JP2002218295A

JP2002218295A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2002218295A
Application number: JP2001009950A
Authority: JP
Inventors: Yuji Miyauchi; 裕司宮内; Katsuhiro Takada; 勝啓高田; Yuko Kobayashi; 祐子小林; Noriyuki Iyama; 紀之猪山; Takanori Yamanashi; 隆則山梨
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2002-08-02
Also published as: US20060158741A1; US7116487B2; US7136230B2; US20020154415A1

Abstract

(57)【要約】【課題】広い撮像範囲が得られると共に、プリントし
た場合にも画面の中心部ないし周辺部まで十分な画質と
鮮鋭感、被写体の遠近感が得られる電子撮像装置。【解決手段】被写体の像を形成する結像光学系１０
と、結像光学系１０の像側に配され像の画像情報を得る
電子撮像素子２０とを有する撮像装置において、撮像素
子２０の撮像面上における最も軸外に入射する最軸外主
光線と撮像面の中心に入射する軸上主光線とのなす角
が、風景撮影に求められる遠近感、画面全体の鮮鋭感を
得るのに適した画角を規定する条件（１）、撮像素子へ
の入射光束を撮像面に対し略垂直に入射させる条件
（２）を満足し、撮像素子２０は撮像素子における有効
画素数若しくは信号処理による最大記録画素数を規定す
る条件（３）を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子画像を得るた
めの電子撮像素子を用いた撮像装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】結像光学系を用いて得られた像をＣＣＤ
等の電子撮像素子で画像情報に変換し、その情報を基に
モニター上やプリンター等により像を再現し、観察でき
るデジタルカメラ等の撮像装置がある。現在市販されて
いるデジタルカメラにおいては、安価な普及タイプのも
のから複雑な機能を備えたハイエンド機まで様々であ
る。

【０００３】この中、普及タイプのものは、人間の一般
的な視野範囲を撮影するものや、中望遠領域までをカバ
ーするズームタイプの結像光学系を備えたものである。

【０００４】一方、ハイエンド機に当たる機種は、銀塩
カメラ用に設計された交換レンズを用いるものが主流で
あり、像位置にＣＣＤを配する構成となっている。

【０００５】また、高変倍ズームレンズを結像光学系と
して用いたハイエンドなデジタルカメラも存在するが、
その撮像範囲は人間の一般的な視野範囲を広角端とする
ものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、普及タ
イプのものや高変倍ズームレンズを用いたタイプのデジ
タルカメラでは、撮影可能な画角の中、広角端で撮影し
ても十分な視野を得ることができず、風景撮影のような
広がりを持った被写体の撮影には不向きでなものある。

【０００７】また、広角端の焦点距離よりも短い焦点距
離を得るためのワイドコンバージョンレンズを撮影レン
ズに装着することで広角な範囲を撮影可能なものもある
が、光学系の結像性能を大きく劣化させることになる。
また、デジタルカメラの場合、広範囲な風景等の高い空
間周波数を持つ撮影の場合、普及タイプのデジタルカメ
ラに用いられるＣＣＤでは画素数の不足からその空間周
波数を十分に再現できず、一般的な鑑賞サイズに引き伸
ばしてプリントした場合の画質は鑑賞用には不向きであ
る。

【０００８】また、レンズ交換が可能なハイエンドなデ
ジタルカメラにあっては、交換レンズの中、いわゆる広
角レンズや超広角レンズと呼ばれるタイプのものを用い
た場合、広範囲を撮影することは一応可能である。しか
しながら、これらのレンズは銀塩フィルムに用いること
が前提で設計されたものであるため、ＣＣＤの周辺部に
入射する入射角が大きく、それによる画像の劣化が生じ
ていた。

【０００９】このように、従来より存在するデジタルカ
メラでは、風景等の高い空間周波数の被写体を撮影する
場合、撮影範囲全体にわたって鮮鋭な画像を得ることが
困難であり、解像感の不足や、撮像面周辺部分での画質
が十分ではなかった。特に、鑑賞サイズに画像を引き伸
ばしてプリントした場合に、画像の不鮮明さが顕著に現
れ、到底銀塩写真の画質には達していない。

【００１０】また、いわゆる輪郭強調の処理を施すこと
により、見た目にシャープ感のある画像を得る手法が提
供されている（特開平５−３４７７３０号）。現在、コ
ンシューマ用途に商品化されている撮像装置も、ほとん
どがこの輪郭強調処理を用いており、一見してシャープ
な画像に見える。電気的にはほとんど無制限に輪郭強調
処理を施すことは可能であるが、無理な強調処理をかけ
ると、大きく拡大したとき極端に画像が劣化する。した
がって、輪郭強調のレベルは極力低くしておくことが、
画像の高品位化のためには望ましく、従来のコンシュー
マ用途の撮像装置では、この点からも到底銀塩写真の画
質には達していない。

【００１１】本発明は以上の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、コンバージョンレンズを用いる
ことなく広い撮像範囲が得られると共に、空間周波数の
高い風景等の撮影にて鑑賞サイズに引き伸ばしてプリン
トした場合であっても、画面の中心部ないし周辺部まで
十分な画質と鮮鋭感、被写体の遠近感が得られる電子撮
像装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１の撮像装置は、被写体の像を形成する結像光学
系と、前記結像光学系の像側に配され前記像の画像情報
を得る電子撮像素子とを有する撮像装置において、前記
電子撮像素子の撮像面上における最も軸外に入射する最
軸外主光線と前記撮像面の中心に入射する軸上主光線と
のなす角が以下の条件（１）、（２）を満足し、前記撮
像素子は以下の条件（３）を満足することを特徴とする
ものである。

【００１３】（１）３６°＜ω_wI＜６０° （２） −１５°≦ω_wO＜１０° （３）３．５＜Ｎ＜２０〔１００万〕ただし、ω_wIは前記結像光学系の入射面における前記軸
上主光線の入射方向と前記最軸外主光線の入射方向との
なす角であり、前記結像光学系が変倍光学系の場合はそ
の広角端における角、ω_wOは前記結像光学系の射出面に
おける前記軸上主光線の射出方向と前記最軸外主光線の
射出方向とのなす角であり、光軸から離れる方向の射出
の場合は符号を負とし、前記結像光学系が変倍光学系の
場合はその広角端における角、Ｎは電子撮像素子の有効
画素数（単位１００万）若しくは信号処理による最大記
録画素数（単位は１００万）である。

【００１４】この第１の撮像装置の作用を以下に説明す
る。

【００１５】本発明は、風景写真のニーズである、広画
角、高画質を達成し、かつ、この風景写真を鑑賞サイズ
までプリントした場合であっても、銀塩写真と遜色のな
い電子撮像装置を達成することを目的としている。

【００１６】まず、風景撮影において必要とされる撮影
画角を検討する。

【００１７】人間の通常の視野は、全視野で５０°近辺
であるが、リラックスした状態では、７０°程度まで広
がる。また、それ以上の視野であればなお広がりを感じ
る。そのため、風景撮影においては３６°以上の半画角
を有することが望ましい。

【００１８】条件（１）は、第１の撮像装置における前
提部分を構成するものであり、風景撮影に求められる遠
近感、画面全体の鮮鋭感を得るのに適した画角を規定し
たものである。（１）の下限の３６°を越えると、近距
離の被写体と遠方の被写体とを同時に撮影したときのの
十分な遠近感が得難くなる。また、近距離と遠距離の被
写体の双方を同時に焦点深度内に収めることが難しくな
る。又は、双方でシャープな描写を得ようとすると、撮
影光学系における光束径を細くし、それによって撮像素
子に光束を入射させる時間を長くする必要があるため、
被写体ブレ等による像の劣化が生じやすくなる。また、
絞りを絞り込むことによる回折の影響も無視できなくな
る。一方、上限の６０°を越えると、撮影光学系中の最
軸外主光線の折り曲げ角が大きくなり、ディストーショ
ンが発生しやすく、かえって画質が劣化してしまう。又
は、ディストーションを補正するために撮影光学系の構
成をより複雑化させる必要が生じ、コストが高くなる。

【００１９】条件（２）は、撮像素子への入射光束を撮
像面に対し略垂直に入射させる条件であり、上下限の−
１５°と１０°を越えると、撮像された画像の周辺部で
画像の劣化が起こりやすくなる。また、上限を越える
と、最軸外主光線が光軸に向って射出するため結像光学
系の大型化や収差の悪化が起こりやすくなる。

【００２０】本発明における結像光学系は、上記
（１）、（２）を同時に満たすことにより、風景撮影に
適した電子画像撮影用の結像光学系を達成している。

【００２１】本発明は風景撮影したものを鑑賞サイズま
で引き伸ばした場合に必要とされる画素数についても言
及している。

【００２２】広範囲な被写体撮影では、標準画角の撮影
に比べて空間周波数が高くなる。そのため、高いコント
ラストを得るためには画素数が通常の撮影よりも必要と
される。以下にそのことを説明する。

【００２３】人間の眼の標準的な角度分解能を１’（視
力１．０に対応）と考えると、この値は限界解像力を得
る値であるから、画像に含まれるラインアンドスペース
がシャープな画像として認識できる分解能はそれよりも
下がったところ（大きい角度）にあると考えられる。例
えば、その立体角を１．６７’（視力０．６に対応）程
度と考えると、例えば４０ｃｍ離れた位置から画像を観
察するとき、０．１９４ｍｍの大きさまではシャープな
像と認識できることになる。したがって、４０ｃｍ離れ
た位置からＡ４（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）サイズのプ
リントを観察することを考えると、プリント画像をシャ
ープな画像として認識するためには、Ａ４のプリントに
必要な画素数は約１１００×１５００＝１６５万画素と
なる。この数値は、Ａ４フルサイズのプリントであり、
周囲に余白を１０ｍｍ程度とることを考えると、画素数
は約１４０万画素になる。これ以下の画素数では、プリ
ントのドットを明確に認識できるため、例えばエッジ像
が直線でないとか、濃淡の変化が階段状に見える等によ
り、低い画質と認識する。

【００２４】データ量は少なくても、出力時に補間処理
を施してプリントすることにより画像の画素数を上げる
こともできるが、補間処理の際に画質劣化は避けられ
ず、エッジが鈍る等の現象を引き起こし、上記画素数を
直接出力した画像とは画質の点で大きな差がある。

【００２５】一般に、プリント等の画像の大きさと観察
距離には相関があり、小さい画像は近い距離で、大きな
画像は離れた距離で観察することが自然である。画像の
大きさと観察距離の関係が線型であれば、人が認識する
シャープネスは、画素の大きさではなく、前述の立体角
で決まる。したがって、上記では、必要な画素数の計算
をＡ４サイズの画像で行ったが、異なる画像の大きさで
求めても同じ結果を得る。

【００２６】しかし、Ａ４の画像を観察する距離と比
べ、Ａ６サイズ（１０５ｍｍ×１４９ｍｍ）等の極端に
小さな画像では、実際の観察距離は前述の関係より遠く
なることが多く、したがって、Ａ６等の画像サイズで
は、必要な画素数は上記の１６５万画素を下回ることに
なる。

【００２７】さて、撮像素子を用いて作成された画像
は、当然画像を構成する画素単位は一定であるため、そ
の単位以上の高い空間周波数を有する物体は表現できな
い。種々の空間周波数のパターン部分を有するテストチ
ャートを撮影した場合、最も線幅の狭い部分でその線幅
が画素ピッチに等しいパターンは全て分解して観察され
のに対して、線幅が画素ピッチを下回りその最も狭い線
幅が画素ピッチの１／２となる画素単位以上の高い空間
周波数を有するパターンは、低周波の濃淡、いわゆるモ
アレが観察されるだけである。

【００２８】前述の計算で求めた画素数の画像では、プ
リントの最小画素単位を人間が高いコントラストで明確
に認識できる。したがって、上述のテストチャートの観
察の結果を一般画像に拡張すると、ある空間周波数まで
シャープに見え、最小画素単位以下の空間周波数が急激
に分解しない画像になるため、画像のコントラストは高
くても、グラデーションが十分表現できているとは認識
できず、いわゆる荒れ感のある画像となる。

【００２９】一方、銀塩写真は、人間が感知する解像限
界以下の大きさの粒子から、人間がシャープに認識でき
る大きさの粒子まで様々な大きさの粒子により構成され
ており、そのことによって、画像のコントラストだけで
はなく、画像のグラデーションを表現することができ、
画像の高品位感に大きな影響を与えていると考えられ
る。したがって、上記の画素数の画像では、写真画質を
達成しているとは言い難い。

【００３０】グラデーション豊かな画像とするために
は、人間が感知する解像限界に近い空間周波数まで表現
しなければならない。我々はこの点に着目し、銀塩写真
と等価な画質と見なすために必要な画素単位の大きさを
検討した結果、画像を構成する最小画素単位は、前記の
立体角１．６７’に対応する画素単位では不十分であ
り、少なくとも立体角１．２５’（視力０．８）に対応
する画素単位が必要であることが分かった。もちろん、
解像限界である１’の分解能に対応する画素単位、ある
いは、さらに品位感を上げるために１’を下回る分解能
で分解できる画素単位まであればなお良い。

【００３１】以下、シャープな画像と認識できる立体角
に対応する画素単位の大きさを「良像限界画素単位」、
グラデーション感を与えるために必要とする立体角に対
応する画素単位の大きさを「解像可能画素単位」、解像
限界に対応する画素単位の大きさを「解像限界画素単
位」と呼ぶことにする。このとき、良像限界画素単位＞
解像可能画素単位＞解像限界画素単位である。

【００３２】この表現を用いると、前述の結果は、解像
限界を１’とするとき、解像可能画素単位は立体角１．
２５’に対応する画素単位以下が必要となる。この場
合、前述の方法と同様にして必要な画素数を求めると、
用紙フルサイズ（Ａ４）に対し約３００万画素、余白を
考えると約２５０万画素となる。

【００３３】したがって、様々な被写体を撮影する汎用
機としては、被写体が含む空間周波数の平均もそれ程高
くないので、２５０万画素あれば実用上問題はないが、
本発明のように非常に高い空間周波数を含む風景写真に
ウエイトを置くと、前述の解像可能画素単位をさらに小
さくしておくことが必要である。

【００３４】しかも、広範囲を撮影した風景写真では、
観察者が臨場感を得るために、左右への広がりが求めら
れる。そのため、少なくとも４０ｃｍ離れた位置からの
Ａ４フルサイズにおける高い画質の確保が必要となる。
そのため、半画角が３６°以上の広範囲な風景を撮影し
た場合における写真画質に必要な画素数は、３５０万画
素を最低確保しておく必要があることが分かった。

【００３５】条件（３）は、上記の検討に基づき撮像素
子における有効画素数若しくは信号処理による最大記録
画素数を規定するものである。式（３）の上限の２００
０万は、得られる画像データの大きさを考慮して設けた
ものであり、上限の２０００万を越えて大きくなると、
１枚の画像情報を保持しておく媒体に必要な記憶容量が
極めて大きくなるため、小さい記憶容量の媒体に記憶さ
せるためには圧縮率を大きくする必要が生じ、画質の劣
化が避けられず、本発明の目的に反する。また、大容量
の記憶媒体への書き込み装置を撮像装置に内蔵する場合
には、装置全体が極めて大型化し、本発明の目的に反す
る。また、画像情報が大きくなりすぎると、画像データ
の転送速度や媒体への書き込み速度の低下が著しくな
り、撮像装置としての機動性に著しい障害となり好まし
くない。式（３）の下限の３５０万を越えて少なくなる
と、上述のように風景撮影における解像可能画素単位
（グラデーション感を与えるために必要とする立体角に
対応する画素単位の大きさ）を満たす画素数を下回るこ
とになり、グラデーションが豊かで高品位な画像を与え
ることが困難になる。

【００３６】このように、本発明の撮像装置は、単に撮
影画角を広くしたのみではなく、広角撮影のニーズが高
い風景撮影において要求される、画面全体の画質（特に
鮮鋭度）を十分に保つことを可能とする。

【００３７】本発明の第２の撮像装置は、第１の撮像装
置において、前記結像光学系は以下の条件（４）を満足
することを特徴とするものである。

【００３８】（４）２８°＜ω_wI＋ω_wO＜４５° 条件（４）は、結像光学系の最軸外主光線の最適な折り
曲げ角を規定するものである。下限の２８°を越える
と、必要とされる画角が得られなくなるか、像周辺での
撮像面入射角が適切でなくなる。上限の４５°を越える
と、最軸外主光線の折れ方が大きくなり、結像光学系の
収差補正が難しくなる。

【００３９】本発明の第３の撮像装置は、第１又は第２
の撮像装置において、前記電子撮像素子の撮像面の対角
線長Ｄは、以下の条件（５）を満足することを特徴とす
るものである。

【００４０】（５）５ｍｍ＜Ｄ＜３０ｍｍ式（５）は、結像光学系の大きさと画質とをバランスさ
せるための条件である。一般的に撮像面が大きい方がナ
イキスト周波数が低くなるため、結像性能は良くなる
が、本発明のように電子撮像素子が３５０万以上の画素
を有していれば、ナイキスト周波数が高くなる撮像面の
サイズであってもグラデーションの良い良好な画像が再
生できる。撮像面が下限の５ｍｍを越えて小さくなる
と、相対的に画素のピッチ（画素間距離）が短くなり、
結像光学系の結像性能を高くする必要が生じ、製造誤差
の影響を受けやすくなる。一方、上限の３０ｍｍを越え
て大きくなると、先の条件（２）を満足するためには、
光学系全体を大きく構成する必要が生じる。

【００４１】本発明の第４の撮像装置は、第１から第３
の撮像装置において、前記結像光学系は以下の条件
（６）を満足する結像性能を有し、前記電子撮像素子は
以下の条件（７）を満足することを特徴とするものであ
る。

【００４２】（６）１．０５＜φ_w／Ｐ×√（３．５
／Ｎ）＜８．０（７）０．００１５＜Ｐ＜０．００８〔ｍｍ〕ただし、φ_wは略画面中心における絞り開口値Ｆ５．
６、波長ｅ−線での、光学ローパスフィルターによるロ
ーパス作用を除いた、光学系による点像強度分布（ｐｏ
ｉｎｔｓｐｒｅａｄｆｕｎｃｔｉｏｎｂｙａｍ
ｐｌｉｔｕｄｅ）の９０％エンサークルドエネルギーの
直径の大きさ（単位はｍｍ）であり、前記結像光学系が
変倍光学系の場合はその広角端における直径、Ｐは撮像
素子の画素ピッチ（単位はｍｍ）である。

【００４３】上記式（６）は、解像可能画素単位（解像
限界に対応する画素単位の大きさ）から算出した画素数
を３５０万画素としたときに満足することが好ましい式
である。

【００４４】先に、広範囲撮影により空間周波数が高く
なる撮影においては３５０万画素以上が必要である旨を
説明したが、この場合重要なことは、必ずしも解像可能
画素単位に対応する空間周波数まで高いコントラストで
ある必要はないことである。良像限界画素単位に対応す
る空間周波数までは高いコントラストを実現する必要が
あるが、それ以上の周波数は人間自身が高いコントラス
トで認識できないため、画像のコントラストが低下して
いくことは、画像のグラデーションを表現することに何
ら妨げにはならないのである。

【００４５】したがって、例えば解像可能画素単位と撮
像素子の各画素が１対１の対応がある場合には、光学系
の結像性能は、撮像素子の画素ピッチに対応する空間周
波数、いわゆるナイキスト周波数においては、高いコン
トラスト性能は必ずしも必要ないことになる。

【００４６】また、解像可能画素単位よりも撮像素子の
画素ピッチが小さい場合、すなわち、画像に必要な画素
数以上の画素数を撮像素子が有している場合には、撮像
素子の画素ピッチではなく、解像可能画素単位に対応す
る画素ピッチを考えれば十分である。

【００４７】さて、画素数の観点から、画素ピッチに視
点を転じる。本発明者は、単に画素数を増やすことでは
なく、画素数をどのように増やすかについても言及す
る。また、そのときに光学系に求められる結像性能につ
いても考察している。

【００４８】本発明では、画素数を増やす際に、撮像素
子の画素ピッチを縮小化することにより、画素数を増や
すことを提案している。そのことにより光学性能に及ぼ
す影響を示す。

【００４９】電子撮像系の場合、光学系の伝達関数で与
えられるコントラストの画像が得られる訳ではなく、撮
像素子の光電変換部、いわゆる撮像素子の開口部が有限
の面積を持ち、そこで光量が平均化されるため、開口部
の大きさに応じた伝達関数の劣化が起こる。

【００５０】簡単のため、開口部を矩形に近似すると、
フーリエ変換により伝達関数の劣化は、図１２に示すよ
うに、ｓｉｎｃ関数として表現できる。ただし、ピッチ
間隔に対する開口部の大きさの面積比、いわゆる開口効
率は７０％としている。

【００５１】例えば、ピッチ間隔７．５μｍ、素子サイ
ズ２／３インチ、約１００万画素の撮像素子を用い、図
１３に示すＭＴＦ特性を有する光学系で撮影する場合、
開口での劣化を考慮した総合的なＭＴＦ特性は図１４の
ようになる（図１２のピッチ間隔７．５μｍの曲線の値
と、図１３の曲線の値とを掛けたもの）。

【００５２】そこで、前述の特性を考慮し、画素ピッチ
を５μｍに縮小化することによって同じ素子サイズで約
２３０万画素を達成したとし、上記と同じ図１３に示す
ＭＴＦ特性を有する光学系を用いると、開口での劣化を
考慮した総合的なＭＴＦ特性は図１５のようになる（図
１２のピッチ間隔５μｍの曲線の値と、図１３の曲線の
値とを掛けたもの）。

【００５３】図１４、図１５から明らかなように、画素
ピッチを縮小化することによって、撮像素子開口部での
伝達関数の劣化が抑制され、総合的な光学性能はむしろ
高くなる。したがって、画素数の議論により適切な画素
数を設定し、その画素数を画素ピッチの縮小化で達成す
ることにより、光学系単体で保証すべき性能は、撮像素
子開口部での伝達関数の劣化を前提として、劣化分を予
め性能を上げておくことによってカバーするという従来
の手法により予測したレベルよりも、落とすことが可能
となる。

【００５４】撮像装置の光学系に求められる性能は、検
討の結果、前記の解像可能画素単位に対応する画素ピッ
チに対して、点像強度分布の９０％エンサークルドエネ
ルギーの直径が８倍程度の大きさまで許容できることを
見出した。これを越えると、コントラストの低下が著し
く、前記良像限界画素単位に対する空間周波数での解像
も得られなくなる（もちろん、光学性能が高いことを禁
止するものではない。）。

【００５５】このように、条件（６）内とすることで、
先の条件（３）とあいまって、良好なグラデーションの
画像が得られる。つまり、高い光学性能でなくとも、高
密度プリントを行うことで引き伸ばし倍率が下がり、プ
リントの画質が確保できる。式（６）の下限の１．０５
を越えると、光学系の光学性能が高くなるため、画像は
高画質になるが、構成するレンズ枚数を増やさないと所
望の性能が得られなくなったり、あるいは、レンズ系の
大きさを大きくして、各レンズで発生する収差量を抑制
する等の対策が必要になり、何れにしてもレンズ系の低
コスト化、小型化の点で不利である。あるいは、小さい
製造公差を設けなければならなくなり、レンズ系のコス
トを下げることが困難になる。若しくは、画素数が必要
以上に多くなり、コスト高になってしまう。式（６）の
上限の８．０を越えると、上記のように、コントラスト
の低下が著しく、良像限界画素単位（シャープな画像と
認識できる立体角に対応する画素単位の大きさ）に対す
る空間周波数での解像も得られなくなり、高品位な画像
が得られなくなる。

【００５６】式（７）の下限の０．００１５ｍｍを越え
て画素ピッチが小さくなると、条件（６）を満足する光
学レンズを製作することができなくなる。式（７）の上
限の０．００８ｍｍを越えると、撮像装置を小型化でき
ず、また、撮像素子が高コストなものとなってしまう。

【００５７】また、条件（１）の上下限は、条件式の範
囲内で変更可能であり、（１−１）３６．４°＜ω_wI＜４５° とすれば、より遠近感と光学系の収差補正とのバランス
が図れるため、好ましい。

【００５８】また、条件（２）の上下限は、条件式の範
囲内で変更可能であり、（２−１） −８°≦ω_wO＜５° さらには、（２−２） −６°≦ω_wO＜２° とすれば、より像の周辺部での画質が良好となり好まし
い。

【００５９】また、条件（３）の上下限は、条件式の範
囲内で変更可能であり、（３−１）４＜Ｎ＜２０〔１００万〕さらには、（３−２）５＜Ｎ＜２０〔１００万〕さらに、（３−３）６＜Ｎ＜２０〔１００万〕とすることでより、良好な画質が得られ好ましい。

【００６０】また、条件（４）の上下限は、条件式の範
囲内で変更可能であり、（４−１）３０°＜ω_wI＋ω_wO＜４４° さらには、（４−２）３４°＜ω_wI＋ω_wO＜４３° とすると、光学系設計の困難さと必要な性能とをバラン
スさせることができ好ましい。

【００６１】また、条件（５）の上下限は、例えば以下
に示す（５−１）、（５−２）、（５−３）のように条
件式の範囲内で変更可能である。

【００６２】また、撮像面の大きさが小さい程結像光学
系が小さくできる反面、設計が厳しくなる。そのため、
有効画素数（若しくは最大記録画素数）を多めにとるこ
とで、結像光学系の性能を補填できる。また、撮像面の
大きさは、光学性能と撮像素子との製造コストと画質と
のバランスをとるために、撮像面の対角線長に応じて画
素数を決定することが好ましい。

【００６３】具体的には、（５−１）５ｍｍ＜Ｄ≦１０ｍｍのときは、（３−４）３．５＜Ｎ≦６．５〔１００万〕を満足するとよい。さらに、上限を５．５とすると、な
およい。

【００６４】（５−２）１０ｍｍ＜Ｄ≦１６．５ｍｍのときは、（３−５）４．５＜Ｎ≦８．５〔１００万〕を満足するとよい。さらに、上限を７．５、さらには
６．５とすると、なお一層よい。

【００６５】（５−３）１６．５ｍｍ＜Ｄ＜３０ｍｍのときは、（３−６）５．５＜Ｎ＜１１〔１００万〕を満足するとよい。さらに、その上限を１０．０、さら
には９．５、さらには８．５とすると、なお一層よい。

【００６６】また、撮像面の対角長が３０ｍｍ以上の場
合について、（５−４）３０ｍｍ≦Ｄ＜４０ｍｍのときは、（３−７）６．５≦Ｎ＜１４．０〔１００万〕を満足するとよい。

【００６７】（５−５）４０ｍｍ≦Ｄ＜８０ｍｍのときは、（３−８）７．５≦Ｎ＜２０．０〔１００万〕を満足するとよい。

【００６８】上記の条件（３−１）、（３−２）、（３
−３）、（３−４）、（３−５）における上限を越える
と、撮像素子の画素ピッチが小さくなり、製造が難しく
なる。一方、下限を越えると、撮像面積に対する画素数
が少なくなり、撮像素子の製造コストに対する性能のバ
ランスが悪くなる。

【００６９】また、条件（６）の上下限は、条件式の範
囲内で変更可能であるが、電子撮像装置におけるプリン
ト像の鮮明さとコストとをバランスさせるためには、（６−１）１．３＜φ_w／Ｐ×√（３．５／Ｎ）＜
３．０とすることが望ましい。

【００７０】また、条件（７）の上下限は、条件式の範
囲内で変更可能であるが、（７−１）０．００２＜Ｐ＜０．００７〔ｍｍ〕とすると、必要とされる画素数の確保と電子撮像素子の
作りやすさの点でより好ましい。

【００７１】本発明の第５の撮像装置は、第１から第４
の撮像装置において、前記結像光学系は無限遠物点の被
写体に対して半画角が３６°以上となる広角端を含むズ
ームレンズであることを特徴とするものである。

【００７２】特に、本発明の撮像装置は、電子撮像素子
の画素数を十分確保することにより、良好な画像を得る
ことができるものであるから、例えば、変倍比が３倍以
上のズームレンズ、５倍以上のズームレンズ、さらには
１０倍以上のズームレンズといった広角端における光学
性能の維持が難しい結像光学系を用いた場合であって
も、十分に鑑賞サイズの鮮鋭な風景写真を楽しむことが
できる。

【００７３】特に、結像光学系の変倍比Ｅが大きい程光
学性能を高く保つことが難しくなるため、変倍比Ｅに対
して以下のように画素数Ｎを対応させることが好まし
い。

【００７４】２．３＜Ｅ＜５．１のとき、３．５＜Ｎ
〔１００万〕とすることが好ましい。

【００７５】５．１≦Ｅ＜１０．０のとき、４．０＜Ｎ
〔１００万〕とすることが好ましい。

【００７６】１０．０≦Ｅ＜２０のとき、５．０＜Ｎ
〔１００万〕とすることが好ましい。

【００７７】なお、上述の画素数Ｎは電子撮像素子の有
効画素数（単位１００万）に限らず、例えばハニカム画
素を用いる場合は、信号処理による最大記録画素数（単
位は１００万）であってよいが、より自然な像再現のた
めには、画素数Ｎは電子撮像素子の有効画素数（単位１
００万）とすることが好ましい。

【００７８】本発明の第６の撮像装置は、第１から第３
の撮像装置において、前記結像光学系は以下の条件
（８）を満足する結像性能を有することを特徴とするも
のである。

【００７９】（８）１．５＜φ_w／Ｐ＜８．０ただし、φ_wは略画面中心における絞り開口値Ｆ５．
６、波長ｅ−線での、光学ローパスフィルターによるロ
ーパス作用を除いた、光学系による点像強度分布の９０
％エンサークルドエネルギーの直径の大きさ（単位はｍ
ｍ）であり、前記結像光学系が変倍光学系の場合はその
広角端における直径、Ｐは撮像素子の画素ピッチ（単位
はｍｍ）である。

【００８０】このように構成することで、上記の画面中
心における絞り開口値Ｆ５．６、波長ｅ−線での、光学
ローパスフィルターによるローパス作用を除いた、光学
系による点像強度分布の９０％エンサークルドエネルギ
ーの直径が、複数の画素にまたがることになり、ローパ
スフィルターの効果を得ることができる。下限の１．５
を越えて小さくなると、ローパス効果が薄くなり、か
つ、光学系の結像性能を高くする必要が生じる。一方、
上限の８．０を越えると、シャープな映像を得ることが
困難になってくる。

【００８１】より好ましくは、（８−１）１．８＜φ_w／Ｐ＜４．５とするとよい。

【００８２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の撮像装置の実施の
形態について説明する。

【００８３】本発明に基づく撮像装置全体の構成は、図
１に示すように、被写体の像を結像する光学系１０と、
その結像位置に配置されたＣＣＤ等からなる撮像素子２
０と、その撮像素子２０で得られた画像信号を処理する
信号処理回路３０と、その信号処理回路３０に接続さ
れ、撮像された画像データを記憶する記憶装置４０と、
信号処理回路３０に接続され、撮像された画像を表示す
る表示装置５０と、撮像された画像を出力するプリンタ
ー等の出力装置６０とからなる。

【００８４】また、光学系１０は、図示しない複数の羽
絞りを可動させることにより光学系１０の光軸を中心と
して開口の大きさを可変に構成した開口絞り７０を有し
ている。この開口絞り７０の開口の大きさ及び撮像素子
２０による露光時間を共に制御する露出制御回路８０に
より、撮像素子２０が読み取るべき光量が適正に制御さ
れる。

【００８５】この開口の大きさ及び露光時間の組み合わ
せによる露出制御は、被写体の状態を測光して露出制御
回路８０により自動設定されるか、又は、使用者が任意
に開口値又は露光時間を設定でき、それに合わせて露光
時間又は開口値を自動制御するか、開口値及び露光時間
も使用者の好みにより設定できるように構成されてい
る。

【００８６】図１１は、撮像素子２０の画素配列を示す
図であり、画素ピッチＰでＲ，Ｇ，Ｂの画素がモザイク
状に配されている。図中に示す有効撮像面は、光学系の
性能に合わせて、撮像素子２０の全画素数よりも少ない
画素数の領域に設定されている。Ｄは、この有効撮像面
の対角長である。また、この撮像面で受けた画像情報は
信号処理回路３０にて信号処理されるが、有効撮像面に
おける画素数と同じ画素数で画像情報を記録するものと
する。撮像素子２０をハニカム画素配列とし、有効画素
数よりも多い画素数で画像情報を記録する処理を行うよ
うにしてもよい。以下に、主として光学系１０に用いる
レンズ系とその際に用いる撮像素子２０に関する実施例
１、２、３について説明する。

【００８７】実施例１この実施例は、光学系１０としてズームレンズを使用す
る実施例であり、撮像素子２０としては、４／３インチ
で、有効撮像面は長辺１７．６ｍｍ×短辺１３．２ｍｍ
を用い、対角線長Ｄが２２．０ｍｍ、有効画素数６４５
万画素（長辺２９３３×短辺２２００）で、ピクセルサ
イズＰが０．００６ｍｍのものを用いる。

【００８８】光学系１０を構成するレンズ系は、図２に
広角端（ａ）、標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の断面図
を示すような構成のズームレンズ系であり、レンズ系と
像面Ｉの間に撮像素子２０のカバーガラス２１、ローパ
スフィルター２２、ＩＲカットフィルター２３等のフィ
ルター類を構成する平行平面板が配置されている。この
レンズ系の数値データは後記するが、非球面を用いてい
る。図８は、この実施例の広角端の光路図である。この
実施例の広角端（ａ）、標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）
の収差図を図３に示す。図中、ＳＡは球面収差、ＡＳは
非点収差、ＤＴは歪曲収差、ＣＣは倍率色収差を示す。
ただし、図中、“ω”は半画角を表している。以下の収
差図においても同じ。

【００８９】また、開口値Ｆ４を越えた絞り値によって
被写界深度をコントロールすることが可能で、小型低コ
ストな撮像装置を得ることができる。

【００９０】なお、本実施例は、絞り開放時のＦナンバ
ーからＦ１６近辺まで多段階に若しくは連続して開口の
大きさが調整可能に構成されている。

【００９１】各条件式に対応する値は以下の通りであ
る。

【００９２】ω_wI＝３６．４９° ω_wO＝−７．２° Ｎ＝６．４５（×１００万画素） ω_wI＋ω_wO＝２９．２９° Ｄ＝２２ｍｍ φ_w＝０．０１２ｍｍＰ＝０．００６ｍｍ φ_w／Ｐ×√（３．５／Ｎ）＝１．４７３Ｅ＝５．０ φ_w／Ｐ＝２．０
。

【００９３】実施例２この実施例は、光学系１０としてズームレンズを使用す
る実施例であり、撮像素子２０としては、２／３インチ
で、有効撮像面は長辺８．８ｍｍ×短辺６．６ｍｍで対
角線長Ｄが１１．０ｍｍ、画素数６４５万画素（長辺２
９３３×短辺２２００）で、ピクセルサイズＰが０．０
０３ｍｍのものを用いる。

【００９４】光学系１０を構成するレンズ系は、図４に
広角端（ａ）、標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の断面図
を示すような構成のズームレンズ系であり、レンズ系と
像面Ｉの間に撮像素子２０のカバーガラス２１、ローパ
スフィルター２２、ＩＲカットフィルター２３等のフィ
ルター類を構成する平行平面板が配置されている。この
レンズ系の数値データは後記するが、非球面を用いてい
る。図９は、この実施例の広角端の光路図である。

【００９５】また、開口値Ｆ４を越えた絞り値によって
被写界深度をコントロールすることが可能で、小型低コ
ストな撮像装置を得ることができる。

【００９６】なお、本実施例は、絞り開放時のＦナンバ
ーからＦ１６近辺まで多段階に若しくは連続して開口の
大きさが調整可能に構成されている。

【００９７】各条件式に対応する値は以下の通りであ
る。

【００９８】ω_wI＝３６．８６° ω_wO＝−０．３９° Ｎ＝６．４５（×１００万画素） ω_wI＋ω_wO＝３６．４５° Ｄ＝１１．０ｍ φ_w＝０．０１２ｍｍＰ＝０．００３ｍｍ φ_w／Ｐ×√（３．５／Ｎ）＝２．９４７Ｅ＝１０．２ φ_w／Ｐ＝４．０
。

【００９９】実施例３この実施例は、光学系１０としてズームレンズを使用す
る実施例であり、撮像素子２０としては、４／３インチ
で有効撮像面の長辺１７．６ｍｍ×短辺１３．２ｍｍを
用い、有効撮像面の対角線長Ｄが２２．０ｍｍ、有効画
素数６４５万画素（長辺２９３３×短辺２２００）で、
ピクセルサイズＰが０．００６ｍｍのものを用いる。

【０１００】光学系１０を構成するレンズ系は、図６に
広角端（ａ）、標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の断面図
を示すような構成のズームレンズ系であり、レンズ系と
像面Ｉの間に撮像素子２０のカバーガラス２１、ローパ
スフィルター２２、ＩＲカットフィルター２３等のフィ
ルター類を構成する平行平面板が配置されている。この
レンズ系の数値データは後記するが、非球面を用いてい
る。図１０は、この実施例の広角端の光路図である。

【０１０１】また、開口値Ｆ４を越えた絞り値によって
被写界深度をコントロールすることが可能で、小型低コ
ストな撮像装置を得ることができる。

【０１０２】なお、本実施例は、絞り開放時のＦナンバ
ーからＦ１６近辺まで多段階に若しくは連続して開口の
大きさが調整可能に構成されている。

【０１０３】各条件式に対応する値は以下の通りであ
る。

【０１０４】ω_wI＝３７．４５° ω_wO＝−５．３９° Ｎ＝６．４５（×１００万画素） ω_wI＋ω_wO＝３２．０６° Ｄ＝２２．０ｍｍ φ_w＝０．０１５ｍｍＰ＝０．００６ｍｍ φ_w／Ｐ×√（３．５／Ｎ）＝１．８４２Ｅ＝９．７ φ_w／Ｐ＝２．５
。

【０１０５】以下に、上記各実施例の光学系１０の数値
データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離
（単位ｍｍ）、Ｆ_NOはＦナンバー、φ_Sは絞り径（単位
ｍｍ）、ｒ₁、ｒ₂…は各レンズ面の曲率半径（単位ｍ
ｍ）、ｄ₁、ｄ₂…は各レンズ面間の間隔（単位ｍ
ｍ）、ｎ_d1、ｎ_d2…は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、
ν_d2…は各レンズのアッベ数である。また、ＷＥは広角
端、ＳＴは標準状態、ＴＥは望遠端を示す。なお、非球
面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを
光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。

【０１０６】ｘ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−Ｐ（ｙ／
ｒ）²｝^1/2］＋A₄ｙ⁴＋A₆ｙ⁶＋A₈ｙ⁸＋ A₁₀ｙ¹⁰ ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｐは円錐係数、A₄、A₆、
A₈、A₁₀はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面
係数である。

【０１０７】（実施例１）ｒ₁= 78.670 ｄ₁= 1.50 ｎ_d1 =1.80518 ν_d1 =25.42 ｒ₂= 44.526 ｄ₂= 8.70 ｎ_d2 =1.49700 ν_d2 =81.54 ｒ₃=3874659.084 ｄ₃= 0.20 ｒ₄= 38.299 ｄ₄= 5.50 ｎ_d3 =1.62299 ν_d3 =58.16 ｒ₅= 149.092 ｄ₅= （可変）ｒ₆= 47.513 （非球面）ｄ₆= 1.20 ｎ_d4 =1.77250 ν_d4 =49.60 ｒ₇= 10.705 ｄ₇= 5.90 ｒ₈= -37.283 ｄ₈= 1.05 ｎ_d5 =1.77250 ν_d5 =49.60 ｒ₉= 11.991 ｄ₉= 3.50 ｎ_d6 =1.84666 ν_d6 =23.78 ｒ₁₀= -159.526 ｄ₁₀= 1.70 ｒ₁₁= -14.017 ｄ₁₁= 1.20 ｎ_d7 =1.77250 ν_d7 =49.60 ｒ₁₂= -38.158 ｄ₁₂= （可変）ｒ₁₃= ∞（絞り）ｄ₁₃= 0.65 ｒ₁₄= 17.453 ｄ₁₄= 3.50 ｎ_d8 =1.49700 ν_d8 =81.54 ｒ₁₅= -35.380 ｄ₁₅= 0.20 ｒ₁₆= 19.943 （非球面）ｄ₁₆= 3.20 ｎ_d9 =1.49700 ν_d9 =81.54 ｒ₁₇= -19.595 ｄ₁₇= 1.00 ｎ_d10=1.80100 ν_d10=34.97 ｒ₁₈= -170.727 ｄ₁₈= （可変）ｒ₁₉= 15.606 ｄ₁₉= 5.50 ｎ_d11=1.49700 ν_d11=81.54 ｒ₂₀= -20.010 ｄ₂₀= 1.00 ｎ_d12=1.77250 ν_d12=49.60 ｒ₂₁= -3292.381 （非球面）ｄ₂₁= （可変）ｒ₂₂= -11.529 ｄ₂₂= 1.50 ｎ_d13=1.54814 ν_d13=45.79 ｒ₂₃= -35.763 ｄ₂₃= 5.58 ｒ₂₄= 31.596 ｄ₂₄= 3.50 ｎ_d14=1.63930 ν_d14=44.87 ｒ₂₅= -1207.064 （非球面）ｄ₂₅= （可変）ｒ₂₆= ∞ ｄ₂₆= 2.46 ｎ_d15=1.54771 ν_d15=62.84 ｒ₂₇= ∞ ｄ₂₇= 1.00 ｎ_d16=1.51633 ν_d16=64.14 ｒ₂₈= ∞ ｄ₂₈= 0.50 ｒ₂₉= ∞ ｄ₂₉= 0.70 ｎ_d17=1.51633 ν_d17=64.14 ｒ₃₀= ∞ ｄ₃₀= 0.99 ｒ₃₁= ∞（撮像面）非球面係数第６面Ｋ = 0.000 A₄ = 7.34440×10^-6 A₆ =-5.47600×10^-8 A₈ = 4.46078×10^-10 A₁₀=-1.38040×10^-12 第１６面Ｋ = 0.000 A₄ =-3.25911×10^-5 A₆ =-2.24817×10^-9 A₈ =-1.97658×10^-9 A₁₀= 9.98600×10^-12 第２１面Ｋ = 0.000 A₄ = 6.35320×10^-5 A₆ =-3.26695×10^-8 A₈ = 3.48949×10^-10 A₁₀= 5.73630×10^-13 第２５面Ｋ = 0.000 A₄ =-1.33790×10^-6 A₆ =-6.81344×10^-8 A₈ = 5.84722×10^-10 A₁₀=-2.06452×10^-12 ズームデータ（∞）ＷＥＳＴＴＥｆ (mm) 14.871 33.685 74.184 Ｆ_NO 3.50 4.00 4.50 ｄ₅ 1.00 10.96 28.03 ｄ₁₂ 11.15 3.93 1.00 ｄ₁₈ 11.13 8.95 8.58 ｄ₂₁ 4.10 8.92 11.19 ｄ₂₅ 1.00 12.55 14.96 φ_S 9.78 11.48 11.02 。

【０１０８】（実施例２）ｒ₁= 89.831 ｄ₁= 2.60 ｎ_d1 =1.84666 ν_d1 =23.78 ｒ₂= 63.969 ｄ₂= 0.00 ｒ₃= 64.105 ｄ₃= 9.17 ｎ_d2 =1.49700 ν_d2 =81.54 ｒ₄= 479.847 ｄ₄= 0.20 ｒ₅= 75.241 ｄ₅= 6.43 ｎ_d3 =1.60311 ν_d3 =60.64 ｒ₆= 342.992 ｄ₆= （可変）ｒ₇= 959.971 ｄ₇= 1.80 ｎ_d4 =1.81600 ν_d4 =46.62 ｒ₈= 18.842 ｄ₈= 5.38 ｒ₉= -472.524 ｄ₉= 1.10 ｎ_d5 =1.73400 ν_d5 =51.47 ｒ₁₀= 28.939 ｄ₁₀= 5.91 ｒ₁₁= -29.210 ｄ₁₁= 1.20 ｎ_d6 =1.71300 ν_d6 =53.87 ｒ₁₂= 100.546 ｄ₁₂= 0.15 ｒ₁₃= 49.322 ｄ₁₃= 7.57 ｎ_d7 =1.63980 ν_d7 =34.46 ｒ₁₄= -24.681 （非球面）ｄ₁₄= （可変）ｒ₁₅= 1133.429 ｄ₁₅= 1.20 ｎ_d8 =1.78472 ν_d8 =25.68 ｒ₁₆= 106.597 ｄ₁₆= 0.25 ｒ₁₇= ∞（絞り）ｄ₁₇= （可変）ｒ₁₈= 20.155 （非球面）ｄ₁₈= 5.10 ｎ_d9 =1.49700 ν_d9 =81.54 ｒ₁₉= -94.742 ｄ₁₉= 0.18 ｒ₂₀= 36.005 ｄ₂₀= 1.14 ｎ_d10=1.80440 ν_d10=39.59 ｒ₂₁= 13.506 ｄ₂₁= 5.53 ｎ_d11=1.60311 ν_d11=60.64 ｒ₂₂= -1129.492 ｄ₂₂= （可変）ｒ₂₃= -72.560 ｄ₂₃= 0.90 ｎ_d12=1.51633 ν_d12=64.14 ｒ₂₄= 11.805 ｄ₂₄= 2.93 ｎ_d13=1.84666 ν_d13=23.78 ｒ₂₅= 16.801 ｄ₂₅= （可変）ｒ₂₆= 91.913 ｄ₂₆= 2.97 ｎ_d14=1.49700 ν_d14=81.54 ｒ₂₇= -29.023 （非球面）ｄ₂₇= 0.15 ｒ₂₈= 48.863 ｄ₂₈= 5.10 ｎ_d15=1.60311 ν_d15=60.64 ｒ₂₉= -13.320 ｄ₂₉= 0.85 ｎ_d16=1.84666 ν_d16=23.78 ｒ₃₀= -48.001 ｄ₃₀= （可変）ｒ₃₁= ∞ ｄ₃₁= 16.00 ｎ_d17=1.51633 ν_d17=64.14 ｒ₃₂= ∞ ｄ₃₂= 1.00 ｒ₃₃= ∞ ｄ₃₃= 2.60 ｎ_d18=1.54771 ν_d18=62.84 ｒ₃₄= ∞ ｄ₃₄= 1.00 ｒ₃₅= ∞ ｄ₃₅= 0.75 ｎ_d19=1.51633 ν_d19=64.14 ｒ₃₆= ∞ ｄ₃₆= 1.24 ｒ₃₇= ∞（撮像面）非球面係数第１４面Ｋ = 0.000 A₄ =-8.95501×10^-9 A₆ = 8.47476×10^-9 A₈ = 1.67607×10^-11 A₁₀= 0 第１８面Ｋ = 0.000 A₄ =-1.75923×10^-5 A₆ = 4.44554×10^-9 A₈ =-1.34515×10^-10 A₁₀= 0 第２７面Ｋ = 0.000 A₄ =-1.47160×10^-6 A₆ = 1.54417×10^-9 A₈ =-2.36290×10^-10 A₁₀= 0 ズームデータ（∞）ＷＥＳＴＴＥｆ (mm) 7.338 23.289 74.688 Ｆ_NO 2.80 3.50 3.50 ｄ₆ 1.36 31.07 61.33 ｄ₁₄ 54.26 11.10 1.70 ｄ₁₇ 17.42 8.86 1.03 ｄ₂₂ 1.50 6.86 16.90 ｄ₂₅ 6.86 6.18 6.82 ｄ₃₀ 4.46 8.38 5.36 φ_S 9.95 10.11 13.64 。

【０１０９】（実施例３）ｒ₁= 98.486 ｄ₁= 1.70 ｎ_d1 =1.80518 ν_d1 =25.42 ｒ₂= 48.098 ｄ₂= 9.50 ｎ_d2 =1.49700 ν_d2 =81.54 ｒ₃= -449.337 ｄ₃= 0.10 ｒ₄= 41.194 ｄ₄= 5.95 ｎ_d3 =1.71300 ν_d3 =53.87 ｒ₅= 118.580 ｄ₅= （可変）ｒ₆= 41.612 （非球面）ｄ₆= 1.50 ｎ_d4 =1.72916 ν_d4 =54.68 ｒ₇= 10.021 ｄ₇= 5.66 ｒ₈= -21.370 ｄ₈= 0.70 ｎ_d5 =1.77250 ν_d5 =49.60 ｒ₉= 31.263 ｄ₉= 0.10 ｒ₁₀= 25.595 ｄ₁₀= 3.55 ｎ_d6 =1.84666 ν_d6 =23.78 ｒ₁₁= -23.685 ｄ₁₁= 1.08 ｒ₁₂= -16.841 ｄ₁₂= 0.70 ｎ_d7 =1.77250 ν_d7 =49.60 ｒ₁₃= -3028.008 ｄ₁₃= （可変）ｒ₁₄= ∞（絞り）ｄ₁₄= 0.60 ｒ₁₅= 17.225 ｄ₁₅= 2.75 ｎ_d8 =1.61772 ν_d8 =49.81 ｒ₁₆= -9104.928 ｄ₁₆= 6.41 ｒ₁₇= 27.817 （非球面）ｄ₁₇= 5.00 ｎ_d9 =1.49700 ν_d9 =81.54 ｒ₁₈= -14.018 ｄ₁₈= 0.55 ｎ_d10=1.80518 ν_d10=25.42 ｒ₁₉= -33.314 ｄ₁₉= （可変）ｒ₂₀= 352.923 ｄ₂₀= 4.20 ｎ_d11=1.48749 ν_d11=70.23 ｒ₂₁= -19.723 ｄ₂₁= 13.68 ｎ_d12=1.80100 ν_d12=34.97 ｒ₂₂= -27.952 （非球面）ｄ₂₂= （可変）ｒ₂₃= -24.739 ｄ₂₃= 1.40 ｎ_d13=1.80100 ν_d13=34.97 ｒ₂₄= 37.589 ｄ₂₄= 3.25 ｎ_d14=1.84666 ν_d14=23.78 ｒ₂₅= -157.090 ｄ₂₅= 0.10 ｒ₂₆= 43.407 ｄ₂₆= 3.75 ｎ_d15=1.49700 ν_d15=81.54 ｒ₂₇= -93.811 （非球面）ｄ₂₇= （可変）ｒ₂₈= ∞ ｄ₂₈= 2.46 ｎ_d16=1.54771 ν_d16=62.84 ｒ₂₉= ∞ ｄ₂₉= 1.00 ｎ_d17=1.51633 ν_d17=64.14 ｒ₃₀= ∞ ｄ₃₀= 0.50 ｒ₃₁= ∞ ｄ₃₁= 0.70 ｎ_d18=1.51633 ν_d18=64.14 ｒ₃₂= ∞ ｄ₃₂= 1.22 ｒ₃₃= ∞（撮像面）非球面係数第６面Ｋ = 0.000 A₄ = 1.02356×10^-5 A₆ = 2.95186×10^-9 A₈ =-2.21364×10^-10 A₁₀= 1.05286×10^-12 第１７面Ｋ = 0.000 A₄ =-4.67672×10^-5 A₆ =-1.30812×10^-7 A₈ = 4.52729×10^-10 A₁₀=-2.21549×10^-11 第２２面Ｋ = 0.000 A₄ = 2.27047×10^-5 A₆ =-1.28307×10^-8 A₈ = 4.31712×10^-11 A₁₀=-9.83443×10^-14 第２７面Ｋ = 0.000 A₄ =-4.11040×10^-5 A₆ = 1.18570×10^-7 A₈ =-2.52218×10^-10 A₁₀= 2.96812×10^-13 ズームデータ（∞）ＷＥＳＴＴＥｆ (mm) 14.360 40.000 139.500 Ｆ_NO 3.52 4.37 4.46 ｄ₅ 0.97 15.78 40.00 ｄ₁₃ 15.40 5.61 1.21 ｄ₁₉ 1.00 10.90 26.60 ｄ₂₂ 11.17 8.68 3.48 ｄ₂₇ 2.20 19.88 8.56 φ_S 10.0 10.5 11.4 。

【０１１０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、コンバージョンレンズを用いなくとも広い撮
像範囲が得られると共に、空間周波数の高い風景等の撮
影で鑑賞サイズに引き伸ばしてプリントした場合であっ
ても、画面の中心部ないし周辺部まで十分な画質と鮮鋭
感、被写体の遠近感が得られる電子撮像装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく撮像装置全体の構成を示す図で
ある。

【図２】本発明の実施例１における光学系を構成するレ
ンズ系の広角端（ａ）、標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）
の断面図である。

【図３】本発明の実施例１のレンズ系の広角端（ａ）、
標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図である。

【図４】本発明の実施例２における光学系を構成するレ
ンズ系の広角端（ａ）、標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）
の断面図である。

【図５】本発明の実施例２のレンズ系の広角端（ａ）、
標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図である。

【図６】本発明の実施例３における光学系を構成するレ
ンズ系の広角端（ａ）、標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）
の断面図である。

【図７】本発明の実施例３のレンズ系の広角端（ａ）、
標準状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図である。

【図８】本発明の実施例１の広角端の光路図である。

【図９】本発明の実施例２の広角端の光路図である。

【図１０】本発明の実施例３の広角端の光路図である。

【図１１】本発明に基づく撮像装置の撮像素子の画素配
列を示す図である。

【図１２】撮像素子の開口部を矩形に近似した場合の伝
達関数の劣化を示す図である。

【図１３】光学系のＭＴＦ特性を示す図である。

【図１４】開口での劣化を考慮した総合的なＭＴＦ特性
を示す図である。

【図１５】画素ピッチを縮小化した場合の総合的なＭＴ
Ｆ特性を示す図である。

【符号の説明】１０…光学系２０…撮像素子２１…カバーガラス２２…ローパスフィルター２３…ＩＲカットフィルター３０…信号処理回路４０…記憶装置５０…表示装置６０…出力装置７０…開口絞り８０…露出制御回路Ｉ…像面

フロントページの続き (72)発明者小林祐子東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者猪山紀之東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者山梨隆則東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H054 AA01 2H087 KA03 NA02 PA10 PA11 PA12 PA16 PB14 PB15 PB16 QA02 QA07 QA17 QA21 QA25 QA34 QA37 QA41 QA42 QA45 QA46 RA05 RA12 RA13 RA32 RA36 RA42 RA43 SA43 SA47 SA49 SA52 SA54 SA57 SA62 SA63 SA64 SA65 SA66 SA74 SB04 SB15 SB22 SB24 SB33 SB34 SB43 SB44 SB46 5C022 AA11 AB12 AB36 AB62 AB66 AC42 AC54 CA00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体の像を形成する結像光学系と、前
記結像光学系の像側に配され前記像の画像情報を得る電
子撮像素子とを有する撮像装置において、前記電子撮像素子の撮像面上における最も軸外に入射す
る最軸外主光線と前記撮像面の中心に入射する軸上主光
線とのなす角が以下の条件（１）、（２）を満足し、前
記撮像素子は以下の条件（３）を満足することを特徴と
する撮像装置。（１）３６°＜ω_wI＜６０° （２） −１５°≦ω_wO＜１０° （３）３．５＜Ｎ＜２０〔１００万〕ただし、ω_wIは前記結像光学系の入射面における前記軸
上主光線の入射方向と前記最軸外主光線の入射方向との
なす角であり、前記結像光学系が変倍光学系の場合はそ
の広角端における角、ω_wOは前記結像光学系の射出面に
おける前記軸上主光線の射出方向と前記最軸外主光線の
射出方向とのなす角であり、光軸から離れる方向の射出
の場合は符号を負とし、前記結像光学系が変倍光学系の
場合はその広角端における角、Ｎは電子撮像素子の有効
画素数（単位１００万）若しくは信号処理による最大記
録画素数（単位は１００万）である。
【請求項２】前記結像光学系は以下の条件（４）を満
足することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。（４）２８°＜ω_wI＋ω_wO＜４５°
【請求項３】前記電子撮像素子の撮像面の対角線長Ｄ
は、以下の条件（５）を満足することを特徴とする請求
項１又は２記載の撮像装置。（５）５ｍｍ＜Ｄ＜３０ｍｍ
【請求項４】前記結像光学系は以下の条件（６）を満
足する結像性能を有し、前記電子撮像素子は以下の条件
（７）を満足することを特徴とする請求項１から３の何
れか１項記載の撮像装置。（６）１．０５＜φ_w／Ｐ×√（３．５／Ｎ）＜８．
０（７）０．００１５＜Ｐ＜０．００８〔ｍｍ〕ただし、φ_wは略画面中心における絞り開口値Ｆ５．
６、波長ｅ−線での、光学ローパスフィルターによるロ
ーパス作用を除いた、光学系による点像強度分布の９０
％エンサークルドエネルギーの直径の大きさ（単位はｍ
ｍ）であり、前記結像光学系が変倍光学系の場合はその
広角端における直径、Ｐは撮像素子の画素ピッチ（単位
はｍｍ）である。
【請求項５】前記結像光学系は無限遠物点の被写体に
対して半画角が３６°以上となる広角端を含むズームレ
ンズであることを特徴とする請求項１から４の何れか１
項記載の撮像装置。
【請求項６】前記結像光学系は以下の条件（８）を満
足する結像性能を有することを特徴とする請求項１から
３の何れか１項記載の撮像装置。（８）１．５＜φ_w／Ｐ＜８．０ただし、φ_wは略画面中心における絞り開口値Ｆ５．
６、波長ｅ−線での、光学ローパスフィルターによるロ
ーパス作用を除いた、光学系による点像強度分布の９０
％エンサークルドエネルギーの直径の大きさ（単位はｍ
ｍ）であり、前記結像光学系が変倍光学系の場合はその
広角端における直径、Ｐは撮像素子の画素ピッチ（単位
はｍｍ）である。