JP6238103B2 - 撮像光学系、カメラ装置および携帯情報端末装置 - Google Patents

撮像光学系、カメラ装置および携帯情報端末装置 Download PDF

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Description

本発明は、いわゆる銀塩カメラを含む各種のカメラ、特に、デジタルカメラおよびビデオカメラ等における被写体像を結像させるための単焦点の撮像光学系の改良に係り、特にデジタルカメラおよびデジタルビデオカメラ等のように電子的撮像手段を用いた撮像装置における撮像光学系、そのような撮像光学系を用いるカメラ装置および撮像機能を有する携帯情報端末装置に関するものである。
固体撮像素子を用いて被写体のデジタル画像データを取得する、いわゆるデジタルカメラ等の市場は非常に大きな市場となっており、この種のデジタルカメラ等に対するユーザの要望も多岐にわたっている。その中でも、高性能な単焦点の光学系からなる撮像レンズを搭載した高画質のコンパクトカメラというカテゴリは、ユーザから大きな期待が寄せられている。ユーザからの要望としては、高性能であることに加えて、Fナンバが小さい、つまり大口径であること、携帯性に優れる、すなわち、小型軽量であることに加え、オートフォーカス速度が速いこと、作動音が静粛であることも求められている。
ここで、高性能化という面では、少なくとも、1,000万〜2,000万画素の撮像素子に対応した解像力を有することに加えて、絞り開放からコマフレアが少なく、高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れが少ないこと、色収差が少なく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じないこと、そして歪曲収差が少なく、直線を直線として描写可能なこと等が必要である。
さらに、大口径化という面では、ズームレンズを搭載した一般的なコンパクトカメラと差別化する必要性から、少なくともF2.8程度以下のF値が必要である。
小型化という面では、光学全長、レンズの径を小さく抑えることが必要である。さらに、非撮影時の小型化という面では、沈胴タイプと呼ばれる、非撮影時には、絞り前後やバックフォーカスなどの撮像光学系内の光軸上の空気間隔を短縮してレンズ全長を短くする、いわゆる沈胴機構を有することが必要である。
オートフォーカス時の速度および静粛性の向上という面では、フォーカシングに必要な移動量を小さくし、フォーカシング機構の駆動源に対する負荷をなるべく抑制することが望ましく、フォーカシング部の光学系の屈折力の最適化や小型化、被駆動部の軽量化、駆動方法の簡素化が必要である。
また、撮像レンズの画角については、ある程度の広角を望むユーザが多いため、35mm銀塩カメラ(いわゆるライカ版)換算の焦点距離で28mmに相当する画角76度以上、つまり半画角38度以上であることが望ましい。
広角単焦点レンズのフォーカシング方式の代表的な例としては、光学系全体を移動させる全体繰出し方式、光学系の後部や中央部を移動させるインナーフォーカス方式がある。いずれの方式においても、移動群同士の光軸上間隔を変化させながらフォーカシング部の移動を行うフローティング方式を組み合わせることも可能である。
しかしながら、全体繰出し方式は、光学系全体を移動させるため、被駆動部の重量が大きく、オートフォーカス速度の高速化や作動音の静粛化に対して不利な課題となりやすい。インナーフォーカス方式においても、フォーカス群に絞り機構やシャッタ機構を含んでいると、被駆動部の重量が大きくなり、全体繰出しと同様の課題が発生しやすい。また、フローティング方式を採用するには、少なくとも二つ以上の移動群の移動比率を関係付ける機構が必要となり、さらに駆動源に対する負荷がさらに増大してしまう恐れがある。
比較的広角の単焦点レンズにおけるインナーフォーカス方式の従来例として、特許文献1(特公昭61−138225号公報)、特許文献2(特開平03−265809号公報)、特許文献3(特許第2518182号公報)、特許文献4(特許第4365922号公報)、特許文献5(特許第3735909号公報)、特許文献6(特開2010−271669号公報)等に開示されたものが知られている。
しかしながら、特許文献1および特許文献2に開示された光学系は、公開公報中に、後群の一部を移動させてフォーカシングを行うことも可能である、との記載があるが具体的に実施例で示されていない。また、これら特許文献1、2に示される光学系は、半画角が32.5度程度で、十分に広画角であるとは言い難く、結像性能という点でも本案に比較して不十分である。また、特許文献3に開示された光学系は、Fナンバ2.8程度、半画角47程度と十分に明るくて広角であるが、光学全長が長く、構成レンズ枚数も12枚と非常に多く十分に小型軽量であるとは言い難い。また、特許文献4に開示された光学系は、フォーカシング時にフローティング動作を行うもので、フォーカシング時に移動する二つの移動群の移動比率を規定する機構が必要となり、やはりフォーカス時の駆動源への負荷低減という点では不十分である。特許文献5に開示された光学系は、フォーカシング時に開口絞りも一体として移動する構成であり、フォーカス時に、比較的サイズが大きく重量のある絞り構造やシャッタ構造を移動する必要が生じ、駆動源への負荷低減という点では解決すべき課題がある。特許文献6に開示された光学系は、Fナンバおよび画角は十分だが、イメージサークルに対する光学全長が大きく、十分に小型の光学系であるとは言い難い。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、高性能且つ画角76°程度の広画角で、Fナンバ2.8程度の大口径でありながら、フォーカシング時の駆動源に対する負荷の小さい、小型軽量のインナーフォーカスタイプの撮像光学系を提供することを目的としている。
本発明に係る撮像光学系は、上述した目的を達成するために、物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群とからなり、
前記第1レンズ群は像側に凹面を向けた負レンズで構成され、前記第2レンズ群は正レンズと負レンズとを含む1つの接合レンズで構成され、前記第3レンズ群は最も物体側に、物体側から順に像側に凸面をむけた正レンズと、負レンズとを接合した接合レンズを有して構成され、前記第4レンズ群は物体側に凹面を向けた負レンズで構成され、フォーカシングの際には、前記第4レンズ群が光軸方向に移動し、
無限遠合焦時の像面から射出瞳までの光軸上距離をAPとし、前記第4レンズ群先頭面の曲率半径をRg41として、下記の条件式(6):
0.50<|AP/Rg41|<1.30 (6)
を満足することを特徴としている。
請求項1の発明によれば、物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群とからなり、前記第1レンズ群は像側に凹面を向けた負レンズで構成され、前記第2レンズ群は正レンズと負レンズとを含む1つの接合レンズで構成され、前記第3レンズ群は最も物体側に、物体側から順に像側に凸面をむけた正レンズと、負レンズとを接合した接合レンズを有して構成され、前記第4レンズ群は物体側に凹面を向けた負レンズで構成され、フォーカシングの際には、前記第4レンズ群が光軸方向に移動し、
無限遠合焦時の像面から射出瞳までの光軸上距離をAPとし、前記第4レンズ群先頭面の曲率半径をRg41として、下記の条件式(6):
0.50<|AP/Rg41|<1.30 (6)
を満足するように構成されていることにより、画角が76°程度の広画角でFナンバが2.8程度の大口径でありながら、インナーフォーカスタイプであっても、フォーカシング時の駆動源に対する負荷が小さく、小型軽量で、非常に良好な像性能を確保し得る撮像光学系を実現することができる。
本発明の第1の実施の形態に係る実施例1における撮像光学系の移動軌跡を示す光学配置図であり、(a)は、撮像光学系の無限遠合焦時(無限遠物体に対する合焦時。以下同様)における光学配置図であり、(b)は、撮像光学系の近距離合焦時(撮影倍率0.05倍の近距離物体に対する合焦時。以下同様)における光学配置図である。 図1に示す実施例1に係る撮像光学系の無限遠合焦時におけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。 図1に示す実施例1に係る撮像光学系の近距離合焦時におけるd線、g線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。 本発明の第2の実施の形態に係る実施例2における撮像光学系の移動軌跡を示す光学配置図であり、(a)は、撮像光学系の無限遠合焦時(無限遠物体に対する合焦時)における光学配置図であり、(b)は、撮像光学系の近距離合焦時(撮影倍率0.05倍の近距離物体に対する合焦時)における光学配置図である。 図4に示す実施例2に係る撮像光学系の無限遠合焦時におけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。 図4に示す実施例2に係る撮像光学系の近距離合焦時におけるd線、g線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。 本発明の第3の実施の形態に係る実施例3における撮像光学系の移動軌跡を示す光学配置図であり、(a)は、撮像光学系の無限遠合焦時(無限遠物体に対する合焦時)における光学配置図であり、(b)は、撮像光学系の近距離合焦時(撮影倍率0.05倍の近距離物体に対する合焦時)における光学配置図である。 図7に示す実施例3に係る撮像光学系の無限遠合焦時におけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。 図7に示す実施例3に係る撮像光学系の近距離合焦時におけるd線、g線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。 本発明の第4の実施の形態に係る実施例4における撮像光学系の移動軌跡を示す光学配置図であり、(a)は、撮像光学系の無限遠合焦時(無限遠物体に対する合焦時)における光学配置図であり、(b)は、撮像光学系の近距離合焦時(撮影倍率0.05倍の近距離物体に対する合焦時)における光学配置図である。 図10に示す実施例4に係る撮像光学系の無限遠合焦時におけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。 図10に示す実施例4に係る撮像光学系の近距離合焦時におけるd線、g線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。 本発明の第5の実施の形態に係る実施例5における撮像光学系の移動軌跡を示す光学配置図であり、(a)は、撮像光学系の無限遠合焦時(無限遠物体に対する合焦時)における光学配置図であり、(b)は、撮像光学系の近距離合焦時(撮影倍率0.05倍の近距離物体に対する合焦時)における光学配置図である。 図13に示す実施例5に係る撮像光学系の無限遠合焦時におけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。 図13に示す実施例5に係る撮像光学系の近距離合焦時におけるd線、g線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。 本発明の第6の実施の形態に係る実施例6における撮像光学系の移動軌跡を示す光学配置図であり、(a)は、撮像光学系の無限遠合焦時(無限遠物体に対する合焦時)における光学配置図であり、(b)は、撮像光学系の近距離合焦時(撮影倍率0.05倍の近距離物体に対する合焦時)における光学配置図である。 図16に示す実施例6に係る撮像光学系の無限遠合焦時におけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。 図16に示す実施例6に係る撮像光学系の近距離合焦時におけるd線、g線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。 本発明の第7の実施の形態に係るカメラ装置としてのデジタルカメラの外観構成を前面側、すなわち被写体である物体側、から見た斜視図である。 図19のデジタルカメラの外観構成を背面側、すなわち撮影者側、から見た斜視図である。 図19および図20のデジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。
以下、本発明の第1〜第6の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係る撮像光学系、カメラ装置および携帯情報端末装置を詳細に説明する。具体的な数値による実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。
本発明の第1の実施の形態は、物体の光学像を結像させる撮像光学系の実施の形態であるが、第2の実施の形態〜第6の実施の形態も同様である。
現在、デジタルカメラは、高画質化、小型化、広角化、大口径化のニーズが強くなっており、これらの要望に応える開発していく必要がある。また、近年はこれに加えて、オートフォーカス動作の高速化、作動音の静粛化に対するニーズも高まっており、これらを両立した光学設計が求められている。
一般に、広角化を進めると、コマ収差、非点収差、像面湾曲や、特に歪曲収差が増大しやすく、また、大口径化を進めると、コマ収差などや、特に球面収差が増大し、それらの収差を補正するために光学系が長大化する傾向にある。オートフォーカス動作の高速化や、作動音の静粛化に関しては、フォーカスに必要なフォーカス群の移動量がある程度小さく、重量が軽く、加えて、駆動機構がシンプルで駆動源への負荷が小さいことが必要で、光学系の一部のみをフォーカス群とするインナーフォーカス方式が望ましい。しかしながら、広角かつ大口径の小型光学系でインナーフォーカス方式を採用すると、フォーカシングによる球面収差、像面湾曲、歪曲収差の変動を抑制したり、バランスさせたりすることが必要となる。
本発明は、以下の構成を採ることによってこれら収差補正上の課題および光学系長大化の課題を解決できることを見出したものである。
物体側より像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群からなる。前記第1レンズ群は、像側に凹面を向けた負レンズで構成される。前記第2レンズ群は、正レンズと負レンズとを含む1つの接合レンズで構成される。前記第3レンズ群は、最も物体側に、物体側から順に像側に凸面をむけた正レンズと、負レンズとを接合した接合レンズを有して構成される。前記第4レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズで構成され、フォーカシングの際には、前記第4レンズ群が光軸方向に移動し、
無限遠合焦時の像面から射出瞳までの光軸上距離をAPとし、前記第4レンズ群先頭面の曲率半径をRg41として、下記の条件式(6):
0.50<|AP/Rg41|<1.30 (6)
を満足することを特徴とする(請求項1に対応する)。
まず、本発明の撮像光学系において、前記開口絞りを挟んで、最物体側に負のパワーを有する前記第1レンズ群と、最像面側に負のパワーを有する前記第4レンズ群を配置し、その中間の前記第2レンズ群と前記第3レンズ群に正の屈折力を持たせることで、厳密ではないが、屈折力配置に対称性を持たせ、コマ収差、倍率の色収差、歪曲収差の補正の難易度を下げている。さらに、前記第1レンズ群の像側面と、前記第4レンズ群の物体側面の双方を凹面形状として対向させることで、前記した収差の補正をより高いレベルで補正することが可能となっている。
これに加えて、前記第1レンズ群先頭の負レンズの像面側は凹面の形状とすることで、大口径化に伴って増大する球面収差の補正にも特に効果がある。また、正のパワーを持つ前記第2レンズ群と前記第3レンズ群にそれぞれ、正レンズと負レンズの組合せを少なくとも1組以上ずつ配置することで、軸上色収差、コマ収差の色差の補正に効果を上げている。
これに加えて、正の屈折力を有する前記第3レンズ群の後方の、負の屈折力を有する前記第4レンズ群をフォーカス群とすることで、無限遠側から近距離側へのフォーカシング時には、光学系から離れる方向に繰り込むこととなるため、光学系内に予めフォーカス群の移動用の空間を用意する必要がなくなり、設計上の自由度が向上する。さらに、前記第3レンズ群内に像面側に凸面を持つ正レンズを有し、且つ、前記第4レンズ群に物体側に凹面を持つ負レンズを有することで、前記二つのレンズが対となって、特に像面湾曲の補正に効果がある。また、フォーカシングによる球面収差と像面湾曲の変動量の抑制、もしくは、球面収差変動量と像面湾曲変動量をバランスさせる効果がある。
上記の条件式(6)は、射出瞳距離に対する前記第4レンズ群の先頭面の曲率半径の適正範囲を規定している。条件式(6)の下限値を下回ると前記第4レンズ群の像側面の屈折力が過大となり、上限値を超えると、前記第4レンズ群の物体側面の屈折力が過大となり、主にコマ収差の補正が不足し、また、前記第4レンズ群の製造誤差感度が上昇する恐れがある。また、条件式(6)の下限値を下回ると前記第4レンズ群のコバ厚が増加して、光学系全体の実質的な厚さが増加する。また、条件式(6)の上限値を超えると、前記第3レンズ群の最終面と前記第4レンズ群の先頭面の空気間隔が拡大し、光学系の光軸上長さが増加し、光学系をカメラ本体に沈胴して収納する場合のカメラ厚さが増加する恐れがある。
なお、さらに良好な収差補正を行うためには、以下の条件式を満足すると良い。
0.60 < |AP/Rg41| < 1.20 (6A)
本発明の撮影光学系の構成によれば、以上説明したように収差補正上の大きな効果を得ることが可能であり、半画角38度程度の広角、Fナンバ2.8程度の大口径という厳しい条件の下でも、高い像性能を保った小型のインナーフォーカス方式を採用することが可能となる。
なお、さらに良好な性能にするためには、前記第2レンズ群の最終面と前記第3レンズ群の先頭面で形成される空気レンズは、像側に凹面を向けた形状を有し、正の屈折力を有することとすればよい(請求項2に対応する)。
この構成とすることで、ペッツバール和のバランスが採りやすくなって像面湾曲の制御の難易度が下がり、像面性能の平坦性確保に効果がある。また、シャッタスペースにレンズの凸形状が存在することになって空間の利用効率が上がり、光学系の小型化に効果がある。
より高性能にするためには、全系の焦点距離をfとし、前記第4レンズ群の焦点距離をf4として、下記の条件式(1):
0.30<|f/f4|<1.20 (1)
を満足することが望ましい(請求項3に対応する)。
上記条件式(1)は、全系の焦点距離に対する前記第4レンズ群の焦点距離の適正範囲を規定している。条件式(1)の下限値を下回ると、フォーカス群である第4レンズ群の単位移動量あたりの像面位置変動量が小さくなり過ぎて、オートフォーカス時の速度が低下したり、周辺光量確保のために前記第4レンズ群が径方向に大型化したりする恐れがある。条件式(1)の上限値を超えると、フォーカス群である前記第4レンズ群の単位移動量あたりの像面位置変動量が大きくなって、オートフォーカス時の速度向上には有利になるが、フォーカス群の停止位置に過大な精度が必要となる恐れがある。また、テレフォトタイプに近付いて光学系全体の小型化には有利になるが、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間の収差補正のやり取りが過剰となり、製造誤差による像性能低下が大きくなる恐れがある。
なお、さらに良好な性能にするためには、下記の条件式(1A)を満足することが望ましい。
0.45 < |f/f4| < 1.10 (1A)
さらに高性能にするためには、全系の焦点距離をfとし、前記第3レンズ群の焦点距離をf3として、下記の条件式(2):
0.90<f/f3<1.80 (2)
を満足すると良い(請求項4に対応する)。
上記の条件式(2)は、全系の焦点距離に対する前記第3レンズ群の焦点距離の適正範囲を規定している。条件式(3)の下限値を下回ると、前記第2レンズ群の正のパワーを強くする必要が生じ、光学系の屈折力配置の対称性が大きく崩れて、特に、コマ収差、倍率の色収差、歪曲収差などの補正の難易度が上昇し、それを補正するために光学系全体が長大化する恐れがある。条件式(2)の上限値を超えると、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群間の収差補正のやり取りが過剰となり、製造誤差による像性能低下が大きくなる恐れがある。
なお、さらに良好な性能にするためには、以下の条件式(2A)を満足することが望ましい。
1.05 < f/f3 < 1.65 (2A)
さらに高性能にするためには、全系の焦点距離をfとし、前記第2レンズ群の合成焦点距離をf12として、下記の条件式(3):
0.01 < f/|f12| < 0.50 (3)
を満足すると良い(請求項5に対応する)。
上記の条件式(3)は、全系の焦点距離に対する前記第1レンズ群の焦点距離の適正範囲を規定している。条件式(3)の下限値を下回っても上限値を超えても、光学系の屈折力配置の対称性が大きく崩れて、特に、コマ収差、倍率の色収差、歪曲収差などの補正の難易度が上昇し、それを補正するために光学系全体が長大化する恐れがある。
なお、さらに良好な収差補正を行うためには、下記の条件式(3A)を満足すると良い。
0.05 < f/|f1| < 0.40 (3A)
さらに高性能にするためには、前記第1レンズ群の先頭面から前記開口絞りまでの光軸上距離をLsとし、無限遠合焦時における前記第1レンズ群の先頭面から前記第4レンズ群の最終面までの光軸上距離をTLとして、下記の条件式(4):
0.35<Ls/TL<0.65 (4)
を満足すれば良い(請求項6に対応する)。
上記条件式(4)は、光学系の光軸上長さに対する、開口絞り位置の適正範囲を規定している。条件式(4)の下限値を下回ると、前記第2レンズ群を通る上光線が高くなり過ぎて前記第2レンズ群が大径化する恐れがある。条件式(4)の上限値を超えると、前記第1レンズ群を通る下光線が低くなり過ぎて、前記第1レンズ群が大径化する恐れがある。また、下限値を下回っても、上限値を超えても、前記開口絞りを含む空気間隔中の前記開口絞り羽根位置が偏り過ぎて、前記開口絞りやシャッタ機構を構成する上での空間利用効率が低下する恐れがある。
さらに高性能にするためには、無限遠合焦時における前記第1レンズ群の先頭面から前記第4レンズ群の最終面までの光軸上距離をTLとし、全系の焦点距離をfとして、下記の条件式(5):
0.50<TL/f<1.30 (5)
を満足すると良い(請求項7に対応する)。
上記条件式(5)は、全系の焦点距離に対する無限遠合焦時におけるレンズ全長の適正範囲を規定している。条件式(5)の下限値を下回ると、屈折力配置の対称性が大きく崩れて、特に、コマ収差、倍率の色収差、歪曲収差などの補正の難易度が上昇し、それを補正するために光学系全体が長大化する恐れがある。また、各面の屈折力を強めるために、高価な高屈折率硝材を採用する必要が生じてコスト高につながったり、過度な収差のやり取りが生じて、製造誤差による像性能劣化が大きくなったりする恐れがある。条件式(5)の上限値を超えると、入射瞳や射出瞳から遠い位置にレンズを配する必要が生じ、光学系が大径化する恐れがある。
なお、さらに良好な収差補正を行うためには、下記の条件式(5A)を満足すると良い。
0.60 < TL/f < 1.20 (5A
らに高性能にするためには、前記第2レンズ群は、両凹形状の負レンズと正レンズとの接合レンズを有し、前記第3レンズ群は、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズを有する構成とすればよい(請求項に対応する)。
前記開口絞りを挟んで、両側に正負接合レンズをそれぞれ配置することで、屈折力配置の対称性をある程度保ちながら、軸上色収差の効果的な補正が可能となる。また、前記開口絞りに近く、球面収差の補正を大きく行うレンズ要素であるため製造誤差による像性能劣化を生じやすいが、接合レンズとして製造誤差をある程度小さくすることで、像性能劣化を抑制することが可能となる。前記第2レンズ群と前記第3レンズ群両方に両凹形状の負レンズを有することで、収差補正の対象性を保ちつつ、特にコマ収差の良好な補正に効果がある。
さらに高性能にするためには、前記第3レンズ群は、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる構成とすればよい(請求項に対応する)。
前記第3レンズ群内に像面側に凸面を持つ正レンズを有し、且つ、前記第4レンズ群内に物体側に凹面を持つ負レンズを配置することで、前記二つのレンズが対となって、特に像面湾曲の補正に効果がある。また、フォーカシングによる球面収差と像面湾曲の変動量の抑制、もしくは、球面収差変動量と像面湾曲変動量をバランスさせる効果がある。
なお、前記第4レンズ群は、負レンズ1枚で構成することが望ましい。近距離フォーカシング時に、開口絞りから離れる方向に移動する前記第4レンズ群を1枚という最小枚数として光軸方向の厚みを最小限にとどめることで、前記第4レンズ群の径方向の大型化を抑制する効果がある。
そして、上述した撮像光学系により、いわゆるデジタルカメラ等のカメラ装置における撮像用光学系を構成するようにして、
半画角が38度程度と広角で、F値がF2.8程度と大口径でありながら、十分に小型で、インナーフォーカスタイプであっても、非常に良好な像性能を確保し、画素数が1,000万〜2,000万画素の撮像素子に対応した解像力を有する高性能の撮像レンズを撮像光学系とした、小型で高画質のカメラ装置としても良い(請求項10に対応する)。
また、カメラ装置に撮影画像をデジタル情報とする機能を持たせても良い(請求項11に対応する)。
また、上述した撮像光学系により、撮像機能を有する携帯情報端末装置等の情報装置における撮像用光学系を構成するようにして、
同様に小型で高性能の撮像光学系を撮像機能部の撮像用光学系として使用した、小型で高画質が得られる携帯情報端末装置としても良い(請求項12に対応する)。
次に、本発明の実施の形態およびそれに基づく、具体的な実施例(数値実施例)を詳細に説明する。以下に述べる実施例1、実施例2、実施例3、実施例4、実施例5および実施例6は、本発明の第1の実施の形態、第2の実施の形態、第3の実施の形態、第4の実施の形態、第5の実施の形態および第6の実施の形態に係る撮像光学系の具体的数値例による実施例である。そして第7の実施の形態は、実施例1〜実施例6に示される撮像光学系を撮像レンズとして用いたカメラ装置または携帯情報端末装置の実施の形態である。
なお、実施例1〜実施例6の全ての実施例において、最大像高は14.3mmである。
実施例1〜実施例6の各実施例の結像レンズにおいて、第4レンズ群の像面側に配置される平行平板MFは、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、CMOSセンサ等の受光素子のカバーガラス(シールガラス)を想定したものである。
なお、これら実施例1〜実施例6の各実施例において用いている光学ガラスの硝材は、HOYA株式会社(HOYA)および株式会社オハラ(OHARA)の製品の光学硝種名で示している。
実施例1〜実施例6の各実施例の収差は、高いレベルで補正されており、半画角が38度強程度と広角で、F値がF2.8程度と大口径であって、しかも、レンズフォーカシング時の駆動源に対する負荷の小さい、小型軽量のインナーフォーカスタイプの撮像光学系であることは、実施例1〜実施例6の各実施例より明らかである。
実施例1〜実施例6の各実施例に共通の記号の意味は、次の通りである。
f:光学系全系の焦点距離
F:F値(Fナンバ)
ω:半画角
y′:最大像高
R:曲率半径(非球面については近軸曲率半径)
D:面間隔
Nd:屈折率
νd:アッベ数
また、実施例1〜実施例6において、いくつかのレンズ面を非球面としている。非球面を形成するには、いわゆるモールド非球面レンズのように、各レンズ面を直接非球面とする構成がある。また、いわゆるハイブリッド非球面レンズのように、球面レンズのレンズ面に非球面を形成する樹脂薄膜を敷設して非球面を得る構成もある。それらのいずれを用いても良い。このような非球面形状は、面の頂点を基準としたときの光軸からの高さHの位置での光軸方向の変位(つまり光軸方向における非球面量)Xが、非球面の円錐定数をK、4次の非球面係数をA、6次の非球面係数をA、8次の非球面係数をA、10次の非球面係数をA10とし、そして近軸曲率半径Rの逆数をCとして、次の式(7)で定義される。
Figure 0006238103
図1は、本発明の第1の実施の形態で且つ実施例1に係る撮像光学系の移動軌跡を示す光学配置図で、(a)は、撮像光学系の無限遠合焦時(無限遠物体に対する合焦時)における光学配置図であり、(b)は、撮像光学系の近距離合焦時(撮影倍率0.05倍の近距離物体に対する合焦時)における光学配置図を示している。
すなわち、本発明の実施例1に係る撮像光学系は、図1に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、開口絞りS、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7そして第8レンズL8を配置している。第2レンズL2と第3レンズL3と第4レンズL4、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群8枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1により負の屈折力を有する第1レンズ群G1を構成している。第2レンズL2〜第4レンズL4により正の屈折力を有する第2レンズ群G2を構成している。そして第5レンズL5〜第7レンズL7により正の屈折力を有する第3レンズ群G3を構成している。第8レンズL8により負の屈折力を有する第4レンズ群G4を構成している。つまり、図1に示す撮像光学系は、これら第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、開口絞りS、第3レンズ群G3、そして第4レンズ群G4を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
詳細には、第1レンズ群G1は、物体側から像面側に向かって、順次、両面に非球面を形成してなり、物体側の面より曲率の大きな凹面を像面側に向けた両凹形状をなす負レンズからなる第1レンズL1を配置して負の屈折力を示すように構成している。第2レンズ群G2は、物体側の面より曲率の大きな凸面を像面側に向けた両凸形状をなす正レンズからなる第2レンズL2と、物体側の面より曲率の大きな凹面を像面側に向けた両凹形状をなす負レンズからなる第3レンズL3と、そして凸面を物体側に向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第4レンズL4とを配置して、正の屈折力を示すように構成している。なお、第2レンズ2と第3レンズL3と第4レンズL4の3枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、3枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSを配置している。
第3レンズ群G3は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側の面より曲率の大きな凸面を像面側に向けて両凸形状をなす正レンズからなる第5レンズL5と、像面側の面より曲率の大きな凹面を物体側に向けて両凹形状をなす負レンズからなる第6レンズL6と、物体側に凹面を向け且つ両面側に非球面を形成してなる正メニスカス形状をなす正レンズからなる第7レンズL7を配置して、正の屈折力を示すように構成している。
この第3レンズ群G3の第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けてなる負メニスカス形状の負レンズからなる第7レンズL7を配置して、負の屈折力を示すように構成している。
そして、さらに、これら第4レンズ群G4の後方、すなわち像面側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスBFが配置される。
いわゆるデジタルスティルカメラのように、CCD(電荷結合素子)センサまたはCMOS(相補型金属酸化物半導体)センサ等の固体撮像素子を用いるタイプの撮像光学系では、バック挿入ガラス、ローパスフィルタ、赤外カットガラスおよび固体撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス等の少なくとも何れかを介挿する。本実施例ではこれらを代表して上述したフィルタガラスBFとして、等価的に2枚の平行平板として示している。なお、実施例2〜実施例6においても等価的に2枚の平行平板としてフィルタガラスBFを示しているが、本実施例におけるフィルタガラスBFと同様に、バック挿入ガラス、ローパスフィルタ、赤外カットガラスおよびカバーガラス等の少なくとも何れかを代表してあらわしている。このフィルタガラスBFのさらに像側には、像面が位置する。この像面は、撮像素子の受光面に合致する。
第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、開口絞りS、第3レンズ群G3は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、被写体に合焦させるフォーカシングに際しては、第4レンズ群G4を光軸方向に沿って、移動させてフォーカシングを行う。即ち、第4レンズ群G4の第8レンズL8は、無限遠合焦時の、図1(a)に示す位置から、近距離合焦時(撮影倍率0.05倍で合焦されたとき)には、図1(b)に示す方向、即ち、像面側に移動する。
図1には、撮像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図1に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図4、図7、図10、図13および図16等と共通の参照符号を付している。
この実施例1においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fnoおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.30、Fno=2.88、ω=38.27である。この実施例1における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよび硝種等の光学特性は、次表1の通りである。
Figure 0006238103
表1において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、製造メーカー名を、OHARA(株式会社オハラ)、HOYA(HOYA株式会社)として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表1においては、「*」が付された第1面、第2面、第11面および第12面の各光学面が非球面であり、式(7)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第1面
K=0.0
A4=1.76932E−04
A6=8.84366E−07
A8=−7.30590E−08
A10=8.51752E−10
第2面
K=0.0
A4=3.63704E−04
A6=7.84486E−06
A8=−2.38441E−07
A10=3.74467E−09
第11面
K=0.0
A4=−1.35804E−04
A6=−8.27909E−07
A8=1.09620E−07
第12面
K=−9.06451
A4=−7.39515E−04
A6=1.66524E−05
A8=−2.43179E−07
A10=4.27923E−09
この実施例1においては、第3レンズ群G3の第7レンズL7と第4レンズ群G4の第8レンズL8との間の可変間隔DAと、第4レンズ群G4の第8レンズL8とフィルタガラスBFとの間の可変間隔DB等の可変間隔は、無限遠合焦時と近距離合焦時(撮影倍率0.05倍での合焦時)において、次表2のように変化する。
Figure 0006238103

この場合、上記条件式(1)〜条件式(6)に対応する値は、次表3の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜条件式(6)を満足している。
Figure 0006238103
また、図2に、実施例1に係る撮像光学系の無限遠合焦時におけるd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。図3に、実施例1に係る撮像光学系の近距離合焦時におけるd線とg線における収差曲線図を示している。なお、図2および図3の収差曲線図において、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
図4は、本発明の第2の実施の形態で且つ実施例2に係る撮像光学系の移動軌跡を示す光学配置図であり、(a)は、撮像光学系の無限遠合焦時(無限遠物体に対する合焦時)における光学配置図であり、(b)は、撮像光学系の近距離合焦時(撮影倍率0.05倍の近距離物体に対する合焦時)における光学配置図を示している。
すなわち、本発明の実施例2に係る撮像光学系は、図4に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、開口絞りS、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7そして第8レンズL8を配置している。第2レンズL2と第3レンズL3と第4レンズL4、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群8枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1により負の屈折力を有する第1レンズ群G1を構成している。第2レンズL2〜第4レンズL4により正の屈折力を有する第2レンズ群G2を構成している。そして第5レンズL5〜第7レンズL7により正の屈折力を有する第3レンズ群G3を構成している。第8レンズL8により負の屈折力を有する第4レンズ群G4を構成している。つまり、図4に示す撮像光学系は、これら第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、開口絞りS、第3レンズ群G3、そして第4レンズ群G4を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
詳細には、第1レンズ群G1は、両面に非球面を形成してなり、凹面を像面側に向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第1レンズL1を配置して負の屈折力を示すように構成している。第2レンズ群G2は、物体側の面より曲率の大きな凸面を像面側に向けた両凸形状をなす正レンズからなる第2レンズL2と、物体側の面より曲率の大きな凹面を像面側に向けた両凹形状をなす負レンズからなる第3レンズL3と、そして凸面を物体側に向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第4レンズL4とを配置して、正の屈折力を示すように構成している。なお、第2レンズL2と第3レンズL3と第4レンズL4の3枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、3枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSを配置している。
第3レンズ群G3は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側の面より曲率の大きな凸面を像面側に向けて両凸形状をなす正レンズからなる第5レンズL5と、像面側の面より曲率の大きな凹面を物体側に向けて両凹形状をなす負レンズからなる第6レンズL6と、物体側に凹面を向け且つ像面側に非球面を形成してなる正メニスカス形状をなす正レンズからなる第7レンズL7を配置して、正の屈折力を示すように構成している。この第3レンズ群G3の第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けてなる負メニスカス形状の負レンズからなる第8レンズL8を配置して、負の屈折力を示すように構成している。
そして、さらに、これら第4レンズ群G4の後方、すなわち像面側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスBFが配置される。
このフィルタガラスBFのさらに像側には、像面が位置する。この像面は、撮像素子の受光面に合致する。
第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、開口絞りS、第3レンズ群G3は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によって支持されており、被写体に合焦させるフォーカシングに際しては、第4レンズ群G4を光軸方向に沿って、移動させてフォーカシングを行う。即ち、第4レンズ群G4の第8レンズL8は、無限遠合焦時の、図4(a)に示す位置から、近距離合焦時(撮影倍率0.05倍で合焦されたとき)には、図4(b)に示す方向、即ち、像面側に移動する。
図4には、撮像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図4に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1、図7、図10、図13および図16等と共通の参照符号を付している。
この実施例2においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fnoおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.30、Fno=2.88、ω=38.27である。この実施例2における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよび硝種等の光学特性は、次表4の通りである。
Figure 0006238103
表4において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、製造メーカー名を、OHARA(株式会社オハラ)、HOYA(HOYA株式会社)として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表4においては、「*」が付された第1面、第2面および第12面の各光学面が非球面であり、式(7)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第1面
K=0.0
A4=5.69882E−05
A6=4.48853E−06
A8=−1.21038E−07
A10=1.11112E−09
第2面
K=0.0
A4=2.78470E−04
A6=8.79529E−06
A8=−1.37788E−07
A10=2.19198E−09
第12面
K=−11.34742
A4=−6.74645E−04
A6=2.04147E−05
A8=−3.84460E−07
A10=4.34066E−09
この実施例2においては、第3レンズ群G3の第7レンズL7と第4レンズ群G4の第8レンズL8との間の軸上の可変間隔DAと、第4レンズ群G4の第8レンズL8とフィルタガラスBFとの間の可変間隔DB等の可変間隔は、無限遠合焦時と近距離合焦時(撮影倍率0.05倍での合焦時)において、次表5のように変化する。
Figure 0006238103
この場合、上記条件式(1)〜条件式(6)に対応する値は、次表6の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜条件式(6)を満足している。
Figure 0006238103
また、図5に、実施例2に係る撮像光学系の無限遠合焦時におけるd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。図6に、実施例2に係る撮像光学系の近距離合焦時におけるd線とg線における収差曲線図を示している。なお、図5および図6の収差曲線図において、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
図7は、本発明の第3の実施の形態で且つ実施例3に係る撮像光学系の移動軌跡を示す光学配置図であり、(a)は、撮像光学系の無限遠合焦時(無限遠物体に対する合焦時)における光学配置図であり、(b)は、撮像光学系の近距離合焦時(撮影倍率0.05倍の近距離物体に対する合焦時)における光学配置図を示している。
すなわち、本発明の実施例3に係る撮像光学系は、図7に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、開口絞りS、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置している。第2レンズL2と第3レンズL3、並びに第4レンズL4と第5レンズL5は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1により負の屈折力を有する第1レンズ群G1を構成している。第2レンズL2〜第3レンズL3により正の屈折力を有する第2レンズ群G2を構成している。そして第4レンズL4〜第6レンズL6により正の屈折力を有する第3レンズ群G3を構成している。第7レンズL7により負の屈折力を有する第4レンズ群G4を構成している。つまり、図7に示す撮像光学系は、これら第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、開口絞りS、第3レンズ群G3、そして第4レンズ群G4を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
詳細には、第1レンズ群G1は、順次、両面に非球面を形成してなり、凹面を像面側に向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第1レンズL1を配置して負の屈折力を示すように構成している。第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側の面より曲率の大きな凹面を像面側に向けた両凹形状をなす負レンズからなる第2レンズL2と、像面側の面より曲率の大きな凸面を物体側に向けた両凸形状をなす正レンズからなる第3レンズL3と、を配置して、正の屈折力を示すように構成している。なお、第2レンズL2と第3レンズL3の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSを配置している。
第3レンズ群G3は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側の面より曲率の大きな凸面を像面側に向けて両凸形状をなす正レンズからなる第4レンズL4と、像面側の面より曲率の大きな凹面を物体側に向けて両凹形状をなす負レンズからなる第5レンズL5と、物体側に凹面を向け且つ像面側に非球面を形成してなる正メニスカス形状をなす正レンズからなる第6レンズL6を配置して、正の屈折力を示すように構成している。この第3レンズ群G3の第4レンズL4と第5レンズL5の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けてなる負メニスカス形状の負レンズからなる第7レンズL7を配置して、負の屈折力を示すように構成している。
そして、さらに、これら第4レンズ群G4の後方、すなわち像面側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスBFが配置される。
このフィルタガラスBFのさらに像側には、像面が位置する。この像面は、撮像素子の受光面に合致する。
第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、開口絞りS、第3レンズ群G3は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によって支持されている。被写体に合焦させるフォーカシングに際しては、第4レンズ群G4を光軸方向に沿って、移動させてフォーカシングを行う。即ち、第4レンズ群G4の第7レンズL7は、無限遠合焦時の、図7(a)に示す位置から、近距離合焦時(撮影倍率0.05倍で合焦されたとき)には、図7(b)に示す方向、即ち、像面側に移動する。
この実施例3においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fnoおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.30、Fno=2.88、ω=38.28である。この実施例3における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよび硝種等の光学特性は、次表7の通りである。
Figure 0006238103
表7において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、製造メーカー名を、OHARA(株式会社オハラ)、HOYA(HOYA株式会社)として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表7においては、「*」が付された第1面、第2面および第11面の各光学面が非球面であり、式(7)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第1面
K=0.0
A4=1.94210E−04
A6=1.38851E−06
A8=−1.38163E−07
A10=11.70008E−09
第2面
K=0.0
A4=5.33269E−04
A6=7.71136E−06
A8=−9.67786E−08
A10=3.60169E−09
第11面
K=0.70784
A4=1.79300E−04
A6=2.56458E−06
A8=−2.32266E−08
A10=1.58423E−09
この実施例3においては、第3レンズ群G3の第6レンズL6と第4レンズ群G4の第7レンズL7との間の可変間隔DAと、第4レンズ群G4の第7レンズL7とフィルタガラスBFとの間の可変間隔DB等の可変間隔は、無限遠合焦時と近距離合焦時(撮影倍率0.05倍での合焦時)において、次表8のように変化する。
Figure 0006238103
この場合、上記条件式(1)〜条件式(6)に対応する値は、次表9の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜条件式(6)を満足している。
Figure 0006238103
また、図8に、実施例3に係る撮像光学系の無限遠合焦時におけるd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。図9に、実施例3に係る撮像光学系の近距離合焦時におけるd線とg線における収差曲線図を示している。なお、図8および図9の収差曲線図において、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
図10は、本発明の第4の実施の形態で且つ実施例4に係る撮像光学系の移動軌跡を示す光学配置図であり、(a)は、撮像光学系の無限遠合焦時(無限遠物体に対する合焦時)における光学配置図であり、(b)は、撮像光学系の近距離合焦時(撮影倍率0.05倍の近距離物体に対する合焦時)における光学配置図を示している。
すなわち、本発明の実施例4に係る撮像光学系は、図10に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、開口絞りS、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7および第8レンズL8を配置している。第2レンズL2と第3レンズL3と第4レンズL4、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群8枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1により負の屈折力を有する第1レンズ群1Gを構成している。第2レンズL2〜第4レンズL4により正の屈折力を有する第2レンズ群G2を構成している。そして第5レンズL5〜第7レンズL7により正の屈折力を有する第3レンズ群G3を構成している。第8レンズL8により負の屈折力を有する第4レンズ群G4を構成している。
つまり、図10に示す撮像光学系は、これら第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、開口絞りS、第3レンズ群G3、そして第4レンズ群G4を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
詳細には、第1レンズ群G1は、物体側から像面側に向かって、順次、両面に非球面を形成してなり、凹面を像面側に向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第1レンズL1を配置して負の屈折力を示すように構成している。第2レンズ群G2は、物体側から像面側に向かって、順に、物体側の面より曲率の大きな凸面を像面側に向けた両凸形状をなす正レンズからなる第2レンズL2と、物体側の面より曲率の大きな凹面を像面側に向けた両凹形状をなす負レンズからなる第3レンズL3と、そして像面側より大きな曲率の凸面を物体側に向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第4レンズL4とを配置して、正の屈折力を示すように構成している。なお、第2レンズL2と第3レンズL3と第4レンズL4の3枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、3枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSを配置している。
第3レンズ群G3は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側の面より曲率の大きな凸面を像面側に向けて両凸形状をなす正レンズからなる第5レンズL5と、像面側の面より曲率の大きな凹面を物体側に向けて両凹形状をなす負レンズからなる第6レンズL6と、物体側に凹面を向け且つ像面側に非球面を形成してなる正メニスカス形状をなす正レンズからなる第7レンズL7を配置して、正の屈折力を示すように構成している。この第3レンズ群G3の第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けてなる負メニスカス形状の負レンズからなる第7レンズL7を配置して、負の屈折力を示すように構成している。
そして、さらに、これら第4レンズ群G4の後方、すなわち像面側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスBFが配置される。
このフィルタガラスBFのさらに像側には、像面が位置する。この像面は、撮像素子の受光面に合致する。
第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、開口絞りS、第3レンズ群G3は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、被写体に合焦させるフォーカシングに際しては、第4レンズ群G4を光軸方向に沿って、移動させてフォーカシングを行う。即ち、第4レンズ群G4の第8レンズL8は、無限遠合焦時の、図10(a)に示す位置から、近距離合焦時(撮影倍率0.05倍で合焦されたとき)には、図10(b)に示す方向、即ち、像面側に移動する。
図10には、撮像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図10に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1、図4、図7、図13および図16等と共通の参照符号を付している。
この実施例4においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fnoおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.30、Fno=2.88、ω=38.29であり、この実施例4における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよび硝種等の光学特性は、次表10の通りである。
Figure 0006238103
表10において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、製造メーカー名を、OHARA(株式会社オハラ)、HOYA(HOYA株式会社)として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表10においては、「*」が付された第1面、第2面および第12面の各光学面が非球面であり、式(7)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第1面
K=0.0
A4=1.94265E−04
A6=1.80289E−06
A8=−6.80746E−08
A10=6.18352E−10
第2面
K=0.0
A4=4.59814E−04
A6=4.89583E−06
A8=1.82822E−08
A10=7.07672E−10
第12面
K=−12.89251
A4=−6.47822E−04
A6=2.06198E−05
A8=−3.96639E−07
A10=4.89925E−09
この実施例4においては、第3レンズ群G3の第7レンズL7と第4レンズ群G4の第8レンズL8との間の可変間隔DAと、第4レンズ群G4の第8レンズL8とフィルタガラスBFとの間の可変間隔DB等の可変間隔は、無限遠合焦時と近距離合焦時(撮影倍率0.05倍での合焦時)において、次表11のように変化する。
Figure 0006238103
この場合、上記条件式(1)〜条件式(6)に対応する値は、次表12の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜条件式(6)を満足している。
Figure 0006238103
また、図11に、実施例4に係る撮像光学系の無限遠合焦時におけるd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。図12に、実施例4に係る撮像光学系の近距離合焦時におけるd線とg線における収差曲線図を示している。なお、図11および図12の収差曲線図において、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
図13は、本発明の第5の実施の形態で且つ実施例5に係る撮像光学系の移動軌跡を示す光学配置図であり、(a)は、撮像光学系の無限遠合焦時(無限遠物体に対する合焦時)における光学配置図であり、(b)は、撮像光学系の近距離合焦時(撮影倍率0.05倍の近距離物体に対する合焦時)における光学配置図を示している。
すなわち、本発明の実施例5に係る撮像光学系は、図13に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、開口絞りS、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7および第8レンズL8を配置している。第2レンズL2と第3レンズL3と第4レンズL4、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群8枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1により負の屈折力を有する第1レンズ群1Gを構成している。第2レンズL2〜第4レンズL4により正の屈折力を有する第2レンズ群G2を構成している。そして第5レンズL5〜第7レンズL7により正の屈折力を有する第3レンズ群G3を構成している。第8レンズL8により負の屈折力を有する第4レンズ群G4を構成している。つまり、図13に示す撮像光学系は、これら第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、開口絞りS、第3レンズ群G3、そして第4レンズ群G4を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
詳細には、第1レンズ群G1は、物体側から像面側に向かって、順次、両面に非球面を形成してなり、物体側の面より曲率の大きな凹面を像面側に向けた両凹形状をなす負レンズからなる第1レンズL1を配置して負の屈折力を示すように構成している。第2レンズ群G2は、物体側の面より曲率の大きな凸面を像面側に向けた両凸形状をなす正レンズからなる第2レンズL2と、物体側の面より曲率の大きな凹面を像面側に向けた両凹形状をなす負レンズからなる第3レンズL3と、そして凸面を物体側に向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第4レンズL4とを配置して、正の屈折力を示すように構成している。なお、第2レンズL2と第3レンズL3と第4レンズL4の3枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、3枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSを配置している。
第3レンズ群G3は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側の面より曲率の大きな凸面を像面側に向けて両凸形状をなす正レンズからなる第5レンズL5と、像面側の面より曲率の大きな凹面を物体側に向けて両凹形状をなす負レンズからなる第6レンズL6と、物体側に凹面を向け且つ両面側に非球面を形成してなる正メニスカス形状をなす正レンズからなる第7レンズL7を配置して、正の屈折力を示すように構成している。
この第3レンズ群G3の第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。第4レンズ群G4は、像面側の面より曲率の大きな凹面を物体側に向けてなる両凹形状の負レンズからなる第8レンズL8を配置して、負の屈折力を示すように構成している。
そして、さらに、これら第4レンズ群G4の後方、すなわち像面側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスBFが配置される。
このフィルタガラスBFのさらに像側には、像面が位置する。この像面は、撮像素子の受光面に合致する。
第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、開口絞りS、第3レンズ群G3は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によって支持されており、被写体に合焦させるフォーカシングに際しては、第4レンズ群G4を光軸方向に沿って、移動させてフォーカシングを行う。即ち、第4レンズ群G4の第8レンズL8は、無限遠合焦時の、図13(a)に示す位置から、近距離合焦時(撮影倍率0.05倍で合焦されたとき)には、図13(b)に示す方向、即ち、像面側に移動する。
図13には、撮像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図13に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1、図4、図7、図10および図16等と共通の参照符号を付している。
この実施例5においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fnoおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.30、Fno=2.88、ω=38.29であり、この実施例5における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよび硝種等の光学特性は、次表13の通りである。
Figure 0006238103
表13において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、製造メーカー名を、OHARA(株式会社オハラ)、HOYA(HOYA株式会社)として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表13においては、「*」が付された第1面、第2面、第11面および第12面の各光学面が非球面であり、式(7)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第1面
K=0.0
A4=1.09773E−04
A6=−2.20638E−06
A8=−3.65387E−09
A10=2.98426E−10
第2面
K=0.0
A4=2.36168E−04
A6=4.83996E−06
A8=−2.66383E−07
A10=4.35424E−09
第11面
K=0.0
A4=−1.02763E−04
A6=−4.06356E−07
A8=1.62922E−07
第12面
K=−7.97367
A4=−6.68393E−04
A6=1.48881E−05
A8=−1.80359E−07
A10=4.07678E−09
この実施例5においては、第3レンズ群G3の第7レンズL7と第4レンズ群G4の第8レンズL8との間の可変間隔DAと、第4レンズ群G4の第8レンズL8とフィルタガラスBFとの間の可変間隔DB等の可変間隔は、無限遠合焦時と近距離合焦時(撮影倍率0.05倍での合焦時)において、次表14のように変化する。
Figure 0006238103
この場合、上記条件式(1)〜条件式(6)に対応する値は、次表15の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜条件式(6)を満足している。
Figure 0006238103
また、図14に、実施例5に係る撮像光学系の無限遠合焦時におけるd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。図15に、実施例5に係る撮像光学系の近距離合焦時におけるd線とg線における収差曲線図を示している。なお、図14および図15の収差曲線図において、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
図16は、本発明の第6の実施の形態で且つ実施例6に係る撮像光学系の移動軌跡を示す光学配置図であり、(a)は、撮像光学系の無限遠合焦時(無限遠物体に対する合焦時)における光学配置図であり、(b)は、撮像光学系の近距離合焦時(撮影倍率0.05倍の近距離物体に対する合焦時)における光学配置図を示している。
すなわち、本発明の実施例6に係る撮像光学系は、図16に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、開口絞りS、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第2レンズL2と第3レンズL3、並びに第4レンズL4と第5レンズL5は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1により負の屈折力を有する第1レンズ群1Gを構成している。第2レンズL2〜第3レンズL3により正の屈折力を有する第2レンズ群G2を構成している。そして第4レンズL4〜第6レンズL6により正の屈折力を有する第3レンズ群G3を構成している。第7レンズL7により負の屈折力を有する第4レンズ群G4を構成している。つまり、図16に示す撮像光学系は、これら第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、開口絞りS、第3レンズ群G3、そして第4レンズ群G4を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
詳細には、第1レンズ群G1は、両面に非球面を形成してなり、像面側に凹面を向けた向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第1レンズL1を配置して負の屈折力を示すように構成している。第2レンズ群G2は、物体側の面より曲率の大きな凹面を像面側に向けた両凹形状をなす負レンズからなる第2レンズL2と、像面側の面より曲率の大きな凸面を物体側に向けた両凸形状をなす正レンズからなる第3レンズL3とを配置して、正の屈折力を示すように構成している。なお、第2レンズL2と第3レンズL3の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSを配置している。
第3レンズ群G3は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側の面より曲率の大きな凸面を像面側に向けて両凸形状をなす正レンズからなる第4レンズL4と、像面側の面より曲率の大きな凹面を物体側に向けて両凹形状をなす負レンズからなる第5レンズL5と、物体側に凹面を向け且つ像面側に非球面を形成してなる正メニスカス形状をなす正レンズからなる第6レンズL6を配置して、正の屈折力を示すように構成している。この第3レンズ群G3の第4レンズL4と第5レンズL5の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けてなる負メニスカス形状の負レンズからなる第7レンズL7を配置して、負の屈折力を示すように構成している。
そして、さらに、これら第4レンズ群G4の後方、すなわち像面側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスBFが配置される。
このフィルタガラスBFのさらに像側には、像面が位置する。この像面は、撮像素子の受光面に合致する。
第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、開口絞りS、第3レンズ群G3は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、被写体に合焦させるフォーカシングに際しては、第4レンズ群G4を光軸方向に沿って、移動させてフォーカシングを行う。即ち、第4レンズ群G4の第7レンズL7は、無限遠合焦時の、図16(a)に示す位置から、近距離合焦時(撮影倍率0.05倍で合焦されたとき)には、図16(b)に示す方向、即ち、像面側に移動する。
図16には、撮像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図16に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1、図4、図7、図10および図13等と共通の参照符号を付している。
この実施例6においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fnoおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.30、Fno=2.88、ω=38.28であり、この実施例6における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよび硝種等の光学特性は、次表16の通りである。
Figure 0006238103
表16において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、製造メーカー名を、OHARA(株式会社オハラ)、HOYA(HOYA株式会社)として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表7においては、「*」が付された第1面、第2面および第11面の各光学面が非球面であり、式(7)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第1面
K=0.0
A4=2.30076E−04
A6=2.69951E−06
A8=−1.48004E−07
A10=1.52752E−09
第2面
K=0.0
A4=5.67733E−04
A6=1.01229E−05
A8=−1.91231E−07
A10=4.74193E−09
第11面
K=0.65011
A4=1.68973E−04
A6=2.42080E−06
A8=−2.43825E−08
A10=1.39894E−09
この実施例6においては、第3レンズ群G3の第6レンズL6と第4レンズ群G4の第7レンズL7との間の可変間隔DAと、第4レンズ群G4の第7レンズL7とフィルタガラスBFとの間の可変間隔DB等の可変間隔は、無限遠合焦時と近距離合焦時(撮影倍率0.05倍での合焦時)において、次表17のように変化する。
Figure 0006238103
この場合、上記条件式(1)〜条件式(6)に対応する値は、次表18の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜条件式(6)を満足している。
Figure 0006238103
また、図17に、実施例6に係る撮像光学系の無限遠合焦時におけるd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。図18に、実施例6に係る撮像光学系の近距離合焦時におけるd線とg線における収差曲線図を示している。なお、図17および図18の収差曲線図において、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
〔第7の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第1の実施の形態〜第6の実施の形態に係る撮像光学系を採用して構成した本発明の第7の実施の形態に係るカメラ装置としてのデジタルカメラについて図19〜図21を参照して説明する。図19は、物体側、すなわち被写体側、である前面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図、図20は、撮影者側である背面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図であり、図21は、デジタルカメラの機能構成を示す模式的ブロック図である。なお、ここでは、デジタルカメラを例にとってカメラ装置について説明しているが、在来の画像記録媒体として銀塩フィルムを用いる銀塩フィルムカメラに本発明に係る撮像光学系を採用してもよい。
また、いわゆるPDA(personal data assistant)や携帯電話機等の携帯情報端末装置のような情報装置にカメラ機能を組み込んだものが広く用いられている。このような情報装置も外観は若干異にするもののデジタルカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような情報装置における撮像用光学系として、採用してもよい。
図19〜図21に示すように、デジタルカメラは、撮影レンズ1、光学ファインダ2、ストロボ(フラッシュライト)3、シャッタボタン4、カメラボディ5、電源スイッチ6、液晶モニタ7、操作ボタン8、メモリカードスロット9等を具備している。さらに、図21に示すように、デジタルカメラは、中央演算装置(CPU)11、画像処理装置12、受光素子13、信号処理装置14、半導体メモリ15および通信カード等16を備えている。
デジタルカメラは、撮像光学系としての撮影レンズ1と、CMOS(相補型金属酸化物半導体)撮像素子またはCCD(電荷結合素子)撮像素子等を用いてイメージセンサとして構成された受光素子13とを有しており、撮影レンズ1によって結像される被写体(物体)光学像を受光素子13によって読み取る。この撮影レンズ1として、上述した第1〜第6の実施の形態において説明したような本発明に係る撮像光学系を用いる(請求項10または請求項12に対応する)。
受光素子13の出力は、中央演算装置11によって制御される信号処理装置14によって処理され、デジタル画像情報に変換される。すなわち、このようなデジタルカメラは、撮像された画像(被写体画像)をデジタル画像情報に変換する手段を含んでおり、この手段は、実質的に、受光素子13、信号処理装置14およびこれらを制御する中央演算装置(CPU)11等により構成される(請求項11に対応する)。
信号処理装置14によってデジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置11によって制御される画像処理装置12において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ15に記録される。この場合、半導体メモリ15は、メモリカードスロット9に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に(オンボードで)内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ7には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ15に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ15に記録した画像は、通信カードスロット(図示していない)に装填した通信カード等16を介して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ1は、カメラの携帯時には、その対物面がレンズバリア(図示していない)により覆われており、ユーザが電源スイッチ6を操作して電源を投入すると、レンズバリアが開き、対物面が露出する構成とする。
多くの場合、シャッタボタン4の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係る撮像光学系(請求項1〜請求項で定義され、あるいは前述した実施例1〜実施例6に示される撮像光学系)におけるフォーカシングは、第4レンズ群G4の移動によって行うことができる。シャッタボタン4をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ15に記録した画像を液晶モニタ7に表示させたり、通信カード等16を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン8を所定のごとく操作する。半導体メモリ15および通信カード等16は、メモリカードスロット9および通信カードスロット等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
上述のようなデジタルカメラ(カメラ装置)または携帯情報端末装置には、既に述べた通り、第1〜第6の実施の形態に示されたような撮像光学系を用いて構成した撮影レンズ1を撮像光学系として使用することができる。したがって、画角が76度以上と十分に広画角で、Fナンバが2.8程度以下の大口径でありながら、小型でインナーフォーカスタイプであっても、非常に良好な像性能を確保し得る撮像光学系を使用した高画質で小型のカメラ装置または携帯情報端末装置を実現することができる。
G1 第1レンズ群(負)
G2 第2レンズ群(正)
G3 第3レンズ群(正)
G4 第4レンズ群(負)
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
L6 第6レンズ
L7 第7レンズ
L8 第8レンズ
S 開口絞り
BF フィルタガラス
1 撮影レンズ
2 光学ファインダ
3 ストロボ(フラッシュライト)
4 シャッタボタン
5 カメラボディ
6 電源スイッチ
7 液晶モニタ
8 操作ボタン
11 中央演算装置(CPU)
12 画像処理装置
13 受光素子
14 信号処理装置
15 半導体メモリ
16 通信カード等
特開昭61−138225号公報 特開平03−265809号公報 特許第2518182号公報 特許第3735909号公報 特許第4365922号公報 特開2010−271669号公報

Claims (12)

  1. 物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群とからなり、前記第1レンズ群は像側に凹面を向けた負レンズで構成され、前記第2レンズ群は正レンズと負レンズとを含む1つの接合レンズで構成され、前記第3レンズ群は最も物体側に、物体側から順に像側に凸面をむけた正レンズと、負レンズとを接合した接合レンズを有して構成され、前記第4レンズ群は物体側に凹面を向けた負レンズで構成され、フォーカシングの際には、前記第4レンズ群が光軸方向に移動し、
    無限遠合焦時の像面から射出瞳までの光軸上距離をAPとし、前記第4レンズ群先頭面の曲率半径をRg41として、下記の条件式(6):
    0.50<|AP/Rg41|<1.30 (6)
    を満足することを特徴とする撮像光学系。
  2. 請求項1に記載の撮像光学系において、前記第2レンズ群の最終面と前記第3レンズ群の先頭面で形成される空気レンズは、像側に凹面を向けた形状を有し、正の屈折力を有することを特徴とする撮像光学系。
  3. 請求項1または請求項2に記載の撮像光学系において、全系の焦点距離をfとし、前記第4レンズ群の焦点距離をf4として、下記の条件式(1):
    0.30<|f/f4|<1.20 (1)
    を満足することを特徴とする撮像光学系。
  4. 請求項1または請求項2に記載の撮像光学系において、全系の焦点距離をfとし、前記第3レンズ群の焦点距離をf3として、下記の条件式(2):
    0.90<f/f3<1.80 (2)
    を満足することを特徴とする撮像光学系。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の撮像光学系において、全系の焦点距離をfとし、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離をf12として、下記の条件式(3):
    0.01<f/|f12|<0.50 (3)
    を満足することを特徴とする撮像光学系。
  6. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の撮像光学系において、前記第1レンズ群の先頭面から前記開口絞りまでの光軸上距離をLsとし、無限遠合焦時における前記第1レンズ群の先頭面から前記第4レンズ群の最終面までの光軸上距離をTLとして、下記の条件式(4):
    0.35<Ls/TL<0.65 (4)
    を満足することを特徴とする撮像光学系。
  7. 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の撮像光学系において、無限遠合焦時における前記第1レンズ群の先頭面から前記第4レンズ群の最終面までの光軸上距離をTLとし、全系の焦点距離をfとして、下記の条件式(5):
    0.50<TL/f<1.30 (5)
    を満足することを特徴とする撮像光学系。
  8. 請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の撮像光学系において、前記第2レンズ群は、両凹形状の負レンズと正レンズとの接合レンズを有し、前記第3レンズ群は、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズを有することを特徴とする撮像光学系。
  9. 請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の撮像光学系において、前記第3レンズ群は、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなることを特徴とする撮像光学系。
  10. 請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の撮像光学系を有するカメラ装置。
  11. 請求項10記載のカメラ装置において、撮影画像をデジタル情報とする機能を有することを特徴とするカメラ装置。
  12. 請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の撮像光学系を有する携帯情報端末装置。
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