結像光学系及びそれを有する撮像装置
【課題】高性能化、光学全長の短縮化を図った際に問題になりうるゴースト、フレアの発生を抑えた高性能の結像光学系及びそれを有する撮像装置を提供する。
【解決手段】少なくとも５枚のレンズよりなり、最も物体側に絞りを配置し、物体側より順に、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、正の屈折力を有し像面側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、が配置され、所定の条件式を満足する。
【解決手段】少なくとも５枚のレンズよりなり、最も物体側に絞りを配置し、物体側より順に、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、正の屈折力を有し像面側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、が配置され、所定の条件式を満足する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結像光学系及びそれを有する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、携帯端末機、ノートパソコン等の薄型化に伴い、これらが備える光学系の光軸方向の長さを極限まで薄型化したカメラモジュールが求められている。また、撮像素子の技術進歩と市場のニーズの高まりから、高画素数の撮像素子が使用され、撮像レンズは高解像度が求められている。
これらの要求に応えるために、非球面レンズ５枚で構成された単焦点の光学系が数多く提案されている。
【０００３】
レンズ枚数を５枚構成とし、結像性能を高めながら、光学全長の短縮化を図った光学系として、特許文献１や特許文献２に記載のものが提案されている。これらの光学系は非球面レンズ５枚で構成され、高性能化がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３７４０７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６２２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の光学系では、結像性能を高めながら、光学全長の短縮化を図った際、複雑な非球面レンズが必要となる。その際、複雑な形状のレンズ面で発生する反射光が迷光となりゴーストやフレアの原因になっていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高性能化及び光学全長の短縮化を図った際に問題になりうるゴースト、フレアの発生を抑えた高性能の結像光学系及びそれを有す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、本発明の結像光学系は、少なくとも５枚のレンズよりなり、最も物体側に絞りを配置し、物体側より順に、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、正の屈折力を有し像面側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、が配置され、以下の条件式（１）を満足することを特徴としている。
０．５５＜φｓ９／φｓ１０＜０．７０ （１）
ここで、
φｓ９は第４レンズの像面側の有効径、
φｓ１０は第５レンズの物体側の有効径
である。
【０００８】
本発明の結像光学系においては、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
φｓ９＜φｆｉｅｌｄ （２）
ここで、
φｓ９は第４レンズの像面側の有効径、
φｆｉｅｌｄは結像光学系の最大像高
である。
【０００９】
本発明の結像光学系においては、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
θ１１＜４０° （３）
ここで、
θ１１は第５レンズの像側面有効径内全域における、法線と光軸の成す角度の最大値である。
【００１０】
本発明の結像光学系においては、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．２６＜Ｌ１２３／ＴＴＬ＜０．２９４ （４）
ここで、
Ｌ１２３は第１レンズの物体側面から第３レンズの像側面までのレンズ厚と空気間隔の総和、
ＴＴＬは結像光学系の光学全長
である。
【００１１】
本発明の結像光学系においては、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
−０．６＜ｒ８／ｆ＜−０．３５ （５）
ここで、
ｒ８は第４レンズの物体側の近軸曲率半径、
ｆは結像光学系全系の焦点距離
である。
【００１２】
本発明の結像光学系においては、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．３５＜ｆ１／ｆ３＜０．４８ （６）
ここで、
ｆ１は第１レンズの焦点距離、
ｆ３は第３レンズの焦点距離
である。
【００１３】
本発明の結像光学系において、絞りは第１レンズの面頂より像側に配置することが好ましい。
【００１４】
本発明の結像光学系において、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、及び第５レンズは樹脂により形成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の撮像装置は、上述のいずれかの結像光学系とオートフォーカス機構を一体化することが好ましい。
【００１６】
本発明の撮像装置は、上述のいずれかの結像光学系と撮像素子を一体化することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる結像光学系及びそれを有する撮像装置は、高性能化、光学全長の短縮化を図った際に問題になりうるゴースト、フレアの発生を抑えることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【図９】本発明による撮像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１０】デジタルカメラ４０の後方斜視図である。
【図１１】デジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。
【図１２】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１３】パソコン３００の撮影光学系３０３の断面図である。
【図１４】パソコン３００の側面図である。
【図１５】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１６】本発明の実施形態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って、θ１１を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、実施例の説明に先立ち、本実施形態の結像光学系の作用効果について説明する。
本実施形態の結像光学系は、少なくとも５枚のレンズよりなり、最も物体側に絞りを配置し、物体側より順に、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、正の屈折力を有し像面側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、が配置され、以下の条件式（１）を満足することを特徴としている。
０．５５＜φｓ９／φｓ１０＜０．７０ （１）
ここで、
φｓ９は第４レンズの像面側の有効径、
φｓ１０は第５レンズの物体側の有効径
である。
【００２０】
この構成によれば、最も物体側に絞りを配置し射出瞳を像面から離すことで、撮像素子周辺部に入射する光線の角度を小さくすることができ、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、主点の位置を光学系の物体側に位置させることで、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り、全長の短縮が実現できる。さらにまた、第４レンズを正とした５枚構成にすることで、軸外光束の発散を第４レンズで抑えることができ、光学系のテレセントリック性を確保しつつ最終レンズ径を小さくすることができる。
【００２１】
条件式（１）は、第４レンズ像側面の有効径と、第５レンズの物体側の有効径に関する式である。
条件式（１）の上限値を上回ると第４レンズの有効径が大きくなり、第５レンズへの入射角度が厳しくなる（大きくなる）軸外光束の反射光が再び第４レンズ内に入射しゴーストの発生原因になる。
条件式（１）の下限値を下回ると第４レンズの有効径が小さくなり、第４レンズから第５レンズへの軸外光束の射出角が大きくなってしまうため、センサへの入射角を抑えることが困難になり好ましくない。
【００２２】
さらに、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）を満足すると良い。
０．５７＜φｓ９／φｓ１０＜０．６５ （１’）
さらに、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１”）を満足するとなお良い。
０．５９＜φｓ９／φｓ１０＜０．６３ （１”）
【００２３】
本実施形態の結像光学系においては、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
φｓ９＜φｆｉｅｌｄ （２）
ここで、
φｓ９は第４レンズの像面側の有効径、
φｆｉｅｌｄは結像光学系の最大像高
である。
【００２４】
条件式（２）は、第４レンズ像側面の有効径を、光学系の像高よりも小さく規定した式である。第４レンズ有効径が有効像円の半径（すなわち、最大像高）よりも大きくなると、第５レンズへの入射角度が厳しくなる軸外光束の反射光が再び第４レンズ内に入射しゴーストの発生原因になる。
【００２５】
本実施形態の結像光学系においては、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
θ１１＜４０° （３）
ここで、
θ１１は、図１６に示すように、第５レンズの像側面有効径内全域における、法線Ｎと光軸の成す角度の最大値である。
ここで、図１６は、本発明の実施形態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って、θ１１を示す図である。
【００２６】
条件式（３）は第５レンズの像面側の面に関する式である。
条件式（３）の上限値を上回ると面の凹凸が大きくなってしまうため、レンズ面にＡＲコートを蒸着させる際、コート斑ができやすくなり、レンズ面内の反射が起こりゴーストが発生してしまう。また、第５レンズの像面側の面での反射角が大きくなり物体側への光線入射角度が大きくなってしまうため、全反射が起こり強いゴーストが発生してしまう。
【００２７】
本実施形態の結像光学系においては、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．２６＜Ｌ１２３／ＴＴＬ＜０．２９４ （４）
ここで、
Ｌ１２３は第１レンズの物体側面から第３レンズの像側面までのレンズ厚と空気間隔の総和、
ＴＴＬは結像光学系の光学全長
である。
なお、ＴＴＬは、面番号１２のガラス板を空気換算していない光学全長である。
【００２８】
条件式（４）は、良好に球面収差の補正をおこない、光学長の短縮化に伴う製造性の劣化を抑えた式である。
条件式（４）の上限値を上回ると、第１レンズから第３レンズまでの間隔が大きくなり、第３レンズ通過時の軸上光束が小さくなってしまい、球面収差の補正が困難になる。
条件式（４）の下限値を下回ると、第１レンズから第３レンズまでのレンズ厚と空気間隔が小さくなることで、製造感度が悪化し好ましくない。
【００２９】
さらに、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４’）を満足すると良い。
０．２７＜Ｌ１２３／ＴＴＬ＜０．２９２ （４’）
さらに、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。
０．２８＜Ｌ１２３／ＴＴＬ＜０．２９ （４”）
【００３０】
本実施形態の結像光学系においては、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
−０．６＜ｒ８／ｆ＜−０．３５ （５）
ここで、
ｒ８は第４レンズの物体側の近軸曲率半径、
ｆは結像光学系全系の焦点距離
である。
【００３１】
条件式（５）は、第４レンズの物体側の面に関する式である。
条件式（５）の上限値を上回ると第４レンズの近軸曲率半径が大きくなり、第４レンズへの光線入射角度が大きくなるため、コマ収差が顕著になり収差補正が困難になる。
条件式（５）の下限値を下回ると第４レンズの近軸曲率半径が小さくなり、第４レンズの屈折力が大きくなり、製造感度が高くなるため好ましくない。
【００３２】
さらに、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５’）を満足すると良い。
−０．５７＜ｒ８／ｆ＜−０．４１ （５’）
さらに、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５”）を満足するとなお良い。
−０．４５＜ｒ８／ｆ＜−０．４１ （５”）
【００３３】
本実施形態の結像光学系においては、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．３５＜ｆ１／ｆ３＜０．４８ （６）
ここで、
ｆ１は第１レンズの焦点距離、
ｆ３は第３レンズの焦点距離
である。
【００３４】
条件式（６）は、第１レンズと第３レンズの適切なパワー関係を規定している。
条件式（６）の上限値を上回った場合、第３レンズの屈折力が第１レンズの屈折力と比較して大きくなり第３レンズで発生する軸上色収差及び倍率色収差が顕著になり収差補正が困難になる。また第３レンズの製造感度が高くなるため好ましくない。
条件式（６）の値が下限値を下回った場合、逆に、第１レンズの屈折力が第３レンズと比較して大きくなり第１レンズで発生するコマ収差が顕著になり収差補正が困難になる。また第１レンズの製造感度が高くなるため好ましくない。
【００３５】
さらに、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６’）を満足すると良い。
０．３７＜ｆ１／ｆ３＜０．４６ （６’）
さらに、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６”）を満足するとなお良い。
０．３９＜ｆ１／ｆ３＜０．４３ （６”）
【００３６】
本実施形態の結像光学系においては、絞りは第１レンズの面頂より像側に配置することが好ましい。
【００３７】
絞りをレンズ面頂より像側に配置することにより、軸外光束の上光線の第１レンズ物体側面に対する入射角を小さくすることができるためコマ収差を抑えることができる。
【００３８】
本実施形態の結像光学系においては、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、及び第５レンズは樹脂により形成されていることが好ましい。
【００３９】
第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、及び第５レンズに樹脂を用いることで安価な撮像レンズを提供できる。
【００４０】
本実施形態の撮像装置は、上述のいずれかの結像光学系とオートフォーカス機構を一体化することが好ましい。
【００４１】
本実施形態の撮像装置は、上述のいずれかの結像光学系と撮像素子を一体化することが好ましい。
【００４２】
なお、後述する実施例では、絞りは第１レンズの像側の面よりも物体側、より具体的には、第１レンズの物体側の面と像側の面の間に位置している。このような絞りの位置も、「最も物体側に絞りを配置する」に含まれるものとする。
【実施例】
【００４３】
以下に、本発明にかかる結像光学系及び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。
【００４４】
次に、本発明の実施例１にかかるズームレンズについて説明する。図１は本発明の実施例１にかかるズームレンズ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。
【００４５】
図２は実施例１にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における（ａ）球面収差（ＳＡ）、（ｂ）非点収差（ＡＳ）、（ｃ）歪曲収差（ＤＴ）、（ｄ）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。
【００４６】
実施例１のズームレンズは、図１に示すように、物体側より順に、開口絞り（明るさ絞り）Ｓと、両凸正レンズＬ１（第１レンズ）と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２（第２レンズ）と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３（第３レンズ）と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４（第４レンズ）と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５（第５レンズ）と、で構成されており、全体で正の屈折力を有する。
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。
【００４７】
非球面は、両凸正レンズＬ１の両面と、負メニスカスレンズＬ２の両面と、正メニスカスレンズＬ３の両面と、正メニスカスレンズＬ４の両面と、負メニスカスレンズＬ５の両面と、の１０面に設けられている。
【００４８】
次に、本発明の実施例２にかかるズームレンズについて説明する。図３は本発明の実施例２にかかるズームレンズ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。
【００４９】
図４は実施例２にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【００５０】
実施例２のズームレンズは、図３に示すように、開口絞り（明るさ絞り）Ｓと、両凸正レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、で構成されており、全体で正の屈折力を有する。
【００５１】
非球面は、両凸正レンズＬ１の両面と、負メニスカスレンズＬ２の両面と、正メニスカスレンズＬ３の両面と、正メニスカスレンズＬ４の両面と、負メニスカスレンズＬ５の両面と、の１０面に設けられている。
【００５２】
次に、本発明の実施例３にかかるズームレンズについて説明する。図５は本発明の実施例３にかかるズームレンズ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。
【００５３】
図６は実施例３にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【００５４】
実施例３のズームレンズは、図５に示すように、開口絞り（明るさ絞り）Ｓと、両凸正レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、で構成されており、全体で正の屈折力を有する。
【００５５】
非球面は、両凸正レンズＬ１の両面と、負メニスカスレンズＬ２の両面と、正メニスカスレンズＬ３の両面と、正メニスカスレンズＬ４の両面と、負メニスカスレンズＬ５の両面と、の１０面に設けられている。
【００５６】
次に、本発明の実施例４にかかるズームレンズについて説明する。図７は本発明の実施例４にかかるズームレンズ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８は実施例４にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【００５８】
実施例４のズームレンズは、図７に示すように、開口絞り（明るさ絞り）Ｓと、両凸正レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、で構成されており、全体で正の屈折力を有する。
【００５９】
非球面は、両凸正レンズＬ１の両面と、負メニスカスレンズＬ２の両面と、正メニスカスレンズＬ３の両面と、正メニスカスレンズＬ４の両面と、負メニスカスレンズＬ５の両面と、の１０面に設けられている。
【００６０】
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、…は各レンズ面の近軸曲率半径、ｄ１、ｄ２、…は各レンズの肉厚又は空気間隔、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、焦点距離は全系焦点距離、をそれぞれ表している。また、＊は非球面を示している。また、ｆｂ（バックフォーカス）は、空気換算している距離である。
【００６１】
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（Ｉ）で表される。
ｚ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｙ／ｒ）２｝１／２］＋Ａ４ｙ４＋Ａ６ｙ６＋Ａ８ｙ８＋Ａ１０ｙ１０ ・・・（Ｉ）
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。
【００６２】
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)∞ -0.15
2* 2.401 0.52 1.53463 56.22
3* -10.740 0.13
4* 7.578 0.32 1.61417 25.64
5* 1.958 0.27
6* 4.224 0.44 1.53463 56.22
7* 34.692 0.80
8* -2.000 0.63 1.53463 56.22
9* -1.086 0.29
10* 7.512 0.68 1.53463 56.22
11* 1.396 0.75
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.81
像面（撮像面）∞
非球面データ
第２面
K=-1.324
A4=1.66076e-03,A6=-3.90365e-03,A8=-9.33614e-04,A10=-1.34428e-04
第３面
K=-65.440
A4=6.88876e-03,A6=3.15920e-02,A8=-4.49798e-02,A10=2.03710e-02
第４面
K=-47.348
A4=-3.33173e-02,A6=1.40676e-01,A8=-1.35475e-01,A10=4.83422e-02
第５面
K=-8.070
A4=1.08057e-02,A6=8.76319e-02,A8=-8.03573e-02,A10=2.35495e-02
第６面
K=-44.127
A4=9.06254e-03,A6=-3.08109e-02,A8=3.92899e-02,A10=-1.18424e-02
第７面
K=0.784
A4=-2.29010e-02,A6=6.12065e-03,A8=-1.35306e-02,A10=7.78729e-03
第８面
K=-0.303
A4=-4.19019e-03,A6=-6.58463e-04,A8=7.05634e-03,A10=-3.77606e-03,
A12=-1.55491e-05
第９面
K=-1.559
A4=1.69598e-02,A6=-2.21033e-02,A8=8.26692e-03,A10=1.83657e-03,
A12=-7.35257e-04
第１０面
K=-438.512
A4=-2.17832e-02,A6=1.20323e-03,A8=5.91454e-04,A10=-8.67482e-05,
A12=3.54084e-06,A14=-1.20847e-08
第１１面
K=-7.775
A4=-3.07518e-02,A6=5.44554e-03,A8=-8.17781e-04,A10=6.80091e-05,
A12=-2.19957e-06,A14=1.27436e-09
各種データ
fb (in air) 1.76
全長 (in air) 5.85
焦点距離 4.86
φs10 2.77
なお、全長 (in air)は、面番号１２のガラス板を空気換算した場合の光学全長であり、以下の数値実施例においても同様である。
【００６３】
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)∞ -0.21
2* 2.459 0.55 1.53463 56.22
3* -21.614 0.16
4* 7.699 0.33 1.61417 25.64
5* 2.078 0.27
6* 3.677 0.45 1.53463 56.22
7* 14.105 0.76
8* -2.745 0.74 1.53463 56.22
9* -1.171 0.48
10* 4.656 0.40 1.53463 56.22
11* 1.204 0.75
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.84
像面（撮像面）∞
非球面データ
第２面
K=-1.044
A4=2.49310e-03,A6=1.72515e-03,A8=-3.13537e-03
第３面
K=-3.793
A4=-1.49471e-02,A6=5.54994e-02,A8=-5.83938e-02,A10=1.92555e-02
第４面
K=-152.889
A4=-5.55246e-02,A6=1.35201e-01,A8=-1.23385e-01,A10=3.95670e-02
第５面
K=-10.082
A4=-5.81291e-03,A6=7.85361e-02,A8=-6.52767e-02,A10=1.71395e-02
第６面
K=-33.196
A4=2.02435e-02,A6=-3.57377e-02,A8=2.70758e-02,A10=-5.41416e-03
第７面
K=-417.653
A4=1.01548e-03,A6=-7.17533e-03,A8=-8.13242e-03,A10=5.39293e-03
第８面
K=0.009
A4=-4.05578e-03,A6=1.33966e-02,A8=-4.80230e-03,A10=-1.86127e-04,
A12=-9.88582e-05
第９面
K=-2.381
A4=-1.27976e-02,A6=-6.20545e-03,A8=7.77262e-03,A10=-1.28568e-03,
A12=-1.02634e-05
第１０面
K=-169.578
A4=-2.39409e-02,A6=2.87488e-03,A8=5.87744e-05,A10=-2.50853e-05,
A12=1.03377e-06
第１１面
K=-6.968
A4=-2.91346e-02,A6=5.01845e-03,A8=-6.85431e-04,A10=5.11495e-05,
A12=-1.52851e-06
各種データ
fb (in air) 1.79
全長 (in air) 5.93
焦点距離 4.90
φs10 2.93
【００６４】
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)∞ -0.15
2* 2.403 0.56 1.53463 56.22
3* -10.632 0.10
4* 5.689 0.32 1.61417 25.64
5* 1.814 0.28
6* 4.244 0.42 1.53463 56.22
7* 25.530 0.76
8* -2.060 0.64 1.53463 56.22
9* -1.097 0.38
10* 6.896 0.62 1.53463 56.22
11* 1.341 0.75
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.76
像面（撮像面）∞
非球面データ
第２面
K=-1.252
A4=2.66457e-03,A6=-4.99724e-03,A8=-2.45538e-04
第３面
K=-112.661
A4=8.15795e-03,A6=3.20136e-02,A8=-4.49979e-02,A10=1.74104e-02
第４面
K=-43.887
A4=-3.28764e-02,A6=1.41037e-01,A8=-1.36820e-01,A10=4.69478e-02
第５面
K=-8.128
A4=1.24395e-02,A6=8.94232e-02,A8=-8.08320e-02,A10=2.24923e-02
第６面
K=-50.424
A4=1.05876e-02,A6=-3.01259e-02,A8=3.95072e-02,A10=-1.14127e-02
第７面
K=-0.086
A4=-1.99035e-02,A6=5.80907e-03,A8=-1.34852e-02,A10=7.62205e-03
第８面
K=-0.457
A4=-1.21968e-03,A6=1.21799e-03,A8=6.44844e-03,A10=-3.49203e-03,
A12=-8.44482e-06
第９面
K=-1.656
A4=1.40720e-02,A6=-2.25884e-02,A8=9.90944e-03,A10=1.67768e-03,
A12=-7.92046e-04
第１０面
K=-209.266
A4=-2.35495e-02,A6=1.46369e-03,A8=5.87424e-04,A10=-8.70704e-05,
A12=3.37018e-06
第１１面
K=-7.421
A4=-3.03361e-02,A6=5.23536e-03,A8=-7.66791e-04,A10=6.31945e-05,
A12=-2.03435e-06
各種データ
fb (in air) 1.71
全長 (in air) 5.77
焦点距離 4.84
φs10 2.72
【００６５】
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)∞ -0.12
2* 2.370 0.54 1.53463 56.22
3* -10.791 0.10
4* 5.783 0.32 1.61417 25.64
5* 1.834 0.27
6* 4.208 0.41 1.53463 56.22
7* 26.084 0.75
8* -2.058 0.61 1.53463 56.22
9* -1.099 0.37
10* 6.917 0.62 1.53463 56.22
11* 1.340 0.75
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.71
像面（撮像面）∞
非球面データ
第２面
K=-1.133
A4=3.74182e-03,A6=-5.38332e-03,A8=-1.74089e-03
第３面
K=-104.892
A4=7.62554e-03,A6=3.09561e-02,A8=-4.55914e-02,A10=1.86478e-02
第４面
K=-44.640
A4=-3.29840e-02,A6=1.41861e-01,A8=-1.36131e-01,A10=4.51274e-02
第５面
K=-8.078
A4=1.27253e-02,A6=8.92795e-02,A8=-8.14523e-02,A10=2.29761e-02
第６面
K=-50.577
A4=1.03050e-02,A6=-3.04839e-02,A8=3.93565e-02,A10=-1.14100e-02
第７面
K=23.445
A4=-1.96826e-02,A6=6.03505e-03,A8=-1.33385e-02,A10=7.68778e-03
第８面
K=-0.440
A4=-9.05605e-04,A6=9.89771e-04,A8=6.36070e-03,A10=-3.53082e-03,
A12=-2.89391e-05
第９面
K=-1.675
A4=1.44462e-02,A6=-2.25241e-02,A8=9.92328e-03,A10=1.68107e-03,
A12=-7.91075e-04
第１０面
K=-263.448
A4=-2.35713e-02,A6=1.46792e-03,A8=5.87665e-04,A10=-8.69496e-05,
A12=3.41047e-06
第１１面
K=-7.420
A4=-3.00602e-02,A6=5.24587e-03,A8=-7.66710e-04,A10=6.31754e-05,
A12=-2.03611e-06
各種データ
fb (in air) 1.65
全長 (in air) 5.65
焦点距離 4.74
φs10 2.86
【００６６】
次に、各実施例における条件式の値を掲げる。
式No. 条件式 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
(1) φs9/φs10 0.628 0.635 0.632 0.598
(2) φs9 1.74 1.86 1.72 1.71
(2) φfield 4.005 4 4 4
(3) θ11 32 37 30 32
(4) L123/TTL 0.282 0.293 0.286 0.286
(5) r8/f -0.411 -0.561 -0.426 -0.434
(6) f1/f3 0.416 0.454 0.394 0.396
【００６７】
さて、以上のような本発明の結像（撮像）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。
【００６８】
図９〜図１１に本発明による撮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９はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１０は同後方斜視図、図１１はデジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。
【００６９】
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、シャッター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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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・薄型化の撮像光学系を有する電子撮像装置が実現できる。なお、本発明は、上述した沈胴式のデジタルカメラに限られず、屈曲光学系を採用する折り曲げ式のデジタルカメラにも適用できる。
また、撮影光学系４１に一体化されたオートフォーカス機構５００を備えている。オートフォーカス機構５００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。
【００７３】
また、撮影光学系４１と電子撮像素子チップ（電子撮像素子）とを一体化したことが望ましい。
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、小型且つ高性能なデジタルカメラ（撮像装置）を提供できる。
【００７４】
次に、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を図１２〜図１４に示す。図１２はパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図、図１３はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図１４は図１２の側面図である。図１２〜図１４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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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１２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。
また、対物光学系１００（撮像光学系）に一体化されたオートフォーカス機構５００を備えている。オートフォーカス機構５００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。
【００７８】
また、対物光学系１００（撮像光学系）と電子撮像素子チップ１６２（電子撮像素子）とを一体化したことが望ましい。
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、小型且つ高性能なパソコン（撮像装置）を提供できる。
【００７９】
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１５に示す。図１５（ａ）は携帯電話４００の正面図、図１５（ｂ）は側面図、図１５（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図１５（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。
【００８０】
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うためのものである。
【００８１】
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の撮像光学系が用いられる。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
【００８２】
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。
また、対物光学系１００（撮像光学系）に一体化されたオートフォーカス機構５００を備えている。オートフォーカス機構５００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。
【００８３】
また、対物光学系１００（撮像光学系）と電子撮像素子チップ１６２（電子撮像素子）とを一体化したことが望ましい。
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きる。また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、小型且つ高性能な携帯電話（撮像装置）を提供できる。
【００８４】
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】
【００８５】
以上のように、本発明に係る結像光学系及びそれを有する撮像装置は、高性能化、光学全長の短縮化を図りつつ、ゴースト、フレアの発生を抑えることを求められる結像光学系及びそれを有する撮像装置に有用である。
【符号の説明】
【００８６】
Ｌ１〜Ｌ５ 各レンズ
ＬＰＦ ローパスフィルタ
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 シャッター
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、結像光学系及びそれを有する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、携帯端末機、ノートパソコン等の薄型化に伴い、これらが備える光学系の光軸方向の長さを極限まで薄型化したカメラモジュールが求められている。また、撮像素子の技術進歩と市場のニーズの高まりから、高画素数の撮像素子が使用され、撮像レンズは高解像度が求められている。
これらの要求に応えるために、非球面レンズ５枚で構成された単焦点の光学系が数多く提案されている。
【０００３】
レンズ枚数を５枚構成とし、結像性能を高めながら、光学全長の短縮化を図った光学系として、特許文献１や特許文献２に記載のものが提案されている。これらの光学系は非球面レンズ５枚で構成され、高性能化がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３７４０７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６２２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の光学系では、結像性能を高めながら、光学全長の短縮化を図った際、複雑な非球面レンズが必要となる。その際、複雑な形状のレンズ面で発生する反射光が迷光となりゴーストやフレアの原因になっていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高性能化及び光学全長の短縮化を図った際に問題になりうるゴースト、フレアの発生を抑えた高性能の結像光学系及びそれを有す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、本発明の結像光学系は、少なくとも５枚のレンズよりなり、最も物体側に絞りを配置し、物体側より順に、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、正の屈折力を有し像面側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、が配置され、以下の条件式（１）を満足することを特徴としている。
０．５５＜φｓ９／φｓ１０＜０．７０ （１）
ここで、
φｓ９は第４レンズの像面側の有効径、
φｓ１０は第５レンズの物体側の有効径
である。
【０００８】
本発明の結像光学系においては、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
φｓ９＜φｆｉｅｌｄ （２）
ここで、
φｓ９は第４レンズの像面側の有効径、
φｆｉｅｌｄは結像光学系の最大像高
である。
【０００９】
本発明の結像光学系においては、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
θ１１＜４０° （３）
ここで、
θ１１は第５レンズの像側面有効径内全域における、法線と光軸の成す角度の最大値である。
【００１０】
本発明の結像光学系においては、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．２６＜Ｌ１２３／ＴＴＬ＜０．２９４ （４）
ここで、
Ｌ１２３は第１レンズの物体側面から第３レンズの像側面までのレンズ厚と空気間隔の総和、
ＴＴＬは結像光学系の光学全長
である。
【００１１】
本発明の結像光学系においては、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
−０．６＜ｒ８／ｆ＜−０．３５ （５）
ここで、
ｒ８は第４レンズの物体側の近軸曲率半径、
ｆは結像光学系全系の焦点距離
である。
【００１２】
本発明の結像光学系においては、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．３５＜ｆ１／ｆ３＜０．４８ （６）
ここで、
ｆ１は第１レンズの焦点距離、
ｆ３は第３レンズの焦点距離
である。
【００１３】
本発明の結像光学系において、絞りは第１レンズの面頂より像側に配置することが好ましい。
【００１４】
本発明の結像光学系において、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、及び第５レンズは樹脂により形成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の撮像装置は、上述のいずれかの結像光学系とオートフォーカス機構を一体化することが好ましい。
【００１６】
本発明の撮像装置は、上述のいずれかの結像光学系と撮像素子を一体化することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる結像光学系及びそれを有する撮像装置は、高性能化、光学全長の短縮化を図った際に問題になりうるゴースト、フレアの発生を抑えることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【図９】本発明による撮像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１０】デジタルカメラ４０の後方斜視図である。
【図１１】デジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。
【図１２】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１３】パソコン３００の撮影光学系３０３の断面図である。
【図１４】パソコン３００の側面図である。
【図１５】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１６】本発明の実施形態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って、θ１１を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、実施例の説明に先立ち、本実施形態の結像光学系の作用効果について説明する。
本実施形態の結像光学系は、少なくとも５枚のレンズよりなり、最も物体側に絞りを配置し、物体側より順に、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、正の屈折力を有し像面側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、が配置され、以下の条件式（１）を満足することを特徴としている。
０．５５＜φｓ９／φｓ１０＜０．７０ （１）
ここで、
φｓ９は第４レンズの像面側の有効径、
φｓ１０は第５レンズの物体側の有効径
である。
【００２０】
この構成によれば、最も物体側に絞りを配置し射出瞳を像面から離すことで、撮像素子周辺部に入射する光線の角度を小さくすることができ、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、主点の位置を光学系の物体側に位置させることで、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り、全長の短縮が実現できる。さらにまた、第４レンズを正とした５枚構成にすることで、軸外光束の発散を第４レンズで抑えることができ、光学系のテレセントリック性を確保しつつ最終レンズ径を小さくすることができる。
【００２１】
条件式（１）は、第４レンズ像側面の有効径と、第５レンズの物体側の有効径に関する式である。
条件式（１）の上限値を上回ると第４レンズの有効径が大きくなり、第５レンズへの入射角度が厳しくなる（大きくなる）軸外光束の反射光が再び第４レンズ内に入射しゴーストの発生原因になる。
条件式（１）の下限値を下回ると第４レンズの有効径が小さくなり、第４レンズから第５レンズへの軸外光束の射出角が大きくなってしまうため、センサへの入射角を抑えることが困難になり好ましくない。
【００２２】
さらに、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）を満足すると良い。
０．５７＜φｓ９／φｓ１０＜０．６５ （１’）
さらに、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１”）を満足するとなお良い。
０．５９＜φｓ９／φｓ１０＜０．６３ （１”）
【００２３】
本実施形態の結像光学系においては、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
φｓ９＜φｆｉｅｌｄ （２）
ここで、
φｓ９は第４レンズの像面側の有効径、
φｆｉｅｌｄは結像光学系の最大像高
である。
【００２４】
条件式（２）は、第４レンズ像側面の有効径を、光学系の像高よりも小さく規定した式である。第４レンズ有効径が有効像円の半径（すなわち、最大像高）よりも大きくなると、第５レンズへの入射角度が厳しくなる軸外光束の反射光が再び第４レンズ内に入射しゴーストの発生原因になる。
【００２５】
本実施形態の結像光学系においては、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
θ１１＜４０° （３）
ここで、
θ１１は、図１６に示すように、第５レンズの像側面有効径内全域における、法線Ｎと光軸の成す角度の最大値である。
ここで、図１６は、本発明の実施形態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って、θ１１を示す図である。
【００２６】
条件式（３）は第５レンズの像面側の面に関する式である。
条件式（３）の上限値を上回ると面の凹凸が大きくなってしまうため、レンズ面にＡＲコートを蒸着させる際、コート斑ができやすくなり、レンズ面内の反射が起こりゴーストが発生してしまう。また、第５レンズの像面側の面での反射角が大きくなり物体側への光線入射角度が大きくなってしまうため、全反射が起こり強いゴーストが発生してしまう。
【００２７】
本実施形態の結像光学系においては、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．２６＜Ｌ１２３／ＴＴＬ＜０．２９４ （４）
ここで、
Ｌ１２３は第１レンズの物体側面から第３レンズの像側面までのレンズ厚と空気間隔の総和、
ＴＴＬは結像光学系の光学全長
である。
なお、ＴＴＬは、面番号１２のガラス板を空気換算していない光学全長である。
【００２８】
条件式（４）は、良好に球面収差の補正をおこない、光学長の短縮化に伴う製造性の劣化を抑えた式である。
条件式（４）の上限値を上回ると、第１レンズから第３レンズまでの間隔が大きくなり、第３レンズ通過時の軸上光束が小さくなってしまい、球面収差の補正が困難になる。
条件式（４）の下限値を下回ると、第１レンズから第３レンズまでのレンズ厚と空気間隔が小さくなることで、製造感度が悪化し好ましくない。
【００２９】
さらに、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４’）を満足すると良い。
０．２７＜Ｌ１２３／ＴＴＬ＜０．２９２ （４’）
さらに、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。
０．２８＜Ｌ１２３／ＴＴＬ＜０．２９ （４”）
【００３０】
本実施形態の結像光学系においては、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
−０．６＜ｒ８／ｆ＜−０．３５ （５）
ここで、
ｒ８は第４レンズの物体側の近軸曲率半径、
ｆは結像光学系全系の焦点距離
である。
【００３１】
条件式（５）は、第４レンズの物体側の面に関する式である。
条件式（５）の上限値を上回ると第４レンズの近軸曲率半径が大きくなり、第４レンズへの光線入射角度が大きくなるため、コマ収差が顕著になり収差補正が困難になる。
条件式（５）の下限値を下回ると第４レンズの近軸曲率半径が小さくなり、第４レンズの屈折力が大きくなり、製造感度が高くなるため好ましくない。
【００３２】
さらに、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５’）を満足すると良い。
−０．５７＜ｒ８／ｆ＜−０．４１ （５’）
さらに、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５”）を満足するとなお良い。
−０．４５＜ｒ８／ｆ＜−０．４１ （５”）
【００３３】
本実施形態の結像光学系においては、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．３５＜ｆ１／ｆ３＜０．４８ （６）
ここで、
ｆ１は第１レンズの焦点距離、
ｆ３は第３レンズの焦点距離
である。
【００３４】
条件式（６）は、第１レンズと第３レンズの適切なパワー関係を規定している。
条件式（６）の上限値を上回った場合、第３レンズの屈折力が第１レンズの屈折力と比較して大きくなり第３レンズで発生する軸上色収差及び倍率色収差が顕著になり収差補正が困難になる。また第３レンズの製造感度が高くなるため好ましくない。
条件式（６）の値が下限値を下回った場合、逆に、第１レンズの屈折力が第３レンズと比較して大きくなり第１レンズで発生するコマ収差が顕著になり収差補正が困難になる。また第１レンズの製造感度が高くなるため好ましくない。
【００３５】
さらに、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６’）を満足すると良い。
０．３７＜ｆ１／ｆ３＜０．４６ （６’）
さらに、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６”）を満足するとなお良い。
０．３９＜ｆ１／ｆ３＜０．４３ （６”）
【００３６】
本実施形態の結像光学系においては、絞りは第１レンズの面頂より像側に配置することが好ましい。
【００３７】
絞りをレンズ面頂より像側に配置することにより、軸外光束の上光線の第１レンズ物体側面に対する入射角を小さくすることができるためコマ収差を抑えることができる。
【００３８】
本実施形態の結像光学系においては、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、及び第５レンズは樹脂により形成されていることが好ましい。
【００３９】
第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、及び第５レンズに樹脂を用いることで安価な撮像レンズを提供できる。
【００４０】
本実施形態の撮像装置は、上述のいずれかの結像光学系とオートフォーカス機構を一体化することが好ましい。
【００４１】
本実施形態の撮像装置は、上述のいずれかの結像光学系と撮像素子を一体化することが好ましい。
【００４２】
なお、後述する実施例では、絞りは第１レンズの像側の面よりも物体側、より具体的には、第１レンズの物体側の面と像側の面の間に位置している。このような絞りの位置も、「最も物体側に絞りを配置する」に含まれるものとする。
【実施例】
【００４３】
以下に、本発明にかかる結像光学系及び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。
【００４４】
次に、本発明の実施例１にかかるズームレンズについて説明する。図１は本発明の実施例１にかかるズームレンズ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。
【００４５】
図２は実施例１にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における（ａ）球面収差（ＳＡ）、（ｂ）非点収差（ＡＳ）、（ｃ）歪曲収差（ＤＴ）、（ｄ）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。
【００４６】
実施例１のズームレンズは、図１に示すように、物体側より順に、開口絞り（明るさ絞り）Ｓと、両凸正レンズＬ１（第１レンズ）と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２（第２レンズ）と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３（第３レンズ）と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４（第４レンズ）と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５（第５レンズ）と、で構成されており、全体で正の屈折力を有する。
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。
【００４７】
非球面は、両凸正レンズＬ１の両面と、負メニスカスレンズＬ２の両面と、正メニスカスレンズＬ３の両面と、正メニスカスレンズＬ４の両面と、負メニスカスレンズＬ５の両面と、の１０面に設けられている。
【００４８】
次に、本発明の実施例２にかかるズームレンズについて説明する。図３は本発明の実施例２にかかるズームレンズ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。
【００４９】
図４は実施例２にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【００５０】
実施例２のズームレンズは、図３に示すように、開口絞り（明るさ絞り）Ｓと、両凸正レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、で構成されており、全体で正の屈折力を有する。
【００５１】
非球面は、両凸正レンズＬ１の両面と、負メニスカスレンズＬ２の両面と、正メニスカスレンズＬ３の両面と、正メニスカスレンズＬ４の両面と、負メニスカスレンズＬ５の両面と、の１０面に設けられている。
【００５２】
次に、本発明の実施例３にかかるズームレンズについて説明する。図５は本発明の実施例３にかかるズームレンズ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。
【００５３】
図６は実施例３にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【００５４】
実施例３のズームレンズは、図５に示すように、開口絞り（明るさ絞り）Ｓと、両凸正レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、で構成されており、全体で正の屈折力を有する。
【００５５】
非球面は、両凸正レンズＬ１の両面と、負メニスカスレンズＬ２の両面と、正メニスカスレンズＬ３の両面と、正メニスカスレンズＬ４の両面と、負メニスカスレンズＬ５の両面と、の１０面に設けられている。
【００５６】
次に、本発明の実施例４にかかるズームレンズについて説明する。図７は本発明の実施例４にかかるズームレンズ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８は実施例４にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【００５８】
実施例４のズームレンズは、図７に示すように、開口絞り（明るさ絞り）Ｓと、両凸正レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、で構成されており、全体で正の屈折力を有する。
【００５９】
非球面は、両凸正レンズＬ１の両面と、負メニスカスレンズＬ２の両面と、正メニスカスレンズＬ３の両面と、正メニスカスレンズＬ４の両面と、負メニスカスレンズＬ５の両面と、の１０面に設けられている。
【００６０】
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、…は各レンズ面の近軸曲率半径、ｄ１、ｄ２、…は各レンズの肉厚又は空気間隔、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、焦点距離は全系焦点距離、をそれぞれ表している。また、＊は非球面を示している。また、ｆｂ（バックフォーカス）は、空気換算している距離である。
【００６１】
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（Ｉ）で表される。
ｚ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｙ／ｒ）２｝１／２］＋Ａ４ｙ４＋Ａ６ｙ６＋Ａ８ｙ８＋Ａ１０ｙ１０ ・・・（Ｉ）
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。
【００６２】
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)∞ -0.15
2* 2.401 0.52 1.53463 56.22
3* -10.740 0.13
4* 7.578 0.32 1.61417 25.64
5* 1.958 0.27
6* 4.224 0.44 1.53463 56.22
7* 34.692 0.80
8* -2.000 0.63 1.53463 56.22
9* -1.086 0.29
10* 7.512 0.68 1.53463 56.22
11* 1.396 0.75
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.81
像面（撮像面）∞
非球面データ
第２面
K=-1.324
A4=1.66076e-03,A6=-3.90365e-03,A8=-9.33614e-04,A10=-1.34428e-04
第３面
K=-65.440
A4=6.88876e-03,A6=3.15920e-02,A8=-4.49798e-02,A10=2.03710e-02
第４面
K=-47.348
A4=-3.33173e-02,A6=1.40676e-01,A8=-1.35475e-01,A10=4.83422e-02
第５面
K=-8.070
A4=1.08057e-02,A6=8.76319e-02,A8=-8.03573e-02,A10=2.35495e-02
第６面
K=-44.127
A4=9.06254e-03,A6=-3.08109e-02,A8=3.92899e-02,A10=-1.18424e-02
第７面
K=0.784
A4=-2.29010e-02,A6=6.12065e-03,A8=-1.35306e-02,A10=7.78729e-03
第８面
K=-0.303
A4=-4.19019e-03,A6=-6.58463e-04,A8=7.05634e-03,A10=-3.77606e-03,
A12=-1.55491e-05
第９面
K=-1.559
A4=1.69598e-02,A6=-2.21033e-02,A8=8.26692e-03,A10=1.83657e-03,
A12=-7.35257e-04
第１０面
K=-438.512
A4=-2.17832e-02,A6=1.20323e-03,A8=5.91454e-04,A10=-8.67482e-05,
A12=3.54084e-06,A14=-1.20847e-08
第１１面
K=-7.775
A4=-3.07518e-02,A6=5.44554e-03,A8=-8.17781e-04,A10=6.80091e-05,
A12=-2.19957e-06,A14=1.27436e-09
各種データ
fb (in air) 1.76
全長 (in air) 5.85
焦点距離 4.86
φs10 2.77
なお、全長 (in air)は、面番号１２のガラス板を空気換算した場合の光学全長であり、以下の数値実施例においても同様である。
【００６３】
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)∞ -0.21
2* 2.459 0.55 1.53463 56.22
3* -21.614 0.16
4* 7.699 0.33 1.61417 25.64
5* 2.078 0.27
6* 3.677 0.45 1.53463 56.22
7* 14.105 0.76
8* -2.745 0.74 1.53463 56.22
9* -1.171 0.48
10* 4.656 0.40 1.53463 56.22
11* 1.204 0.75
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.84
像面（撮像面）∞
非球面データ
第２面
K=-1.044
A4=2.49310e-03,A6=1.72515e-03,A8=-3.13537e-03
第３面
K=-3.793
A4=-1.49471e-02,A6=5.54994e-02,A8=-5.83938e-02,A10=1.92555e-02
第４面
K=-152.889
A4=-5.55246e-02,A6=1.35201e-01,A8=-1.23385e-01,A10=3.95670e-02
第５面
K=-10.082
A4=-5.81291e-03,A6=7.85361e-02,A8=-6.52767e-02,A10=1.71395e-02
第６面
K=-33.196
A4=2.02435e-02,A6=-3.57377e-02,A8=2.70758e-02,A10=-5.41416e-03
第７面
K=-417.653
A4=1.01548e-03,A6=-7.17533e-03,A8=-8.13242e-03,A10=5.39293e-03
第８面
K=0.009
A4=-4.05578e-03,A6=1.33966e-02,A8=-4.80230e-03,A10=-1.86127e-04,
A12=-9.88582e-05
第９面
K=-2.381
A4=-1.27976e-02,A6=-6.20545e-03,A8=7.77262e-03,A10=-1.28568e-03,
A12=-1.02634e-05
第１０面
K=-169.578
A4=-2.39409e-02,A6=2.87488e-03,A8=5.87744e-05,A10=-2.50853e-05,
A12=1.03377e-06
第１１面
K=-6.968
A4=-2.91346e-02,A6=5.01845e-03,A8=-6.85431e-04,A10=5.11495e-05,
A12=-1.52851e-06
各種データ
fb (in air) 1.79
全長 (in air) 5.93
焦点距離 4.90
φs10 2.93
【００６４】
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)∞ -0.15
2* 2.403 0.56 1.53463 56.22
3* -10.632 0.10
4* 5.689 0.32 1.61417 25.64
5* 1.814 0.28
6* 4.244 0.42 1.53463 56.22
7* 25.530 0.76
8* -2.060 0.64 1.53463 56.22
9* -1.097 0.38
10* 6.896 0.62 1.53463 56.22
11* 1.341 0.75
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.76
像面（撮像面）∞
非球面データ
第２面
K=-1.252
A4=2.66457e-03,A6=-4.99724e-03,A8=-2.45538e-04
第３面
K=-112.661
A4=8.15795e-03,A6=3.20136e-02,A8=-4.49979e-02,A10=1.74104e-02
第４面
K=-43.887
A4=-3.28764e-02,A6=1.41037e-01,A8=-1.36820e-01,A10=4.69478e-02
第５面
K=-8.128
A4=1.24395e-02,A6=8.94232e-02,A8=-8.08320e-02,A10=2.24923e-02
第６面
K=-50.424
A4=1.05876e-02,A6=-3.01259e-02,A8=3.95072e-02,A10=-1.14127e-02
第７面
K=-0.086
A4=-1.99035e-02,A6=5.80907e-03,A8=-1.34852e-02,A10=7.62205e-03
第８面
K=-0.457
A4=-1.21968e-03,A6=1.21799e-03,A8=6.44844e-03,A10=-3.49203e-03,
A12=-8.44482e-06
第９面
K=-1.656
A4=1.40720e-02,A6=-2.25884e-02,A8=9.90944e-03,A10=1.67768e-03,
A12=-7.92046e-04
第１０面
K=-209.266
A4=-2.35495e-02,A6=1.46369e-03,A8=5.87424e-04,A10=-8.70704e-05,
A12=3.37018e-06
第１１面
K=-7.421
A4=-3.03361e-02,A6=5.23536e-03,A8=-7.66791e-04,A10=6.31945e-05,
A12=-2.03435e-06
各種データ
fb (in air) 1.71
全長 (in air) 5.77
焦点距離 4.84
φs10 2.72
【００６５】
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)∞ -0.12
2* 2.370 0.54 1.53463 56.22
3* -10.791 0.10
4* 5.783 0.32 1.61417 25.64
5* 1.834 0.27
6* 4.208 0.41 1.53463 56.22
7* 26.084 0.75
8* -2.058 0.61 1.53463 56.22
9* -1.099 0.37
10* 6.917 0.62 1.53463 56.22
11* 1.340 0.75
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.71
像面（撮像面）∞
非球面データ
第２面
K=-1.133
A4=3.74182e-03,A6=-5.38332e-03,A8=-1.74089e-03
第３面
K=-104.892
A4=7.62554e-03,A6=3.09561e-02,A8=-4.55914e-02,A10=1.86478e-02
第４面
K=-44.640
A4=-3.29840e-02,A6=1.41861e-01,A8=-1.36131e-01,A10=4.51274e-02
第５面
K=-8.078
A4=1.27253e-02,A6=8.92795e-02,A8=-8.14523e-02,A10=2.29761e-02
第６面
K=-50.577
A4=1.03050e-02,A6=-3.04839e-02,A8=3.93565e-02,A10=-1.14100e-02
第７面
K=23.445
A4=-1.96826e-02,A6=6.03505e-03,A8=-1.33385e-02,A10=7.68778e-03
第８面
K=-0.440
A4=-9.05605e-04,A6=9.89771e-04,A8=6.36070e-03,A10=-3.53082e-03,
A12=-2.89391e-05
第９面
K=-1.675
A4=1.44462e-02,A6=-2.25241e-02,A8=9.92328e-03,A10=1.68107e-03,
A12=-7.91075e-04
第１０面
K=-263.448
A4=-2.35713e-02,A6=1.46792e-03,A8=5.87665e-04,A10=-8.69496e-05,
A12=3.41047e-06
第１１面
K=-7.420
A4=-3.00602e-02,A6=5.24587e-03,A8=-7.66710e-04,A10=6.31754e-05,
A12=-2.03611e-06
各種データ
fb (in air) 1.65
全長 (in air) 5.65
焦点距離 4.74
φs10 2.86
【００６６】
次に、各実施例における条件式の値を掲げる。
式No. 条件式 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
(1) φs9/φs10 0.628 0.635 0.632 0.598
(2) φs9 1.74 1.86 1.72 1.71
(2) φfield 4.005 4 4 4
(3) θ11 32 37 30 32
(4) L123/TTL 0.282 0.293 0.286 0.286
(5) r8/f -0.411 -0.561 -0.426 -0.434
(6) f1/f3 0.416 0.454 0.394 0.396
【００６７】
さて、以上のような本発明の結像（撮像）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。
【００６８】
図９〜図１１に本発明による撮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９はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１０は同後方斜視図、図１１はデジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。
【００６９】
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、シャッター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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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・薄型化の撮像光学系を有する電子撮像装置が実現できる。なお、本発明は、上述した沈胴式のデジタルカメラに限られず、屈曲光学系を採用する折り曲げ式のデジタルカメラにも適用できる。
また、撮影光学系４１に一体化されたオートフォーカス機構５００を備えている。オートフォーカス機構５００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。
【００７３】
また、撮影光学系４１と電子撮像素子チップ（電子撮像素子）とを一体化したことが望ましい。
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、小型且つ高性能なデジタルカメラ（撮像装置）を提供できる。
【００７４】
次に、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を図１２〜図１４に示す。図１２はパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図、図１３はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図１４は図１２の側面図である。図１２〜図１４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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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１２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。
また、対物光学系１００（撮像光学系）に一体化されたオートフォーカス機構５００を備えている。オートフォーカス機構５００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。
【００７８】
また、対物光学系１００（撮像光学系）と電子撮像素子チップ１６２（電子撮像素子）とを一体化したことが望ましい。
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、小型且つ高性能なパソコン（撮像装置）を提供できる。
【００７９】
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１５に示す。図１５（ａ）は携帯電話４００の正面図、図１５（ｂ）は側面図、図１５（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図１５（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。
【００８０】
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うためのものである。
【００８１】
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の撮像光学系が用いられる。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
【００８２】
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。
また、対物光学系１００（撮像光学系）に一体化されたオートフォーカス機構５００を備えている。オートフォーカス機構５００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。
【００８３】
また、対物光学系１００（撮像光学系）と電子撮像素子チップ１６２（電子撮像素子）とを一体化したことが望ましい。
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きる。また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、小型且つ高性能な携帯電話（撮像装置）を提供できる。
【００８４】
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】
【００８５】
以上のように、本発明に係る結像光学系及びそれを有する撮像装置は、高性能化、光学全長の短縮化を図りつつ、ゴースト、フレアの発生を抑えることを求められる結像光学系及びそれを有する撮像装置に有用である。
【符号の説明】
【００８６】
Ｌ１〜Ｌ５ 各レンズ
ＬＰＦ ローパスフィルタ
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 シャッター
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】
少なくとも５枚のレンズよりなり、最も物体側に絞りを配置し、物体側より順に、
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、
正の屈折力を有し像面側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズと、
負の屈折力を有する第５レンズと、が配置され、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする結像光学系。
０．５５＜φｓ９／φｓ１０＜０．７０ （１）
ここで、
φｓ９は前記第４レンズの像面側の有効径、
φｓ１０は前記第５レンズの物体側の有効径
である。
【請求項２】
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
φｓ９＜φｆｉｅｌｄ （２）
ここで、
φｓ９は前記第４レンズの像面側の有効径、
φｆｉｅｌｄは前記結像光学系の最大像高
である。
【請求項３】
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の結像光学系。
θ１１＜４０° （３）
ここで、
θ１１は前記第５レンズの像側面有効径内全域における、法線と光軸の成す角度の最大値である。
【請求項４】
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の結像光学系。
０．２６＜Ｌ１２３／ＴＴＬ＜０．２９４ （４）
ここで、
Ｌ１２３は前記第１レンズの物体側面から前記第３レンズの像側面までのレンズ厚と空気間隔の総和、
ＴＴＬは前記結像光学系の光学全長
である。
【請求項５】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の結像光学系。
−０．６＜ｒ８／ｆ＜−０．３５ （５）
ここで、
ｒ８は前記第４レンズの物体側の近軸曲率半径、
ｆは前記結像光学系全系の焦点距離
である。
【請求項６】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の結像光学系。
０．３５＜ｆ１／ｆ３＜０．４８ （６）
ここで、
ｆ１は前記第１レンズの焦点距離、
ｆ３は前記第３レンズの焦点距離
である。
【請求項７】
前記絞りは前記第１レンズの面頂より像側に配置することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項８】
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、及び前記第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から請求項７のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の結像光学系とオートフォーカス機構を一体化したことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の結像光学系と撮像素子を一体化したことを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
少なくとも５枚のレンズよりなり、最も物体側に絞りを配置し、物体側より順に、
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、
正の屈折力を有し像面側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズと、
負の屈折力を有する第５レンズと、が配置され、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする結像光学系。
０．５５＜φｓ９／φｓ１０＜０．７０ （１）
ここで、
φｓ９は前記第４レンズの像面側の有効径、
φｓ１０は前記第５レンズの物体側の有効径
である。
【請求項２】
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
φｓ９＜φｆｉｅｌｄ （２）
ここで、
φｓ９は前記第４レンズの像面側の有効径、
φｆｉｅｌｄは前記結像光学系の最大像高
である。
【請求項３】
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の結像光学系。
θ１１＜４０° （３）
ここで、
θ１１は前記第５レンズの像側面有効径内全域における、法線と光軸の成す角度の最大値である。
【請求項４】
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の結像光学系。
０．２６＜Ｌ１２３／ＴＴＬ＜０．２９４ （４）
ここで、
Ｌ１２３は前記第１レンズの物体側面から前記第３レンズの像側面までのレンズ厚と空気間隔の総和、
ＴＴＬは前記結像光学系の光学全長
である。
【請求項５】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の結像光学系。
−０．６＜ｒ８／ｆ＜−０．３５ （５）
ここで、
ｒ８は前記第４レンズの物体側の近軸曲率半径、
ｆは前記結像光学系全系の焦点距離
である。
【請求項６】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の結像光学系。
０．３５＜ｆ１／ｆ３＜０．４８ （６）
ここで、
ｆ１は前記第１レンズの焦点距離、
ｆ３は前記第３レンズの焦点距離
である。
【請求項７】
前記絞りは前記第１レンズの面頂より像側に配置することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項８】
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、及び前記第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から請求項７のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の結像光学系とオートフォーカス機構を一体化したことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の結像光学系と撮像素子を一体化したことを特徴とする撮像装置。
【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】
【公開番号】特開２０１３−８８５０４（Ｐ２０１３−８８５０４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２６６９７（Ｐ２０１１−２２６６９７）
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【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５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【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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