５）、（６）の上限値を上回った場合、軸上と軸外の屈折力に大きな差が生じ、物体距離の変動による像面湾曲の変動が顕著になってしまい好ましくない。
【００４４】
条件式（５）、（６）に代えて、以下の条件式（５’）、（６’）を満足すると良い。
０＜｜（ＳＡＧ4AS−ＳＡＧ4AA）／４ＡＲ｜＜０．０９１ （５’）
０＜｜（ＳＡＧ4BS−ＳＡＧ4BA）／４ＢＲ｜＜０．１９７ （６’）
条件式（５）、（６）に代えて、以下の条件式（５”）、（６”）を満足するとなお良い。
０＜｜（ＳＡＧ4AS−ＳＡＧ4AA）／４ＡＲ｜＜０．０７４ （５”）
０＜｜（ＳＡＧ4BS−ＳＡＧ4BA）／４ＢＲ｜＜０．０５９ （６”）
【００４５】
また、本実施形態の結像光学系では、第５レンズの物体側の面は物体側に凹形状であることが望ましい。
【００４６】
第５レンズの物体側の面を物体側に凹形状にすることで、射出側の光線が光軸を平行にしつつ、像面湾曲の補正や、歪曲収差の補正を有利に行なうことができる。
【００４７】
また、本実施形態の結像光学系では、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズおよび第５レンズは、樹脂により形成されていることが望ましい。
【００４８】
レンズの材料として、樹脂を用いることで安価な撮像光学系を提供できる。
【００４９】
また、本実施形態の撮像装置は、
上述の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置であって、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
１５°＜αi＜３０° （７）
ここで、αiは最大像高における主光線の撮像面への入射角度である。
【００５０】
電子撮像素子にＣＣＤ等を用いる場合、光学系から射出された軸外光束が撮像面に対して大きな角度で入射すると、画像中央部と周辺部で画像の明るさが変化してしまう。また撮像面への入射角度が小さいと、この明るさの変化の問題は解決されるが、光学系の全長が長くなってしまう。
条件式（７）を満足すると、光学系の全長が長くなるのを抑えつつ、画像中央部と周辺部で画像の明るさの不均一性を抑えることができる。
【００５１】
また、本実施形態の撮像装置では、撮像光学系の最も物体側にシャッタ機構を有することが望ましい。
撮像光学系の最も物体側にシャッタを配置することによって、光学系全体とシャッタ機構とを別々に構成することができる。そのため撮像モジュールの組立が容易になり、また撮像モジュールの小型化に有利になる。また、開口絞り付近に配置することで、シャッタシェーディングの影響を軽減することができる。
【００５２】
また、本実施形態の撮像装置では、前記撮像光学系は、オートフォーカス機構を有することが望ましい。
オートフォーカス機構を搭載することによって、あらゆる被写体距離において合焦することができる。
【００５３】
また、本実施形態の撮像装置では、撮像光学系と電子撮像素子とを一体化することが望ましい。
電子撮像素子を一体化することで、撮像光学系による光学像を電気信号化することがでる。またαiによる画像中央部と周辺部で画像の明るさの変化を軽減できる電子撮像素子を選択し、小型且つ高性能な撮像装置を提供できる。
【００５４】
また、本実施形態の結像光学系では、第１レンズの両面が非球面であることが望ましい。これにより諸収差の補正に有利となる。特に、球面収差、コマ収差、非点収差の補正に有利となる。
さらに、本実施形態の結像光学系では、第２レンズの両面が非球面であることが望ましい。これにより諸収差の補正に有利となる。特に、球面収差、コマ収差、非点収差の補正に有利となる。
また、本実施形態の結像光学系では、第４レンズの両面が非球面であることが望ましい。これにより諸収差の補正に有利となる。特に、湾曲収差、歪曲収差の補正に有利となる。
また、本実施形態の結像光学系では、第５レンズの両面が非球面であることが望ましい。これにより諸収差の補正に有利となる。特に、像面湾曲、歪曲収差の補正に有利となる。また、射出側の光線が光軸に平行である状態、いわゆるテレセントリック性の確保に有利となる。
【００５５】
以下に、本実施形態の撮像光学系及び電子撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００５６】
次に、実施例１にかかる撮像光学系について説明する。図１は実施例１にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【００５７】
図２は実施例１にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。また、ＦＩＹは像高を示している。なお、収差図における記号は、後述の実施例においても共通である。
【００５８】
実施例１の撮像光学系は、図１に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、正屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負屈折力の第５レンズＬ５を有している。なお、以下全ての実施例において、レンズ断面図中、ＣＧはカバーガラス、Ｉは電子撮像素子の撮像面を示している。
【００５９】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、両凹負レンズである。第３レンズＬ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、両凹負レンズである。
【００６０】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００６１】
実施例２の撮像光学系は、図３に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、正屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負屈折力の第５レンズＬ５を有している。
【００６２】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
【００６３】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００６４】
実施例３の撮像光学系は、図５に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、正屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負屈折力の第５レンズＬ５を有している。
【００６５】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
【００６６】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００６７】
実施例４の撮像光学系は、図７に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、正屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負屈折力の第５レンズＬ５を有している。
【００６８】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、両凸正レンズである。第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
【００６９】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００７０】
実施例５の撮像光学系は、図９に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、正屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負屈折力の第５レンズＬ５を有している。
【００７１】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
【００７２】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００７３】
実施例６の撮像光学系は、図１１に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、正屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負屈折力の第５レンズＬ５を有している。
【００７４】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、両凸正レンズである。第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、両凹負レンズである。
【００７５】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００７６】
実施例７の撮像光学系は、図１３に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、正屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負屈折力の第５レンズＬ５を有している。
【００７７】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、両凹負レンズである。
【００７８】
非球面は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第４レンズＬ４及び第５レンズＬ５の両面、第３レンズＬ３の像側の面に設けられている。
【００７９】
次に、上記各実施例の撮像光学系を構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、ｒ１、ｒ２、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１、ｄ２、…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎｄ１、ｎｄ２、…は各レンズのｄ線での屈折率、νｄ１、νｄ２、…は各レンズのアッべ数、Ｆｎｏ．はＦナンバー、ｆは全系焦点距離、＊印は非球面を示している。
【００８０】
また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をＫ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10
また、Ｅは１０のべき乗を表している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
【００８１】
数値実施例１
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.16
2* 1.514 0.61 1.53071 55.71
3* -8.512 0.06
4* -77.883 0.30 1.63260 23.28
5* 2.165 0.39
6* 2.008 0.31 1.58393 30.22
7* 2.362 0.64
8* -5.337 0.56 1.53071 55.71
9* -1.247 0.47
10* -1.175 0.55 1.53071 55.71
11* 52.979 0.25
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.32
像面 ∞
非球面データ
第２面
k=0.437
A4=-1.52719e-02,A6=-2.10431e-02
第３面
k=7.266
A4=1.32557e-01,A6=-1.59129e-02
第４面
k=1.079
A4=1.22858e-01,A6=4.14234e-02,A8=-2.33656e-02
第５面
k=3.268
A4=-5.43689e-02,A6=1.07848e-01,A8=-5.00662e-02
第６面
k=-11.164
A4=5.89647e-03,A6=-4.95146e-02,A8=3.70178e-02,A10=-1.95327e-02
第７面
k=0.009
A4=-9.63662e-02,A6=2.41469e-02,A8=-1.08413e-02
第８面
k=0.562
A4=-8.57895e-02,A6=3.88476e-02,A8=-2.04390e-02
第９面
k=-1.040
A4=-2.78432e-03,A6=2.26031e-02,A8=3.85116e-03,A10=-2.11278e-03
第１０面
k=-1.147
A4=7.76084e-02,A6=-7.56962e-03,A8=1.86176e-04,A10=5.78786e-07
第１１面
k=-99.772
A4=-2.96309e-02,A6=7.64446e-04,A8=-2.13386e-04,A10=3.93374e-07
fb (in air) 0.71
全長 (in air) 4.59
全系焦点距離 4.23
【００８２】
数値実施例２
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.15
2* 1.562 0.62 1.54454 55.93
3* -5.723 0.04
4* 5.330 0.33 1.63494 23.91
5* 1.462 0.29
6* -41.633 0.34 1.60352 28.21
7* -6.459 0.51
8* -2.971 0.33 1.60352 28.21
9* -1.697 0.58
10* -1.453 0.81 1.54454 55.93
11* -7.483 0.25
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.31
像面 ∞
非球面データ
第２面
k=-0.251
A4=-6.57688e-03,A6=-1.08256e-02,A8-2.88799e-02,A10=-5.91158e-03
第３面
k=5.554
A4=6.34805e-02,A6=-1.12391e-01,A8=1.01639e-01,A10=-5.33485e-02
第４面
k=-171.109
A4=5.52591e-02,A6=-5.59237e-02,A8=1.30568e-01,A10=-5.13041e-02
第５面
k=-0.238
A4=-1.73099e-01,A6=2.88831e-01,A8=-2.17465e-01,A10=1.23197e-01
第６面
k=43.598
A4=-8.87746e-02,A6=-7.59662e-02,A8=2.87338e-01,A10=-1.19189e-01
第７面
k=25.501
A4=-5.60907e-02,A6=-6.79959e-02,A8=1.24828e-01,A10=3.11344e-02
第８面
k=0.363
A4=-4.35137e-02,A6=-4.64459e-02,A8=-8.27315e-03,A10=1.12264e-03
第９面
k=0.173
A4=6.74807e-02,A6=1.99499e-02,A8=-6.40927e-03,A10=1.56685e-03
第１０面
k=-1.578
A4=5.99798e-02,A6=-8.31077e-03,A8=7.03202e-04,A10=-5.05168e-05
第１１面
k=-200.000
A4=-2.41208e-02,A6=-7.90557e-04,A8=-3.92103e-04,A10=4.61755e-05
fb (in air) 0.69
全長 (in air) 4.54
全系焦点距離 4.28
【００８３】
数値実施例３
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.10
2* 1.618 0.62 1.53071 55.71
3* -4.961 0.05
4* 5.710 0.33 1.63494 23.91
5* 1.563 0.39
6* -3.756 0.39 1.53071 55.71
7* -2.061 0.42
8* -1.845 0.50 1.60352 28.21
9* -1.580 0.73
10* -1.614 0.67 1.53071 55.71
11* -7.980 0.25
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.31
像面 ∞
非球面データ
第２面
k=-0.170
A4=-1.00356e-02,A6=-3.81996e-03,A8=5.51225e-03,A10=-2.99796e-03
第３面
k=7.114
A4=7.85575e-02,A6=1.21370e-02,A8=5.33615e-03,A10=1.31206e-02
第４面
k=-113.321
A4=6.01996e-02,A6=4.26326e-03,A8=1.30646e-01,A10=-9.05304e-02
第５面
k=0.790
A4=-1.32069e-01,A6=1.44559e-01,A8=-6.94869e-02,A10=2.98790e-02
第６面
k=-22.022
A4=-1.85512e-02,A6=6.79936e-02,A8=8.52940e-04,A10=4.87794e-04
第７面
k=-5.915
A4=1.50114e-02,A6=6.95824e-02,A8=-5.46294e-04,A10=-2.72286e-03
第８面
k=-2.318
A4=1.39851e-02,A6=9.33341e-02,A8=-1.01201e-01,A10=3.11984e-02,A12=-2.96310e-03
第９面
k=-0.109
A4=4.90824e-02,A6=8.55630e-02,A8=-4.72267e-02,A10=8.61669e-03,A12=1.97114e-04
第１０面
k=-1.005
A4=5.28628e-02,A6=-5.86815e-03,A8=8.46175e-04,A10=-8.07449e-05,A12=3.71532e-07
第１１面
k=-445.082
A4=-2.58354e-02,A6=1.51787e-03,A8=-3.84860e-04,A10=2.54376e-05,A12=9.34150e-08
fb (in air) 0.71
全長 (in air) 4.82
全系焦点距離 4.47
【００８４】
数値実施例４
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.18
2* 1.449 0.55 1.53071 55.71
3* -6.171 0.06
4* 5.948 0.33 1.63494 23.91
5* 1.443 0.28
6* 19.919 0.34 1.60352 28.21
7* -19.991 0.43
8* -2.719 0.34 1.60352 28.21
9* -1.699 0.70
10* -1.722 0.81 1.53071 55.71
11* -11.154 0.25
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.33
像面 ∞
非球面データ
第２面
k=-0.117
A4=-1.18556e-03,A6=-6.58231e-03,A8=-2.32639e-02,A10=3.01692e-02
第３面
k=-11.751
A4=7.53795e-02,A6=-9.31862e-02,A8=1.10250e-01,A10=4.78478e-03
第４面
k=-174.630
A4=4.88256e-02,A6=-5.68098e-02,A8=1.46920e-01,A10=-3.82802e-02
第５面
k=-0.092
A4=-1.63449e-01,A6=2.78687e-01,A8=-2.54070e-01,A10=1.68844e-01
第６面
k=41.914
A4=-7.82489e-02,A6=-5.97126e-02,A8=2.95170e-01,A10=-1.61574e-01
第７面
k=101.771
A4=-6.86789e-02,A6=-8.41227e-02,A8=1.10130e-01,A10=3.83175e-02
第８面
k=0.915
A4=-4.70200e-02,A6=-6.88395e-02,A8=-2.66452e-03,A10=-2.39501e-02
第９面
k=0.332
A4=6.15674e-02,A6=2.48501e-02,A8=-4.90039e-03,A10=2.29803e-03
第１０面
k=-1.112
A4=5.82775e-02,A6=-7.14819e-03,A8=6.34866e-04,A10=-4.04834e-05
第１１面
k=-636.320
A4=-2.12631e-02,A6=-1.50144e-03,A8=-4.38711e-04,A10=6.36103e-05
fb (in air) 0.71
全長 (in air) 4.55
全系焦点距離 4.37
【００８５】
数値実施例５
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.10
2* 1.566 0.55 1.54454 55.93
3* -13.551 0.06
4* 6.440 0.33 1.63494 23.91
5* 1.754 0.33
6 -10.574 0.47 1.53071 55.71
7* -3.536 0.43
8* -2.442 0.57 1.54454 55.93
9* -1.247 0.70
10* -1.071 0.41 1.54454 55.93
11* -4.779 0.30
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.30
像面 ∞
非球面データ
第２面
k=0.118
A4=3.51981e-03,A6=3.15415e-04,A8=2.85742e-02
第３面
k=-49.163
A4=9.91226e-02,A6=-1.01062e-01,A8=1.87672e-01
第４面
k=6.287
A4=4.22317e-02,A6=-1.42760e-01,A8=2.38264e-01,A10=-3.19567e-02
第５面
k=1.391
A4=-6.20887e-02,A6=2.25292e-02,A8=-9.94067e-02,A10=1.30287e-01
第７面
k=-3.816
A4=1.98999e-02,A6=-5.49857e-02,A8=2.73220e-02,A10=1.14483e-02
第８面
k=1.870
A4=-5.96485e-02,A6=1.39147e-01,A8=-1.30303e-01,A10=4.49195e-02
第９面
k=-0.461
A4=-2.79628e-03,A6=1.03908e-01,A8=-3.66048e-02,A10=6.17661e-03
第１０面
k=-1.885
A4=5.81773e-02,A6=-6.68551e-03,A8=1.30080e-04,A10=8.02451e-06,A12=8.92094e-07
第１１面
k=-150.548
A4=-1.68889e-02,A6=5.44836e-04,A8=-5.25831e-04,A10=1.26296e-04,A12=-1.02406e-05
fb (in air) 0.76
全長 (in air) 4.61
全系焦点距離 4.09
【００８６】
数値実施例６
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.10
2* 1.895 0.70 1.54454 55.93
3* -35.770 0.05
4* 4.541 0.34 1.63494 23.91
5* 1.763 0.36
6* 554.313 0.49 1.53071 55.71
7* -4.923 0.49
8* -2.316 0.77 1.54454 55.93
9* -1.132 0.57
10* -3.874 0.44 1.54454 55.93
11* 2.329 0.46
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.40
像面 ∞
非球面データ
第２面
k=-0.417
A4=2.30722e-02,A6=-1.57621e-02,A8=2.42845e-02
第３面
k=0.027
A4=8.14577e-04,A6=3.23114e-02,A8=1.84596e-02
第４面
k=-41.241
A4=-5.43173e-02,A6=6.47387e-02,A8=-9.99442e-03,A10=-6.30963e-03
第５面
k=0.803
A4=-1.26827e-01,A6=8.91246e-02,A8=-5.28834e-02,A10=6.13521e-03
第６面
k=-1.264
A4=-3.67651e-02,A6=4.83340e-04,A8=2.45824e-02,A10=-7.23457e-03
第７面
k=-3.287
A4=-5.22028e-02,A6=3.97193e-02,A8=-3.88474e-02,A10=1.79400e-02
第８面
k=1.102
A4=-9.69947e-02,A6=1.27478e-01,A8=-5.71162e-02,A10=1.24910e-02
第９面
k=-0.868
A4=3.03167e-02,A6=5.02812e-03,A8=9.35928e-03,A10=-2.37338e-03
第１０面
k=-0.243
A4=6.13107e-03,A6=2.18227e-04,A8=2.20085e-04,A10=-2.21650e-05
第１１面
k=-9.257
A4=-3.71806e-02,A6=6.26959e-03,A8=-8.14906e-04,A10=4.31811e-05
fb (in air) 1.06
全長 (in air) 5.28
全系焦点距離 4.32
【００８７】
数値実施例７
単位：ｍｍ
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.10
2* 2.100 0.85 1.53071 55.71
3* -10.000 0.05
4* 9.391 0.40 1.63494 23.91
5* 2.428 0.76
6* -3.409 0.66 1.53071 55.71
7* -1.539 0.38
8* -1.402 0.83 1.53071 55.71
9* -1.300 0.66
10* -1.908 0.50 1.53071 55.71
11* 47.477 0.60
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.45
像面 ∞
非球面データ
第２面
k=-1.154
A4=1.46019e-02,A6=8.67027e-04,A8=-1.00000e-03
第３面
k=-5.000
A4=7.83820e-03,A6=2.24308e-04,A8=-1.09538e-04
第４面
k=3.593
A4=-1.93960e-02,A6=1.25120e-02,A8=5.66178e-04
第５面
k=1.505
A4=-3.04522e-02,A6=1.15182e-02,A8=1.85302e-04
第６面
k=1.351
A4=-1.00000e-02,A6=1.30000e-03
第７面
k=-1.575
A4=2.33107e-02,A6=-5.69157e-03
第８面
k=-0.869
A4=5.99547e-02,A6=-6.95207e-03,A8=-4.49331e-04
第９面
k=-1.259
A4=1.00000e-02,A6=1.00000e-03
第１０面
k=-0.818
A4=4.38227e-02,A6=-4.00871e-03,A8=-2.87456e-05,A10=1.78791e-05
第１１面
k=15.000
A4=-8.66144e-03,A6=1.01133e-03,A8=-1.84966e-04,A10=5.56796e-06
fb (in air) 1.25
全長 (in air) 6.35
全系焦点距離 5.43
【００８８】
次に、各実施例における条件式の値を掲げる。
式(1) ｆ4／ｆ
式(2) ｆ3／ｆ4
式(3) ｆ1／ｆ
式(4) ｆ3／ｆ
式(5) |（ＳＡＧ4AS−ＳＡＧ4AA）／４ＡＲ｜
式(6) |（ＳＡＧ4BS−ＳＡＧ4BA）／４ＢＲ｜
式(7) αi
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 実施例6 実施例7
f 4.23 4.28 4.47 4.37 4.09 4.32 5.43
f1 2.46 2.31 2.37 2.26 2.60 3.31 3.34
f2 -3.28 -3.25 -3.47 -3.06 -3.86 -4.72 -5.23
f3 17.13 12.52 7.94 16.45 9.74 9.16 4.68
f4 2.91 5.93 10.54 6.61 3.99 3.29 8.77
f5 -2.15 -3.46 -3.94 -3.94 -2.63 -2.59 -3.43
F NO 2.80 2.80 2.94 2.94 2.94 2.80 2.89
式(1) 0.58 0.54 0.53 0.52 0.64 0.77 0.61
式(2) 0.69 1.38 2.36 1.51 0.98 0.76 1.62
式(3) 5.89 2.11 0.75 2.49 2.44 2.78 0.53
式(4) 4.06 2.92 1.78 3.76 2.38 2.12 0.86
式(5) 0.005 0.004 0.013 0.004 0.004 0.010 0.074
式(6) 0.062 0.021 0.040 0.014 0.059 0.182 0.197
式(7) 26 26 24 25 25 24 24
【００８９】
さて、以上のような本発明の結像光学系は、物体の像をＣＣＤやＣＭＯＳなどの電子撮像素子で撮影する撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、携帯端末、特に持ち運びに便利な携帯電話等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
【００９０】
図１５〜図１７に本発明による結像光学系をデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図１５はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１６は同後方斜視図、図１７はデジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。
【００９１】
デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッタ４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含む。そして、撮影者が、カメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１の撮像光学系４８を通して撮影が行われる。
【００９２】
撮影光学系４１によって形成された物体像は、ＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、画像処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この画像処理手段５１にはメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、このメモリは画像処理手段５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。
【００９３】
さらに、ファインダー用光路４４上には、ファインダー用対物光学系５３が配置されている。このファインダー用対物光学系５３は、カバーレンズ５４、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０、フォーカス用レンズ６６からなる。このファインダー用対物光学系５３によって、結像面６７上に物体像が形成される。この物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。このポロプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。
【００９４】
このように構成されたデジタルカメラ４０によれば、撮影光学系４１の構成枚数を少なくした小型化・薄型化のズームレンズを有する電子撮像装置が実現できる。なお、この沈胴式のデジタルカメラの撮像光学系は、上記各数値実施例のレンズ断面構成とは異なっているが、上述したように上記各実施例の撮像光学系を搭載している。
【００９５】
次に、本発明の結像光学系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンを図１８〜図２０に示す。図１８はパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図、図１９はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図２０は図１８の側面図である。図１８〜図２０に示されるように、パソコン３００は、キーボード３０１と、情報処理手段や記録手段と、モニター３０２と、撮影光学系３０３とを有している。
【００９６】
ここで、キーボード３０１は、外部から操作者が情報を入力するためのものである。情報処理手段や記録手段は、図示を省略している。モニター３０２は、情報を操作者に表示するためのものである。撮影光学系３０３は、操作者自身や周辺の像を撮影するためのものである。モニター３０２は、液晶表示素子やＣＲＴディスプレイ等であってよい。液晶表示素子としては、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子がある。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
【００９７】
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、例えば実施例１の撮像光学系からなる対物光学系１００と、像を受光する電子撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。
なお、このパソコンの撮像光学系は、上記各数値実施例のレンズ断面構成とは異なっているが、上述したように上記各実施例の撮像光学系を搭載している。
【００９８】
鏡枠の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
電子撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力される。そして、最終的に、物体像は電子画像としてモニター３０２に表示される、図１８には、その一例として、操作者が撮影した画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。遠隔地への画像伝達は、インターネットや電話を利用する。
【００９９】
次に、本発明の撮像光学系が撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話を図２１に示す。図２１（ａ）は携帯電話４００の正面図、図２１（ｂ）は側面図、図２１（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図２１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、携帯電話４００は、マイク部４０１と、スピーカ部４０２と、入力ダイアル４０３と、モニター４０４と、撮影光学系４０５と、アンテナ４０６と、処理手段とを有している。
【０１００】
ここで、マイク部４０１は、操作者の声を情報として入力するためのものである。スピーカ部４０２は、通話相手の声を出力するためのものである。入力ダイアル４０３は、操作者が情報を入力するためのものである。モニター４０４は、操作者自身や通話相手等の撮影像や、電話番号等の情報を表示するためのものである。アンテナ４０６は、通信電波の送信と受信を行うためのものである。処理手段（不図示）は、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行ためのものである。
【０１０１】
ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置、特にこれらに限られない。この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配された対物光学系１００と、物体像を受光する電子撮像素子チップ１６２とを有している。対物光学系１００としては、例えば実施例１のズームレンズが用いられる。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
【０１０２】
鏡枠の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
電子撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない画像処理手段に入力される。そして、最終的に物体像は、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、処理手段には信号処理機能が含まれている。通信相手に画像を送信する場合、この機能により、電子撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する。
なお、この情報処理装置の撮像光学系は、上記各数値実施例のレンズ断面構成とは異なっているが、上述したように上記各実施例の撮像光学系を搭載している。
【０１０３】
なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
以上のように、本発明は、小型で高性能な撮像光学系に有用である。
【符号の説明】
【０１０５】
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
ＣＧ カバーガラス
Ｉ 撮像面
Ｅ 観察者の眼球
４０ デジタルカメラ
４１ 撮影光学系
４２ 撮影用光路
４３ ファインダー光学系
４４ ファインダー用光路
４５ シャッタ
４６ フラッシュ
４７ 液晶表示モニター
４８ 撮像光学系
４９ ＣＣＤ
５０ 撮像面
５１ 処理手段
５３ ファインダー用対物光学系
５５ ポロプリズム
５７ 視野枠
５９ 接眼光学系
６６ フォーカス用レンズ
６７ 結像面
１００ 対物光学系
１０２ カバーガラス
１６２ 電子撮像素子チップ
１６６ 端子
３００ パソコン
３０１ キーボード
３０２ モニター
３０３ 撮影光学系
３０４ 撮影光路
３０５ 画像
４００ 携帯電話
４０１ マイク部
４０２ スピーカ部
４０３ 入力ダイアル
４０４ モニター
４０５ 撮影光学系
４０６ アンテナ
４０７ 撮影光路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、
開口絞りと、
正の屈折力を有する第１レンズと、
負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、
正の屈折力を有する第４レンズと、
負の屈折力を有する第５レンズと、
の５枚のレンズよりなることを特徴とする撮像光学系。
【請求項２】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
０．３６＜ｆ4／ｆ＜３．８８ （１）
ここで、
ｆ4は、前記第４レンズの焦点距離、
ｆは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
である
【請求項３】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像光学系。
０．８１＜ｆ3／ｆ4＜３．２５ （２）
ここで、
ｆ3は、前記第３レンズの焦点距離、
ｆ4は、前記第４レンズの焦点距離、
である。
【請求項４】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像光学系。
０．２８＜ｆ1／ｆ＜１．２３ (３)
但し、
ｆ1は、前記第１レンズの焦点距離、
ｆは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項５】
前記第２レンズの像面側の面は、像面側に凹形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の撮像光学系。
【請求項６】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の撮像光学系。 ０．５７＜ｆ3／ｆ＜６.３１ （４）
ここで、
ｆ3は、前記第３レンズの焦点距離、
ｆは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項７】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の撮像光学系。
０＜｜（ＳＡＧ4AS−ＳＡＧ4AA）／４ＡＲ｜＜０．１４７ （５）
且つ
０＜|（ＳＡＧ4BS−ＳＡＧ4BA）／４ＢＲ｜＜０．３９５ （６）
ここで、
ＳＡＧ4ASは、前記第４レンズの物体側の面を球面とした場合での有効径６割の位置で
のsag量、
ＳＡＧ4AAは、前記第４レンズの物体側の面の有効径６割の位置でのsag量、
ＳＡＧ4BSは、前記第４レンズの撮像面側の面を球面とした場合での有効径６割の位置
でのsag量、
ＳＡＧ4BAは、前記第４レンズの撮像面側の面の有効径６割の位置でのsag量、
4ARは、前記第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
4BRは、前記第４レンズの撮像面側の面の近軸曲率半径、
である。
【請求項８】
前記第５レンズの物体側の面は凹形状のレンズであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の撮像光学系。
【請求項９】
前記第１レンズ、前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズ、前記第５レンズは、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の撮像光学系。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置であって、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
１５°＜αi＜３０° （７）
ここで、αiは最大像高における主光線の前記撮像面への入射角度である。
【請求項１１】
さらに、前記撮像光学系の最も物体側にシャッタ機構を有することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記撮像光学系は、オートフォーカス機構を有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記撮像光学系と電子撮像素子とを一体化したことを特徴とする請求項１０、１１または１２に記載の撮像装置。
【請求項１】
物体側から順に、
開口絞りと、
正の屈折力を有する第１レンズと、
負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、
正の屈折力を有する第４レンズと、
負の屈折力を有する第５レンズと、
の５枚のレンズよりなることを特徴とする撮像光学系。
【請求項２】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
０．３６＜ｆ4／ｆ＜３．８８ （１）
ここで、
ｆ4は、前記第４レンズの焦点距離、
ｆは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
である
【請求項３】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像光学系。
０．８１＜ｆ3／ｆ4＜３．２５ （２）
ここで、
ｆ3は、前記第３レンズの焦点距離、
ｆ4は、前記第４レンズの焦点距離、
である。
【請求項４】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像光学系。
０．２８＜ｆ1／ｆ＜１．２３ (３)
但し、
ｆ1は、前記第１レンズの焦点距離、
ｆは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項５】
前記第２レンズの像面側の面は、像面側に凹形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の撮像光学系。
【請求項６】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の撮像光学系。 ０．５７＜ｆ3／ｆ＜６.３１ （４）
ここで、
ｆ3は、前記第３レンズの焦点距離、
ｆは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項７】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の撮像光学系。
０＜｜（ＳＡＧ4AS−ＳＡＧ4AA）／４ＡＲ｜＜０．１４７ （５）
且つ
０＜|（ＳＡＧ4BS−ＳＡＧ4BA）／４ＢＲ｜＜０．３９５ （６）
ここで、
ＳＡＧ4ASは、前記第４レンズの物体側の面を球面とした場合での有効径６割の位置で
のsag量、
ＳＡＧ4AAは、前記第４レンズの物体側の面の有効径６割の位置でのsag量、
ＳＡＧ4BSは、前記第４レンズの撮像面側の面を球面とした場合での有効径６割の位置
でのsag量、
ＳＡＧ4BAは、前記第４レンズの撮像面側の面の有効径６割の位置でのsag量、
4ARは、前記第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
4BRは、前記第４レンズの撮像面側の面の近軸曲率半径、
である。
【請求項８】
前記第５レンズの物体側の面は凹形状のレンズであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の撮像光学系。
【請求項９】
前記第１レンズ、前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズ、前記第５レンズは、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の撮像光学系。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置であって、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
１５°＜αi＜３０° （７）
ここで、αiは最大像高における主光線の前記撮像面への入射角度である。
【請求項１１】
さらに、前記撮像光学系の最も物体側にシャッタ機構を有することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記撮像光学系は、オートフォーカス機構を有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記撮像光学系と電子撮像素子とを一体化したことを特徴とする請求項１０、１１または１２に記載の撮像装置。
【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】
【公開番号】特開２０１３−１０９３７４（Ｐ２０１３−１０９３７４Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−３１４３６（Ｐ２０１３−３１４３６）
【出願日】平成２５年２月２０日（２０１３．２．２０）
【分割の表示】特願２００９−４２０１１（Ｐ２００９−４２０１１）の分割
【原出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年２月２０日（２０１３．２．２０）
【分割の表示】特願２００９−４２０１１（Ｐ２００９−４２０１１）の分割
【原出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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