JP2014071299A - 撮像光学系及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents

撮像光学系及びそれを用いた撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】単焦点で画角に変化が生じても、対応できる撮像光学系及びそれを用いた撮像装置を提供する。
【解決手段】物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズL1と、負の屈折力を有する第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と、負の屈折力を有する第5レンズL5と、からなり、以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足する。−1.4<f/f3<0.2・・・(1)−0.7<(r1o+r1i)/(r1o−r1i)<0.7・・・(2)0.01<1/νd3−1/νd4<0.035・・・(3)f3は、第3レンズの焦点距離、fは、撮像光学系全系の焦点距離、r1oは、第1レンズの物体側面の近軸曲率半径、r1iは、第1レンズの像側面の近軸曲率半径、νd3は、第3レンズのアッベ数、νd4は、第4レンズのアッベ数、である。
【選択図】図1

Description

本発明は、撮像光学系及びそれを用いた撮像装置に関するものである。
近年、携帯電話や携帯端末機、あるいはノートパソコン等の薄型化が進んでいる。これに伴い、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、撮像素子に関する技術の進歩と市場のニーズの高まりから、画素数の多い撮像素子が使用されるようになってきた。このような撮像素子で被写体を撮像した場合、撮像によって得られた画像の画素数も多くなる。
画像の画素数が多い場合、電子ズーム(デジタルズーム)を使って画像を拡大することができる。電子ズームによって画像を拡大すると、被写体の大きさや画角に変化が生じる。そのため、このような変化に幅広く対応できる光学系が求められている。この要求に応える光学系として、5枚の非球面レンズを用いた単焦点の光学系が知られている。
TW公開201102690号公報 特開2011−095513号公報
特許文献1や特許文献2の光学系は、画角(対角)が65°〜71°の光学系である。これらの光学系は、8メガピクセルのカメラモジュールの光学系に最適となるよう設計されている。これらの光学系を介して得た画像を電子ズームで拡大する場合、FHD(Full High Definition、画素数は1900画素×1080画素)に対応できる拡大倍率は2倍である。しかしながら、2倍以上の拡大倍率で拡大しようとすると、解像力の劣化が顕著になる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、単焦点の撮像光学系でありながら、電子ズームによって被写体の大きさや画角に変化が生じても、この変化に幅広く対応できる撮像光学系及びそれを用いた撮像装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像光学系は、物体側より順に、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、第3レンズと、第4レンズと、負の屈折力を有する第5レンズと、からなり、以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足することを特徴とする。
−1.4<f/f3<0.2 (1)
−0.7<(r1o+r1i)/(r1o−r1i)<0.7 (2)
0.01<1/νd3−1/νd4<0.035 (3)
但し、
3は、第3レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
1oは、第1レンズの物体側面の近軸曲率半径、
1iは、第1レンズの像側面の近軸曲率半径、
νd3は、第3レンズのアッベ数、
νd4は、第4レンズのアッベ数、
である。
また、本発明の別の撮像光学系は、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、第3レンズと、第4レンズと、第5レンズと、負の屈折力を有する第6レンズと、からなり、以下の条件式(1)、(2)、(4)を満足することを特徴とする。
−1.4<f/f3<0.2 (1)
−0.7<(r1o+r1i)/(r1o−r1i)<0.7 (2)
0.01<1/νd3−νda<0.035 (4)
但し、
3は、第3レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
1oは、第1レンズの物体側面の近軸曲率半径、
1iは、第1レンズの像側面の近軸曲率半径、
νd3は、第3レンズのアッベ数、
νdaは、第4レンズのアッベ数と第5レンズのアッベ数の平均値、
である。
また、本発明の撮像装置は、撮像素子と、上記の撮像光学系と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の別の撮像装置は、撮像素子と、撮像光学系と、を備え、撮像光学系は、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、最も像側に配置され、負の屈折力を有するレンズと、を有し、以下の条件式(11)を満足することを特徴とする。
9×10-5<εce/2Y<1.6×10-4 (11)
但し、
εceは、軸上でのe線における点広がり関数の半値全幅、
Yは、撮像素子の対角長の半分、
である。
また、本発明の別の撮像装置は、撮像素子と、撮像光学系と、を備え、撮像光学系は、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、最も像側に配置され、負の屈折力を有するレンズと、を有し、以下の条件式(12)を満足することを特徴とする。
0.12<|β|×Fno<0.18 (12)
但し、
βは、物体距離150mmにおける撮像光学系の結像倍率、
Fnoは、撮像光学系のFナンバー、
である。
また、本発明の別の撮像装置は、撮像素子と、撮像光学系と、を備え、撮像光学系は、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、最も像側に配置され、負の屈折力を有するレンズと、を有し、撮像素子は、水平方向に4500以上の画素数を有し、以下の条件式(13)を満足することを特徴とする。
0.05<Di/2Y<0.1 (13)
但し、
iは、最も像側に配置されたレンズの像側面から像面までの距離であって、光軸と平行に測ったときの距離のうちの最も短い距離、
Yは、撮像素子の対角長の半分、
である。
本発明によれば、単焦点の撮像光学系でありながら、電子ズームによって被写体の大きさや画角に変化が生じても、この変化に幅広く対応できる撮像光学系及びそれを用いた撮像装置を提供することができる。
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。 実施例1にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図である。 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。 実施例2にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図である。 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。 実施例3にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図である。 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。 実施例4にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図である。 実施例5にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例5にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図である。 実施例6にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例6にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図である。 本実施例の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。 デジタルカメラ40の後方斜視図である。 デジタルカメラ40の光学構成を示す断面図である。 本実施例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。 パソコン300の撮影光学系303の断面図である。 パソコン300の側面図である。 本実施例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。
実施例の説明に先立ち、本発明のある態様にかかる実施形態の作用効果を説明する。なお、本実施形態の作用効果を具体的に説明するに際しては、具体的な例を示して説明することになる。しかし、後述する実施例の場合と同様に、それらの例示される態様はあくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、その態様には数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は例示される態様に限定されるものではない。
本実施形態の撮像光学系及び撮像装置は、光学系の基本構成として、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、最も像側に配置され、負の屈折力を有するレンズと、を有する。なお、以下の説明では、適宜、「撮像光学系」を「光学系」と称する。
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、を配置することにより、光学系のFナンバー(F値)を小さくできる。その結果、光学系全体での球面収差が大きく発生することを抑制できる。また、負の屈折力を有するレンズを最も像側に配置することで、光学系全体での主点を物体側に位置させることができる。これにより、焦点距離に対して光学系全体の全長を十分に短くすることが可能となる。
第1実施形態の撮像光学系について説明する。本実施形態の撮像光学系は、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、第3レンズと、第4レンズと、負の屈折力を有する第5レンズと、からなり、以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足することを特徴とする。
−1.4<f/f3<0.2 (1)
−0.7<(r1o+r1i)/(r1o−r1i)<0.7 (2)
0.01<1/νd3−1/νd4<0.035 (3)
但し、
3は、第3レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
1oは、第1レンズの物体側面の近軸曲率半径、
1iは、第1レンズの像側面の近軸曲率半径、
νd3は、第3レンズのアッベ数、
νd4は、第4レンズのアッベ数、
である。
本実施形態の撮像光学系は上記基本構成を備え、5つのレンズで構成されている。第5レンズが、最も像側に配置され、負の屈折力を有するレンズである。なお、基本構成の技術的意義は、既に説明したとおりである。
条件式(1)は、第3レンズの焦点距離に関する条件式である。
条件式(1)の下限値を上回ることで、第3レンズの負の屈折力が大きくなりすぎない。そのため、光学系全体の全長を短くできる。条件式(1)の上限値を下回ることで、第3レンズの正の屈折力が大きくなりすぎない。そのため、光学系全体での色収差の補正が容易になる。
条件式(2)は、第1レンズの面形状に関する条件式である。第2レンズは色収差を補正する作用を持っているが、この作用を有効に発揮させるためには、第1レンズと第2レンズの間隔を広げすぎないことが望ましい。
条件式(2)の下限値を上回ることで、第1レンズの主点が、物体側寄りになりすぎない。これにより、第1レンズの主点と第2レンズの主点との間隔が、広がりすぎない。そのため、光学系全体での軸上色収差と倍率色収差の両方を、容易に補正できる。
条件式(2)の上限値を下回ることで、第1レンズの主点が、像側寄りになりすぎない。この場合、光学系全体の主点を物体側寄りにできるので、光学系全体の全長を短くすることが可能となる。
条件式(3)は、第3レンズと第4レンズの波長分散に関する条件式である。
条件式(3)の下限値を上回ることで、第4レンズで発生する色収差の発生量を少なくできる。その結果、光学系全体での色収差を良好に補正できる。条件式(3)の上限値を下回ることで、第4レンズで発生する色収差を第3レンズで補正した場合に、補正が過剰にならない。その結果、光学系全体での色収差を良好に補正できる。
ここで、条件式(1)に代えて、以下の条件式(1’)を満足することが好ましい。
−1.2<f/f3<0 (1’)
また、条件式(1)に代えて、以下の条件式(1’’)を満足することがより好ましい。
−1<f/f3<−0.2 (1’’)
ここで、条件式(2)に代えて、以下の条件式(2’)を満足することが好ましい。
−0.6<(r1o+r1i)/(r1o−r1i)<0.6 (2’)
また、条件式(2)に代えて、以下の条件式(2’’)を満足することがより好ましい。
−0.5<(r1o+r1i)/(r1o−r1i)<0.5 (2’’)
ここで、条件式(3)に代えて、以下の条件式(3’)を満足することが好ましい。
0.015<1/νd3−1/νd4<0.03 (3’)
また、条件式(3)に代えて、以下の条件式(3’’)を満足することがより好ましい。
0.02<1/νd3−1/νd4<0.025 (3’’)
なお、第4レンズは、正の屈折力を有していることが好ましい。
第2実施形態の撮像光学系について説明する。本実施形態の撮像光学系は、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、第3レンズと、第4レンズと、第5レンズと、負の屈折力を有する第6レンズと、からなり、以下の条件式(1)、(2)、(4)を満足することを特徴とする。
−1.4<f/f3<0.2 (1)
−0.7<(r1o+r1i)/(r1o−r1i)<0.7 (2)
0.01<1/νd3−νda<0.035 (4)
但し、
3は、第3レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
1oは、第1レンズの物体側面の近軸曲率半径、
1iは、第1レンズの像側面の近軸曲率半径、
νd3は、第3レンズのアッベ数、
νdaは、第4レンズのアッベ数と第5レンズのアッベ数の平均値、
である。
本実施形態の撮像光学系は上記基本構成を備え、6つのレンズで構成されている。第6レンズが、最も像側に配置され、負の屈折力を有するレンズである。なお、基本構成の技術的意義は、既に説明したとおりである。
また、条件式(1)、(2)の技術的意義については、第1実施形態の撮像光学系で説明したとおりである。なお、条件式(1)に代えて、条件式(1’)あるいは(1’’)を満足することが好ましい。また、条件式(2)に代えて、条件式(2’)あるいは(2’’)を満足することが好ましい。
条件式(4)は、第3レンズ、第4レンズ及び第5レンズの波長分散に関する条件式である。
条件式(4)の下限値を上回ることで、第4レンズと第5レンズで発生する色収差の発生量を少なくできる。その結果、光学系全体での色収差を良好に補正できる。条件式(4)の上限値を下回ることで、第4レンズと第5レンズで発生する色収差を第3レンズで補正した場合に、補正が過剰にならない。その結果、光学系全体での色収差を良好に補正できる。
ここで、条件式(4)に代えて、以下の条件式(4’)を満足することが好ましい。
0.015<1/νd3−νda<0.03 (4’)
また、条件式(4)に代えて、以下の条件式(4’’)を満足することがより好ましい。
0.02<1/νd3−νda<0.025 (4’’)
次に、第1実施形態の撮像装置について説明する。本実施形態の撮像装置は、撮像素子と、上記の撮像光学系と、を備えることを特徴とする。
上記の撮像光学系を備えることで、単焦点の撮像光学系でありながら、電子ズームによって被写体の大きさや画角に変化が生じても、この変化に幅広く対応できる撮像装置を実現できる。
第2実施形態の撮像装置について説明する。本実施形態の撮像装置は、撮像素子と、撮像光学系と、を備え、撮像光学系は、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、最も像側に配置され、負の屈折力を有するレンズと、を有し、以下の条件式(11)を満足することを特徴とする。
9×10-5<εce/2Y<1.6×10-4 (11)
但し、
εceは、軸上でのe線における点広がり関数の半値全幅、
Yは、撮像素子の対角長の半分、
である。
基本構成の技術的意義は、既に説明したとおりである。
条件式(11)の下限値を上回ることで、光学系の結像性能が必要以上に高くなりすぎない。条件式(11)の上限値を下回ることで、撮像で得られた画像を、従来に比べて、より微細な画素で構成された画像にできる。そのため、電子ズームにおいて、拡大倍率を大きくして画像を拡大しても、鮮明な画像(十分な解像力を持つ拡大画像)が得られる。
なお、点広がり関数は、点像分布関数(PSF:Point Spread Function)と同義であって、点像の強度分布を表す関数である。また、点広がり関数が、所定の軸に対して回転対称で無い場合は、εceは複数の値を持つ。このような場合は、εceは、複数の値のうちの最大値になる。
第3実施形態の撮像装置について説明する。本実施形態の撮像装置は、撮像素子と、撮像光学系と、を備え、撮像光学系は、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、最も像側に配置され、負の屈折力を有するレンズと、を有し、以下の条件式(12)を満足することを特徴とする。
0.12<|β|×Fno<0.18 (12)
但し、
βは、物体距離150mmにおける撮像光学系の結像倍率、
Fnoは、撮像光学系のFナンバー、
である。
基本構成の技術的意義は既に説明したとおりであるが、本実施形態の撮像装置によれば、小型でかつ条件式を満足する撮像装置が実現できる。
本実施形態の撮像装置は、例えばバーコードの撮像に用いることができる。バーコードは微細なパターンを持つため、撮像は近距離で行なわれる。このような撮像では、バーコード(被写体)への照明や手振れの影響を考慮すると、物体距離、すなわち、バーコードから撮像光学系の第1面までの距離は150mm、あるいは150mm前後になる。
但し、物体距離が150mmだと、手振れの影響が顕著に現れる。手振れが生じると、撮像光学系とバーコードとの間で位置の変動が相対的に生じる。この変動は、光軸と直交する方向の変動と、光軸方向の変動(ピントずれ)がある。光軸方向の変動が生じると、鮮明なパターンを撮像することが難しくなる。そこで、撮像光学系には、大きな被写界深度が必要となる。
条件式(12)は、撮像光学系の結像倍率とFナンバーに関する条件式である。条件式(12)を満足することで、近距離物体にある微細パターンを、読み取りに必要な解像力で、適切な大きさの像に拡大でき、しかも、所望の被写界深度が得られる。そのため、例えば、物体距離150mmでバーコードを撮影する場合、手振れのために光軸方向に変動があっても、バーコードを鮮明に撮影することができる。
条件式(12)の下限値を上回ることで、結像倍率とFナンバーが、共に小さくなりすぎない。例えば、結像倍率を一定に保ったままで、被写界深度を大きく保つことが容易になる。よって、微細パターンの撮影が容易となる。
また、条件式(12)の上限値を下回ることで、撮像倍率とFナンバーが、共に大きくなりすぎない。例えば、撮像光学系の明るさを一定に保ったままで、被写界深度を大きく保つことが容易になる。よって、微細パターンの撮影が容易となる。
第4実施形態の撮像装置について説明する。本実施形態の撮像装置は、撮像素子と、撮像光学系と、を備え、撮像光学系は、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、最も像側に配置され、負の屈折力を有するレンズと、を有し、撮像素子は、水平方向に4500以上の画素数を有し、以下の条件式(13)を満足することを特徴とする。
0.05<Di/2Y<0.1 (13)
但し、
iは、最も像側に配置されたレンズの像側面から像面までの距離であって、光軸と平行に測ったときの距離のうちの最も短い距離、
Yは、撮像素子の対角長の半分、
である。
基本構成の技術的意義は、既に説明したとおりである。
条件式(13)を満足することで、電子ズームにおいて、拡大倍率を大きくして画像を拡大しても、鮮明な画像(十分な解像力を持つ拡大画像)が得られる。
条件式(13)の下限値を上回ることで、最も像側のレンズとそれより物体側のレンズとの空気間隔が広くなりすぎない。その結果、光学系全体の全長を短くできる。
条件式(13)の上限値を下回ることで、最も像側のレンズとそれより物体側のレンズとの空気間隔が狭くなりすぎない。この場合、2つのレンズをある程度離して配置できるので、2つのレンズにおける軸外光束の光線高の差を大きくできる。その結果、軸外光束における高次の収差の補正が容易になる。
また、第1実施形態の撮像光学系では、第2レンズと第5レンズとの間に配置されたレンズは、正の屈折力を有し、正の屈折力を有するレンズは、第5レンズに隣接していることが好ましい。
また、第2から第4実施形態の撮像装置は、4枚または5枚のレンズからなり、第2レンズと最も像側に配置されたレンズとの間に、正の屈折力を有するレンズを有し、正の屈折力を有するレンズは、最も像側に配置されたレンズに隣接していることが好ましい。
正の屈折力を有するレンズが第5レンズに隣接するか、あるいは、最も像側に配置されたレンズに隣接することにより、軸外光束の発散が抑えられる。その結果、光学系のテレセントリック性を大きく損なうことなく、最も像側に配置されたレンズの径を小さくできる。
また、撮像光学系や撮像装置が上述の正の屈折力を有するレンズを含む場合、本実施形態の撮像光学系や撮像装置は、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
0.2<fa/f<1.4 (5)
但し、
aは、正の屈折力を有するレンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
条件式(5)は、正の屈折力を有するレンズ(以下、レンズLaとする)の焦点距離に関する条件式である。
条件式(5)の下限値を上回ることで、レンズLaの焦点距離が短くなりすぎない。その結果、非点収差やコマ収差など、軸外光束の収差補正が容易になる。
条件式(5)の上限値を下回ることで、レンズLaの焦点距離が長くなりすぎない。これにより、軸外光束の発散が抑えられる。その結果、光学系のテレセントリック性を大きく損なうことなく、最も像側に配置されたレンズの径を小さくできる。
ここで、条件式(5)に代えて、以下の条件式(5’)を満足することが好ましい。
0.3<fa/f<0.9 (5’)
また、条件式(5)に代えて、以下の条件式(5’’)を満足することがより好ましい。
0.4<fa/f<0.7 (5’’)
また、撮像光学系や撮像装置が上述の正の屈折力を有するレンズを含む場合、本実施形態の撮像光学系や撮像装置は、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
2.5<Da/Damin<6 (6)
但し、
aは、正の屈折力を有するレンズの光軸上の厚さ、
aminは、正の屈折力を有するレンズの厚さであって、光軸と平行に測ったときの厚さのうちの最も薄い厚さ、
である。
条件式(6)は、レンズLaの形状に関する条件式である。
条件式(6)の下限値を上回ることで、レンズの成形時におけるウェルド線の発生や、複屈折の発生を防止できる。その結果、周辺部における解像力の劣化を防止できる。
条件式(6)の上限値を下回ることで、光軸に垂直な面に対するレンズ面の傾きが、レンズ周辺部において小さくなりすぎない。これにより、軸外光束の発散が抑えられる。その結果、光学系のテレセントリック性を大きく損なうことなく、最も像側に配置されたレンズの径を小さくできる。
ここで、条件式(6)に代えて、以下の条件式(6’)を満足することが好ましい。
3<Da/Damin<5.5 (6’)
また、条件式(6)に代えて、以下の条件式(6’’)を満足することがより好ましい。
3.5<Da/Damin<5 (6’’)
また、第2実施形態の撮像光学系では、第2レンズと第6レンズとの間に2つのレンズが配置され、2つのレンズの合成焦点距離が正であり、2つのレンズの一方は、第6レンズに隣接し、2つのレンズの他方は、一方のレンズに隣接していることが好ましい。
また、第2から第4実施形態の撮像装置は、6枚のレンズからなり、第2レンズと最も像側に配置されたレンズとの間に2つのレンズが配置され、2つのレンズの合成焦点距離が正であり、2つのレンズの一方は、最も像側に配置されたレンズに隣接し、2つのレンズの他方は、一方のレンズに隣接していることが好ましい。
合成焦点距離が正になる2つのレンズが第6レンズに隣接するか、あるいは、最も像側に配置されたレンズに隣接することにより、軸外光束の発散を押さえることができる。その結果、光学系のテレセントリック性を大きく損なうことなく、最も像側に配置されたレンズのレンズ径を小さくすることができる。
また、撮像光学系や撮像装置が上述の合成焦点距離が正になる2つのレンズを含む場合、本実施形態の撮像光学系や撮像装置は、以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
0.2<fa12/f<1.4 (7)
但し、
a12は、2つのレンズの合成焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
条件式(7)は、2つのレンズ(以下、レンズLa1、レンズLa2とする)の合成焦点距離に関する条件式である。ここで、レンズLa2は、第6レンズに隣接するレンズ、あるいは、最も像側に配置されたレンズに隣接するレンズ、レンズLa1は、レンズLa2に隣接するレンズである。
条件式(7)の下限値を上回ることで、レンズLa1とレンズLa2との合成焦点距離が短くなりすぎない。その結果、非点収差やコマ収差など、軸外光束の収差補正が容易になる。
条件式(7)の上限値を下回ることで、レンズLa1とレンズLa2との合成焦点距離が長くなりすぎない。これにより、軸外光束の発散が抑えられる。その結果、光学系のテレセントリック性を大きく損なうことなく、最も像側に配置されたレンズの径を小さくできる。
ここで、条件式(7)に代えて、以下の条件式(7’)を満足することが好ましい。
0.3<fa12/f<0.9 (7’)
また、条件式(7)に代えて、以下の条件式(7’’)を満足することがより好ましい。
0.4<fa12/f<0.7 (7’’)
また、第2から第4実施形態の撮像装置は、第2レンズの像側に、第3レンズと、第4レンズと、を有し、以下の条件式(1)、(3)を満足することが好ましい。
−1.4<f/f3<0.2 (1)
0.01<1/νd3−1/νd4<0.035 (3)
但し、
3は、第3レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
νd3は、第3レンズのアッベ数、
νd4は、第4レンズのアッベ数、
である。
条件式(1)、(3)の技術的意義については、第1実施形態の撮像光学系で説明したとおりである。なお、条件式(1)に代えて、条件式(1’)あるいは(1’’)を満足することが好ましい。また、条件式(3)に代えて、条件式(3’)あるいは(3’’)を満足することが好ましい。
また、第2から第4実施形態の撮像装置は、第2レンズの像側に、第3レンズと、第4レンズと、第5レンズと、を有し、以下の条件式(1)、(4)を満足することが好ましい。
−1.4<f/f3<0.2 (1)
0.01<1/νd3−νda<0.035 (4)
但し、
3は、第3レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
νd3は、第3レンズのアッベ数、
νdaは、第4レンズのアッベ数と第5レンズのアッベ数の平均値、
である。
条件式(1)の技術的意義については、第1実施形態の撮像光学系で説明したとおりである。また、条件式(4)の技術的意義については、第2実施形態の撮像光学系で説明したとおりである。なお、条件式(1)に代えて、条件式(1’)あるいは(1’’)を満足することが好ましい。また、条件式(4)に代えて、条件式(4’)あるいは(4’’)を満足することが好ましい。
また、本実施形態の撮像装置(第1実施形態の撮像装置は除く)は、第3レンズを有することが好ましい。そして、本実施形態の撮像光学系や撮像装置は、以下の条件式(8)を満足することが好ましい。
0<D3/TL<0.08 (8)
但し、
3は、第3レンズの像側面から、第3レンズの像側に隣接するレンズの物体面までの光軸上の距離、
TLは、第1レンズの面頂から像面までの距離、
である。
条件式(8)は第3レンズと、第3レンズの像側に隣接するレンズに関する条件式である。なお、TLは空気換算をしていない距離である。また、第3レンズの像側に隣接するレンズとしては、例えば、レンズLa、レンズLa1がある。
条件式(8)の上限値を下回ることで、第3レンズの像側に隣接するレンズとの距離が長くなりすぎない。そのため、光学系全体での軸上色収差と倍率色収差の両方を、容易に補正できる。
ここで、条件式(8)に代えて、以下の条件式(8’)を満足することが好ましい。
0<D3/TL<0.07 (8’)
また、条件式(8)に代えて、以下の条件式(8’’)を満足することがより好ましい。
0<D3/TL<0.06 (8’’)
また、本実施形態の撮像光学系や撮像装置(第1実施形態の撮像装置は除く)は、以下の条件式(9)を満足することが好ましい。
0<(r2o+r2i)/(r2o−r2i)<7 (9)
但し、
2oは、第2レンズの物体側面の近軸曲率半径、
2iは、第2レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
条件式(9)は第2レンズの形状に関する条件式である。第2レンズは色収差を補正する作用(色消し作用)を持つが、それ以外に、第3レンズ以降のレンズに入射する軸外光束の光線高を高くする作用を持つ。
条件式(9)の下限値を上回ることで、第2レンズの像側面の曲率半径が大きくなりすぎない。これにより、第2レンズから射出する光線の射出角度を大きくすることができる。この場合、第2レンズと第3レンズとで、軸外光線の高さを異ならせることができる。すなわち、両者における軸外光線の高さの差を大きくすることができる。その結果、光学系全体でのコマ収差や高次の像面湾曲の補正が容易になる。
条件式(9)の上限値を下回ることで、第2レンズの主点が、像側寄りになりすぎない。これにより、第1レンズの主点と第2レンズの主点との間隔が、広がりすぎない。そのため、光学系全体での軸上色収差と倍率色収差の両方を、容易に補正できる。
ここで、条件式(9)に代えて、以下の条件式(9’)を満足することが好ましい。
0.5<(r2o+r2i)/(r2o−r2i)<6 (9’)
また、条件式(9)に代えて、以下の条件式(9’’)を満足することがより好ましい。
1<(r2o+r2i)/(r2o−r2i)<5 (9’’)
また、本実施形態の撮像装置(第1実施形態の撮像装置は除く)は、第3レンズを有することが好ましい。そして、本実施形態の撮像光学系や撮像装置では、第3レンズの像側面は非球面であって、非球面は、有効口径内において、面頂点とは別に、極値を示す形状を有することが好ましい。
第3レンズは、色収差を補正する作用(色消し作用)を持つ。そこで、第3レンズの像側面を非球面とすることが好ましい。そして、第3レンズの像側面が、面頂点とは別に、極値を示す形状(凸形状、あるいは凹形状)を持つことで、像側面全体の面形状はうねった形状になる。これにより、軸外光束における高次の色収差の補正が可能となる。
また、本実施形態の撮像装置(第1実施形態の撮像装置は除く)は、以下の条件式(2)を満足することが好ましい。
−0.7<(r1o+r1i)/(r1o−r1i)<0.7 (2)
但し、
1oは、第1レンズの物体側面の近軸曲率半径、
1iは、第1レンズの像側面の近軸曲率半径、
である。
条件式(2)の技術的意義については、第1実施形態の撮像光学系で説明したとおりである。なお、条件式(2)に代えて、条件式(2’)あるいは(2’’)を満足することが好ましい。
また、本実施形態の撮像光学系や撮像装置は、第1レンズの面頂より像側に、絞りが配置されていることが好ましい。
このようにすることで、軸外光束の上側光線が第1レンズに入射するときに、第1レンズの物体側面に対する上側光線の入射角を小さくできる。そのため、コマ収差の発生が抑えられる。
また、本実施形態の撮像光学系や撮像装置では、撮像光学系を構成するレンズの面は、全て非球面であることが好ましい。
非球面を用いることにより、高次の収差が良好に補正できる。
また、本実施形態の撮像光学系や撮像装置は、以下の条件式(10)を満足することが好ましい。
0.001<1/νdmax−1/νd1<0.004 (10)
但し、
νdmaxは、第1レンズより像側に配置されたレンズのアッベ数のうちの最大値、
νd1は、第1レンズのアッベ数、
である。
条件式(10)は第1レンズの波長分散に関する条件式である。
条件式(10)の下限値を上回ることで、第1レンズで発生する色収差の発生量を小さくできる。その結果、第2レンズ以降のレンズでの色収差の補正が容易になるので、光学系全体での色収差を良好に補正できる。
また、本実施形態の撮像装置では、撮像光学系によって形成された像は、電子ズームによって1900画素×1080画素で、水平画角34°以下に相当する大きさに拡大することが可能であって、以下の条件式(14)を満足することが好ましい。
0.4<f/2Y<0.74 (14)
但し、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
Yは、撮像素子の対角長の半分、
である。
上記のような光学系にすることで、高精細な画像のまま、電子ズームの変倍範囲の上限値を従来よりも大きくする(画角を小さくする)ことができる。また、条件式(14)を満足することで、電子ズームの変倍範囲の下限値を小さくする(画角を大きくする)ことができる。その結果、電子ズームの変倍範囲を広げることができる。
また、本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(15)を満足することが好ましい。
1×10-4<Lp×Fno/2Y<4×10-4 (15)
但し、
pは、撮像素子の1画素の一辺の長さ、
Fnoは、撮像光学系全系のFナンバー、
Yは、撮像素子の対角長の半分、
である。
条件式(15)は、焦点深度に関する条件式である。条件式(15)を満足することで、撮像した画像において、背景のボケ具合が適切になる。よって、被写体をより強調した撮影が可能となる。電子ズームで画像を拡大すると、より上記の効果が大きくなる。
また、上述の実施形態の撮像装置は、撮像光学系がオートフォーカス機構と一体化していることが好ましい。
オートフォーカス機構を一体化させることで、あらゆる被写体距離において、合焦することができる。
また、本実施形態の撮像光学系や撮像装置では、レンズ間の偏心調整や、撮像素子のチルト調整などを行い、これにより、像面の傾斜を軽減あるいは補償することが好ましい。
画素が多くなると、製造誤差に対する像面周辺での光学性能(結像性能)の劣化が顕著に現れる。そこで、このようにすることで、像面周辺での光学性能の劣化を軽減できる。
次に、実施例1にかかる撮像光学系について説明する。図1は実施例1にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。また、図2は実施例1にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
図2に示す収差図において、”FIY”は像高である。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。また、これらの収差図において、(a)、(b)、(c)、(d)は、それぞれ、球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示している。
実施例1の撮像光学系は、図1に示すように、物体側より順に、開口絞り(r1)と、正屈折力の第1レンズL1と、負屈折力の第2レンズL2と、負屈折力の第3レンズL3と、正屈折力の第4レンズL4と、負屈折力の第5レンズL5と、を有している。なお、以下全ての実施例において、レンズ断面中、Cはカバーガラス、Iは撮像素子の撮像面を示している。
第1レンズL1は両凸正レンズである。第2レンズL2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第3レンズL3は両凹負レンズである。第4レンズL4は両凸正レンズである。第5レンズL5は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
開口絞りは、第1レンズL1の面頂より像側に位置している。より詳しくは、開口絞りは、第1レンズL1の物体側面の面頂と像側面の面頂の間で、且つ、第1レンズL1の像側面よりも物体側に位置している。
第3レンズL3の像側面は、有効口径内において、面頂点とは別に、極値を示す形状を持つ。すなわち、第3レンズL3の像側面は、物体側に凸面を向けた領域と、像側に凸面を向けた領域と、を有する。物体側に凸面を向けた領域は、面頂点(光軸との交点)にあり、像側に凸面を向けた領域は、光軸から離れた位置にある。
非球面は、第1レンズL1〜第5レンズL5の全てのレンズの両面に設けられている。
次に、実施例2にかかる撮像光学系について説明する。図3は実施例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。また、図4は実施例2にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例2の撮像光学系は、図3に示すように、物体側より順に、開口絞り(r1)と、正屈折力の第1レンズL1と、負屈折力の第2レンズL2と、負屈折力の第3レンズL3と、正屈折力の第4レンズL4と、負屈折力の第5レンズL5と、を有している。
第1レンズL1は両凸正レンズである。第2レンズL2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第3レンズL3は両凹負レンズである。第4レンズL4は両凸正レンズである。第5レンズL5は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
開口絞りは、第1レンズL1の面頂より像側に位置している。より詳しくは、開口絞りは、第1レンズL1の物体側面の面頂と像側面の面頂の間で、且つ、第1レンズL1の像側面よりも物体側に位置している。
第3レンズL3の像側面は、有効口径内において、面頂点とは別に、極値を示す形状を持つ。すなわち、第3レンズL3の像側面は、物体側に凸面を向けた領域と、像側に凸面を向けた領域と、を有する。物体側に凸面を向けた領域は、面頂点(光軸との交点)にあり、像側に凸面を向けた領域は、光軸から離れた位置にある。
非球面は、第1レンズL1〜第5レンズL5の全てのレンズの両面に設けられている。
次に、実施例3にかかる撮像光学系について説明する。図5は実施例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。また、図6は実施例3にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例3の撮像光学系は、図5に示すように、物体側より順に、正屈折力の第1レンズL1と、開口絞り(r3)と、負屈折力の第2レンズL2と、負屈折力の第3レンズL3と、正屈折力の第4レンズL4と、負屈折力の第5レンズL5と、を有している。
第1レンズL1は両凸正レンズである。第2レンズL2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第3レンズL3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第4レンズL4は両凸正レンズである。第5レンズL5は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
開口絞りは、第1レンズL1の面頂より像側に位置している。より詳しくは、開口絞りは、第1レンズL1の物体側面の面頂と像側面の面頂の間で、且つ、第1レンズL1の物体側面よりも像側に位置している。
第3レンズL3の像側面は、有効口径内において、面頂点とは別に、極値を示す形状を持つ。すなわち、第3レンズL3の像側面は、物体側に凸面を向けた領域と、像側に凸面を向けた領域と、を有する。物体側に凸面を向けた領域は、面頂点(光軸との交点)にあり、像側に凸面を向けた領域は、光軸から離れた位置にある。
非球面は、第1レンズL1〜第5レンズL5の全てのレンズの両面に設けられている。
次に、実施例4にかかる撮像光学系について説明する。図7は実施例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。また、図8は実施例4にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例4の撮像光学系は、図7に示すように、物体側より順に、正屈折力の第1レンズL1と、開口絞り(r3)と、負屈折力の第2レンズL2と、負屈折力の第3レンズL3と、正屈折力の第4レンズL4と、負屈折力の第5レンズL5と、を有している。
第1レンズL1は両凸正レンズである。第2レンズL2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第3レンズL3は両凹負レンズである。第4レンズL4は両凸正レンズである。第5レンズL5は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
開口絞りは、第1レンズL1の面頂より像側に位置している。より詳しくは、開口絞りは、第1レンズL1の物体側面の面頂と像側面の面頂の間で、且つ、第1レンズL1の物体側面よりも像側に位置している。
第3レンズL3の像側面は、有効口径内において、面頂点とは別に、極値を示す形状を持つ。すなわち、第3レンズL3の像側面は、物体側に凸面を向けた領域と、像側に凸面を向けた領域と、を有する。物体側に凸面を向けた領域は、面頂点(光軸との交点)にあり、像側に凸面を向けた領域は、光軸から離れた位置にある。
非球面は、第1レンズL1〜第5レンズL5の全てのレンズの両面に設けられている。
次に、実施例5にかかる撮像光学系について説明する。図9は実施例5にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。また、図10は実施例5にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例5の撮像光学系は、図9に示すように、物体側より順に、開口絞り(r1)と、正屈折力の第1レンズL1と、負屈折力の第2レンズL2と、負屈折力の第3レンズL3と、正屈折力の第4レンズL4と、正屈折力の第5レンズL5と、負屈折力の第6レンズL6と、を有している。
第1レンズL1は両凸正レンズである。第2レンズL2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第3レンズL3は両凹負レンズである。第4レンズL4は両凸正レンズである。第5レンズL5は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第6レンズL6は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
開口絞りは、第1レンズL1の面頂より像側に位置している。より詳しくは、開口絞りは、第1レンズL1の物体側面の面頂と像側面の面頂の間で、且つ、第1レンズL1の像側面よりも物体側に位置している。
第3レンズL3の像側面は、有効口径内において、面頂点とは別に、極値を示す形状を持つ。すなわち、第3レンズL3の像側面は、物体側に凸面を向けた領域と、像側に凸面を向けた領域と、を有する。物体側に凸面を向けた領域は、面頂点(光軸との交点)にあり、像側に凸面を向けた領域は、光軸から離れた位置にある。
非球面は、第1レンズL1〜第6レンズL6の全てのレンズの両面に設けられている。
次に、実施例6にかかる撮像光学系について説明する。図11は実施例6にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。また、図12は実施例6にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における収差図である。
実施例6の撮像光学系は、図11に示すように、物体側より順に、開口絞り(r1)と、正屈折力の第1レンズL1と、負屈折力の第2レンズL2と、正屈折力の第3レンズL3と、負屈折力の第4レンズL4と、を有している。
第1レンズL1は両凸正レンズである。第2レンズL2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第3レンズL3は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。第4レンズL4は、両凹負レンズである。
開口絞りは、第1レンズL1の面頂より像側に位置している。より詳しくは、開口絞りは、第1レンズL1の物体側面の面頂と像側面の面頂の間で、且つ、第1レンズL1の像側面よりも物体側に位置している。
非球面は、第1レンズL1〜第4レンズL4の全てのレンズの両面に設けられている。
次に、上記各実施例の撮像光学系を構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、r1、r2、…は各レンズ面の曲率半径、d1、d2、…は各レンズの肉厚または空気間隔、nd1、nd2、…は各レンズのd線での屈折率、νd1、νd2、…は各レンズのアッべ数、*印は非球面、焦点距離は撮像光学系全系の焦点距離、fbはバックフォーカスを示している。また、全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。fb(バックフォーカス)は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。
また、非球面形状は、光軸方向をz、光軸に直交する方向をyにとり、円錐係数をk、非球面係数をA4、A6、A8、A10としたとき、次の式で表される。
z=(y2/r)/[1+{1−(1+k)(y/r)21/2
+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10
また、eは10のべき乗を表している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
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) ∞ -0.12
2* 8.055 1.89 1.53463 56.22
3* -5.877 0.31
4* 7.388 0.50 1.61417 25.64
5* 3.510 1.55
6* -9.182 0.70 1.61417 25.64
7* 23.702 0.06
8* 25.052 2.28 1.53463 56.22
9* -2.149 0.13
10* 8.226 1.61 1.53463 56.22
11* 1.891 2.00
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.63
像面(撮像面)∞

非球面データ
第2面
k=-5.594
A4=-2.96983E-003,A6=-5.68371E-004,A8=-9.89227E-005
第3面
k=1.493
A4=-7.56058E-003,A6=7.62878E-004,A8=-1.00493E-004
第4面
k=-12.742
A4=-1.68705E-002,A6=2.59221E-003,A8=-1.07609E-004
第5面
k=-4.166
A4=-5.81439E-003,A6=1.39526E-003,A8=-6.40353E-005
第6面
k=-1.521
A4=-2.90884E-003,A6=5.71787E-004,A8=-1.60184E-005
第7面
k=-500.067
A4=-1.21660E-002,A6=1.21762E-003,A8=-3.79878E-005
第8面
k=0.116
A4=-1.31914E-002,A6=1.37262E-003,A8=-7.06710E-005,A10=1.76081E-006
第9面
k=-3.479
A4=-6.20576E-003,A6=5.20440E-004,A8=-3.12080E-005,A10=1.19216E-006
第10面
k=0.000
A4=-5.30029E-003,A6=2.51606E-004,A8=-6.20252E-006,A10=8.19197E-008,
A12=-5.14859E-010
第11面
k=-4.305
A4=-2.56492E-003,A6=1.32562E-004,A8=-4.83914E-006,A10=1.04043E-007,
A12=-9.35130E-010

各種データ
焦点距離 8.06
像高 6.26
FNO. 2.4
半画角 37.9
fb(in air) 2.83
全長(in air) 11.86
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) ∞ -0.09
2* 10.149 1.98 1.51633 64.14
3* -5.496 0.44
4* 5.694 0.50 1.61417 25.64
5* 3.170 1.68
6* -11.622 0.50 1.61417 25.64
7* 23.277 0.06
8* 19.312 2.34 1.53463 56.22
9* -2.180 0.25
10* 9.693 1.50 1.53463 56.22
11* 1.884 2.14
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.32
像面(撮像面)∞

非球面データ
第2面
k=-7.643
A4=-3.56170E-003,A6=-5.28536E-004,A8=-4.88110E-005
第3面
k=0.631
A4=-6.40904E-003,A6=6.84242E-004,A8=-8.12957E-005
第4面
k=-11.947
A4=-1.46836E-002,A6=2.26593E-003,A8=-9.47844E-005
第5面
k=-4.501
A4=-5.26918E-003,A6=1.12015E-003,A8=-4.57623E-005
第6面
k=-6.111
A4=-2.18032E-003,A6=3.62170E-004,A8=-7.61247E-006
第7面
k=-452.553
A4=-1.01848E-002,A6=9.05417E-004,A8=-2.35847E-005
第8面
k=0.116
A4=-1.13382E-002,A6=1.13080E-003,A8=-5.64461E-005,A10=1.27513E-006
第9面
k=-3.638
A4=-5.39530E-003,A6=4.28546E-004,A8=-1.92425E-005,A10=5.89933E-007
第10面
k=0.000
A4=-5.19596E-003,A6=2.13383E-004,A8=-3.83208E-006,A10=2.88141E-008,
A12=-6.47237E-011
第11面
k=-4.345
A4=-2.43868E-003,A6=1.06014E-004,A8=-3.44670E-006,A10=6.80391E-008,
A12=-5.87138E-010

各種データ
焦点距離 8.06
像高 6.26
FNO. 2.4
半画角 37.9
fb(in air) 2.66
全長(in air) 11.91
数値実施例3
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1* 3.748 0.97 1.53463 56.22
2* -9.614 -0.12
3(絞り) ∞ 0.18
4* 10.238 0.49 1.61417 25.64
5* 3.325 1.46
6* 21.435 0.97 1.61417 25.64
7* 7.327 0.52
8* 87.254 2.16 1.53463 56.22
9* -2.488 0.06
10* 7.239 1.33 1.53463 56.22
11* 1.921 1.59
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.63
像面(撮像面)∞

非球面データ
第1面
k=-1.219
A4=-1.72161E-003,A6=-7.81551E-004,A8=-4.14918E-004
第2面
k=-45.566
A4=1.76327E-003,A6=-2.86848E-003,A8=1.99968E-004
第4面
k=10.754
A4=9.24410E-004,A6=1.75949E-003,A8=1.66690E-004
第5面
k=-7.731
A4=1.32591E-002,A6=4.71317E-004,A8=2.55268E-004
第6面
k=-322.127
A4=-1.55120E-002,A6=1.81445E-003,A8=-2.31024E-004
第7面
k=-38.381
A4=-1.07107E-002,A6=8.04359E-004,A8=-2.13359E-005
第8面
k=0.116
A4=-2.68280E-003,A6=8.76244E-005,A8=2.28429E-006,A10=-3.12114E-008
第9面
k=-5.565
A4=-3.58657E-004,A6=2.86683E-004,A8=-3.53585E-005,A10=1.05474E-006
第10面
k=0.000
A4=-4.04583E-003,A6=8.30203E-005,A8=-2.79267E-007,A10=-4.59499E-009,
A12=-7.66049E-011
第11面
k=-4.990
A4=-1.99905E-003,A6=7.70383E-005,A8=-3.54798E-006,A10=9.20981E-008,
A12=-8.47292E-010

各種データ
焦点距離 8.07
像高 6.26
FNO. 2.4
半画角 37.8
fb(in air) 2.42
全長(in air) 10.44
数値実施例4
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1* 6.992 1.57 1.51633 64.14
2* -6.069 -0.19
3(絞り) ∞ 0.25
4* 7.866 0.49 1.61417 25.64
5* 3.977 1.53
6* -99.783 0.99 1.61417 25.64
7* 6.537 0.26
8* 16.875 2.78 1.53463 56.22
9* -2.059 0.39
10* 64.064 1.54 1.53463 56.22
11* 2.111 1.77
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.30
像面(撮像面)∞

非球面データ
第1面
k=-2.295
A4=-2.89367E-003,A6=-3.28885E-004,A8=-5.91978E-005
第2面
k=-22.845
A4=-1.62962E-003,A6=-1.99626E-003,A8=2.79145E-004
第4面
k=0.772
A4=-8.20726E-004,A6=4.78855E-004,A8=-1.31587E-006
第5面
k=-12.895
A4=7.02001E-003,A6=-6.68812E-004,A8=8.01972E-005
第6面
k=-500.343
A4=-1.73515E-002,A6=1.11913E-003,A8=-3.86589E-005
第7面
k=-22.140
A4=-1.01389E-002,A6=6.37502E-004,A8=-8.51987E-006
第8面
k=0.116
A4=-7.26091E-003,A6=4.12288E-004,A8=-2.90347E-006,A10=-6.80648E-007
第9面
k=-3.126
A4=-7.01592E-003,A6=5.13313E-004,A8=-2.12271E-005,A10=4.58085E-007
第10面
k=0.000
A4=-2.71193E-003,A6=1.16011E-004,A8=-8.05369E-007,A10=-2.09596E-008,
A12=2.32647E-010
第11面
k=-5.123
A4=-2.33630E-003,A6=9.90708E-005,A8=-3.26987E-006,A10=5.79214E-008,
A12=-4.45282E-010

各種データ
焦点距離 8.04
像高 6.26
FNO. 2.4
半画角 38.2
fb(in air) 2.26
全長(in air) 11.89
数値実施例5
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.05
2* 18.240 2.55 1.53463 56.22
3* -4.789 0.14
4* 4.256 0.54 1.61417 25.64
5* 2.739 1.57
6* -7.848 0.41 1.61417 25.64
7* 27.834 0.07
8* 11.413 1.69 1.53463 56.22
9* -10.023 0.32
10* -12.401 1.41 1.53463 56.22
11* -2.845 0.22
12* 7.813 1.85 1.53463 56.22
13* 2.248 1.79
14 ∞ 0.30 1.51633 64.14
15 ∞ 0.52
像面(撮像面)∞

非球面データ
第2面
k=-6.285
A4=-2.19525E-003,A6=-3.79494E-004,A8=1.26995E-005
第3面
k=-1.588
A4=-3.15594E-003,A6=2.64848E-004,A8=-2.89378E-005
第4面
k=-5.424
A4=-1.20795E-002,A6=1.06469E-003,A8=-2.75149E-005
第5面
k=-3.157
A4=-7.58799E-003,A6=6.73165E-004,A8=-3.07519E-005
第6面
k=0.000
A4=-1.64859E-003,A6=5.48573E-004,A8=-3.28843E-005
第7面
k=-499.849
A4=-8.48572E-003,A6=7.66213E-004,A8=-1.57794E-005
第8面
k=0.000
A4=-7.02606E-003,A6=6.74698E-004,A8=-2.68141E-005,A10=4.15565E-007
第9面
k=-0.580
A4=-3.12001E-005,A6=-1.00213E-006,A8=-8.74190E-008
第10面
k=-1.000
A4=2.92977E-005,A6=4.40351E-006,A8=-2.16862E-007
第11面
k=-3.769
A4=-2.33962E-003,A6=2.16325E-004,A8=-1.03935E-005,A10=2.82379E-007
第12面
k=0.000
A4=-5.15215E-003,A6=1.48690E-004,A8=-3.69760E-006,A10=4.53188E-008,
A12=1.23889E-010
第13面
k=-3.819
A4=-2.17653E-003,A6=9.10850E-005,A8=-2.89245E-006,A10=4.75065E-008,
A12=-3.53763E-010

各種データ
焦点距離 8.02
像高 6.26
FNO. 2.4
半画角 37.9
fb(in air) 2.51
全長(in air) 13.28
数値実施例6
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.27
2* 5.735 1.91 1.48749 70.24
3* -8.847 0.15
4* 16.082 0.74 1.61420 25.59
5* 4.711 2.29
6* -17.153 1.86 1.53368 55.90
7* -2.591 1.26
8* -27.803 1.26 1.53368 55.90
9* 3.089 1.20
10 ∞ 0.30 1.51000 64.1
11 ∞ 0.82
像面(撮像面)∞

非球面データ
第2面
k=-0.866
A4=-1.85810E-003,A6=1.10257E-004,A8=-4.06953E-005,A10=1.69983E-006
第3面
k=0.945
A4=-1.26092E-003,A6=2.27912E-004,A8=-3.56347E-009,A10=-7.63453E-006
第4面
k=-86.369
A4=-2.11086E-003,A6=-3.22359E-004,A8=1.21442E-005,A10=6.34913E-006
第5面
k=-4.212
A4=1.22016E-004,A6=-4.64955E-004,A8=3.09367E-005,A10=2.96693E-006
第6面
k=-15.358
A4=-1.37513E-003,A6=1.55091E-004,A8=-4.20492E-006,A10=-5.37748E-007
第7面
k=-2.697
A4=-4.21554E-003,A6=2.28478E-004,A8=2.96097E-006,A10=-3.10477E-007
第8面
k=-80.122
A4=-1.53863E-003,A6=3.83601E-005,A8=1.88477E-006,A10=-5.61246E-008
第9面
k=-5.326
A4=-1.77475E-003,A6=4.67499E-005,A8=-9.62360E-007,A10=2.33688E-009

各種データ
焦点距離 8.71
像高 6.26
FNO. 2.4
半画角 36.3
fb(in air) 2.22
全長(in air) 11.69
次に、各実施例における条件式(1)〜(15)の値を掲げる。なお、ハイフン(-)は、該当する構成がないか、条件式を満足しないことを示している。
実施例1 実施例2 実施例3
(1)f/f3 -0.76 -0.65 -0.44
(2)(r1o+r1i)/(r1o-r1i) 0.16 0.30 -0.44
(3)1/νd3-1/νd4 0.021 0.021 0.021
(4)1/νd3-1/νda - - -
(5)fa/f 0.47 0.47 0.56
(6)Da/Damin 3.89 4.68 4.31
(7)fa12/f - - -
(8)D3/TL 0.005 0.005 0.049
(9)(r2o+r2i)/(r2o-r2i) 2.8 3.5 2.0
(10)1/νdmax-1/νd1 - 0.0022 -
(11)εce/2Y 1.12E-04 1.12E-04 1.04E-04
(12)|β|×Fno 0.129 0.129 0.129
(13)Di/2Y 0.095 0.093 0.089
(14)f/2Y 0.64 0.64 0.60
(15)Lp×Fno/2Y 2.7E-04 2.7E-04 2.5E-04
実施例4 実施例5 実施例6
(1)f/f3 -0.81 -0.81 -
(2)(r1o+r1i)/(r1o-r1i) 0.07 0.58 -0.21
(3)1/νd3-1/νd4 0.021 - -
(4)1/νd3-1/νda - 0.021 -
(5)fa/f 0.45 - 0.63
(6)Da/Damin 4.98 - 4.91
(7)fa12/f - 0.56 -
(8)D3/TL 0.021 0.005 -
(9)(r2o+r2i)/(r2o-r2i) 3.0 4.6 1.8
(10)1/νdmax-1/νd1 0.0022 0.0022 0.0035
(11)εce/2Y 1.20E-04 1.12E-04 1.12E-04
(12)|β|×Fno 0.129 0.128 0.139
(13)Di/2Y 0.088 0.080 0.099
(14)f/2Y 0.64 0.64 0.69
(15)Lp×Fno/2Y 2.7E-04 2.7E-04 2.7E-04
さて、以上のような本発明の撮像光学系は、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。
図13〜図15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13はデジタルカメラ40の外観を示す前方斜視図、図14は同後方斜視図、図15はデジタルカメラ40の光学構成を示す断面図である。
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、シャッターボタン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、デジタルカメラ40の上部に配置されたシャッターボタン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。
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。
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。
このように構成されたデジタルカメラ40によれば、単焦点の撮像光学系でありながら、電子ズームによって被写体の大きさや画角に変化が生じても、この変化に幅広く対応できる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。
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。
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16〜図18に示す。図16はパソコン300のカバーを開いた状態の前方斜視図、図17はパソコン300の撮影光学系303の断面図、図18は図16の側面図である。図16〜図18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。
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。
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。
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16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。
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。
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19に示す。図19(a)は携帯電話400の正面図、図19(b)は側面図、図19(c)は撮影光学系405の断面図である。図19(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、プッシュボタン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。
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。プッシュボタン403は、操作者が情報を入力するためのものである。モニター404は、操作者自身や通話相手等の撮影像や、電話番号等の情報を表示するためのものである。アンテナ406は、通信電波の送信と受信を行うためのものである。処理手段(不図示)は、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行ためのものである。
ここで、モニター404は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、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。
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。
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)とを一体化することが望ましい。
電子撮像素子を一体化することで、撮像光学系による光学像を電気信号化することがでる。また、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。
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。また、上記各実施例により示された形状枚数には必ずしも限定されない。また、上記各実施例において、カバーガラスCは必ずしも配置しなくても良い。また、各レンズ内又は各レンズ外に、上記各実施例に図示されていないレンズであって実質的に屈折力を有さないレンズを配置してもよい。
以上のように、本発明は、単焦点の撮像光学系でありながら、電子ズームによって被写体の大きさや画角に変化が生じても、この変化に幅広く対応できる撮像光学系及びそれを用いた撮像装置に適している。
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5レンズ
C カバーガラス
I 撮像面
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 シャッターボタン
46 フラッシュ
47 液晶表示モニター
48 レンズ
49 CCD
50 撮像面
51 画像処理手段
54 カバーレンズ
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 プッシュボタン
404 モニター
405 撮影光学系
406 アンテナ
407 撮影光路
500 オートフォーカス機構

Claims (34)

  1. 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、
    第3レンズと、
    第4レンズと、
    負の屈折力を有する第5レンズと、からなり、
    以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足することを特徴とする撮像光学系。
    −1.4<f/f3<0.2 (1)
    −0.7<(r1o+r1i)/(r1o−r1i)<0.7 (2)
    0.01<1/νd3−1/νd4<0.035 (3)
    但し、
    3は、前記第3レンズの焦点距離、
    fは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
    1oは、前記第1レンズの物体側面の近軸曲率半径、
    1iは、前記第1レンズの像側面の近軸曲率半径、
    νd3は、前記第3レンズのアッベ数、
    νd4は、前記第4レンズのアッベ数、
    である。
  2. 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、
    第3レンズと、
    第4レンズと、
    第5レンズと、
    負の屈折力を有する第6レンズと、からなり、
    以下の条件式(1)、(2)、(4)を満足することを特徴とする撮像光学系。
    −1.4<f/f3<0.2 (1)
    −0.7<(r1o+r1i)/(r1o−r1i)<0.7 (2)
    0.01<1/νd3−νda<0.035 (4)
    但し、
    3は、前記第3レンズの焦点距離、
    fは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
    1oは、前記第1レンズの物体側面の近軸曲率半径、
    1iは、前記第1レンズの像側面の近軸曲率半径、
    νd3は、前記第3レンズのアッベ数、
    νdaは、前記第4レンズのアッベ数と前記第5レンズのアッベ数の平均値、
    である。
  3. 前記第2レンズと前記第5レンズとの間に配置されたレンズは、正の屈折力を有し、
    前記正の屈折力を有するレンズは、前記第5レンズに隣接していることを特徴とする請求項1に記載の撮像光学系。
  4. 以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項3に記載の撮像光学系。
    0.2<fa/f<1.4 (5)
    但し、
    aは、前記正の屈折力を有するレンズの焦点距離、
    fは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
    である。
  5. 以下の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項3または4に記載の撮像光学系。
    2.5<Da/Damin<6 (6)
    但し、
    aは、前記正の屈折力を有するレンズの光軸上の厚さ、
    aminは、前記正の屈折力を有するレンズの厚さであって、光軸と平行に測ったときの厚さのうちの最も薄い厚さ、
    である。
  6. 前記第2レンズと前記第6レンズとの間に2つのレンズが配置され、
    前記2つのレンズの合成焦点距離が正であり、
    前記2つのレンズの一方は、前記第6レンズに隣接し、
    前記2つのレンズの他方は、前記一方のレンズに隣接していることを特徴とする請求項2に記載の撮像光学系。
  7. 以下の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項6に記載の撮像光学系。
    0.2<fa12/f<1.4 (7)
    但し、
    a12は、前記2つのレンズの合成焦点距離、
    fは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
    である。
  8. 以下の条件式(8)を満足することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の撮像光学系。
    0<D3/TL<0.08 (8)
    但し、
    3は、前記第3レンズの像側面から、前記第3レンズの像側に隣接するレンズの物体面までの光軸上の距離、
    TLは、前記第1レンズの面頂から像面までの距離、
    である。
  9. 以下の条件式(9)を満足することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の撮像光学系。
    0<(r2o+r2i)/(r2o−r2i)<7 (9)
    但し、
    2oは、前記第2レンズの物体側面の近軸曲率半径、
    2iは、前記第2レンズの像側面の近軸曲率半径、
    である。
  10. 前記第3レンズの像側面は非球面であって、
    前記非球面は、有効口径内において、面頂点とは別に、極値を示す形状を有することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の撮像光学系。
  11. 前記第1レンズの面頂より像側に、絞りが配置されていることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の撮像光学系。
  12. 前記撮像光学系を構成するレンズの面は、全て非球面であることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の撮像光学系。
  13. 以下の条件式(10)を満足することを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の撮像光学系。
    0.001<1/νdmax−1/νd1<0.004 (10)
    但し、
    νdmaxは、前記第1レンズより像側に配置されたレンズのアッベ数のうちの最大値、
    νd1は、前記第1レンズのアッベ数、
    である。
  14. 撮像素子と、請求項1から13のいずれか1項に記載の撮像光学系と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
  15. 撮像素子と、撮像光学系と、を備え、
    前記撮像光学系は、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、
    最も像側に配置され、負の屈折力を有するレンズと、を有し、
    以下の条件式(11)を満足することを特徴とする撮像装置。
    9×10-5<εce/2Y<1.6×10-4 (11)
    但し、
    εceは、軸上でのe線における点広がり関数の半値全幅、
    Yは、前記撮像素子の対角長の半分、
    である。
  16. 撮像素子と、撮像光学系と、を備え、
    前記撮像光学系は、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、
    最も像側に配置され、負の屈折力を有するレンズと、を有し、
    以下の条件式(12)を満足することを特徴とする撮像装置。
    0.12<|β|×Fno<0.18 (12)
    但し、
    βは、物体距離150mmにおける前記撮像光学系の結像倍率、
    Fnoは、前記撮像光学系のFナンバー、
    である。
  17. 撮像素子と、撮像光学系と、を備え、
    前記撮像光学系は、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、
    最も像側に配置され、負の屈折力を有するレンズと、を有し、
    前記撮像素子は、水平方向に4500以上の画素数を有し、
    以下の条件式(13)を満足することを特徴とする撮像装置。
    0.05<Di/2Y<0.1 (13)
    但し、
    iは、前記最も像側に配置されたレンズの像側面から像面までの距離であって、光軸と平行に測ったときの距離のうちの最も短い距離、
    Yは、前記撮像素子の対角長の半分、
    である。
  18. 4枚または5枚のレンズからなり、
    前記第2レンズと前記最も像側に配置されたレンズとの間に、正の屈折力を有するレンズを有し、
    前記正の屈折力を有するレンズは、前記最も像側に配置されたレンズに隣接していることを特徴とする請求項15から17のいずれか1項に記載の撮像装置。
  19. 以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項18に記載の撮像装置。
    0.2<fa/f<1.4 (5)
    但し、
    aは、前記正の屈折力を有するレンズの焦点距離、
    fは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
    である。
  20. 以下の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項18または19に記載の撮像装置。
    2.5<Da/Damin<6 (6)
    但し、
    aは、前記正の屈折力を有するレンズの光軸上の厚さ、
    aminは、前記正の屈折力を有するレンズの厚さであって、光軸と平行に測ったときの厚さのうちの最も薄い厚さ、
    である。
  21. 6枚のレンズからなり、
    前記第2レンズと前記最も像側に配置されたレンズとの間に2つのレンズが配置され、
    前記2つのレンズの合成焦点距離が正であり、
    前記2つのレンズの一方は、前記最も像側に配置されたレンズに隣接し、
    前記2つのレンズの他方は、前記一方のレンズに隣接していることを特徴とする請求項15から17のいずれか1項に記載の撮像装置。
  22. 以下の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項21に記載の撮像装置。
    0.2<fa12/f<1.4 (7)
    但し、
    a12は、前記2つのレンズの合成焦点距離、
    fは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
    である。
  23. 前記第2レンズの像側に、第3レンズと、第4レンズと、を有し、
    以下の条件式(1)、(3)を満足することを特徴とする請求項15から20のいずれか1項に記載の撮像装置。
    −1.4<f/f3<0.2 (1)
    0.01<1/νd3−1/νd4<0.035 (3)
    但し、
    3は、前記第3レンズの焦点距離、
    fは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
    νd3は、前記第3レンズのアッベ数、
    νd4は、前記第4レンズのアッベ数、
    である。
  24. 前記第2レンズの像側に、第3レンズと、第4レンズと、第5レンズと、を有し、
    以下の条件式(1)、(4)を満足することを特徴とする請求項15から17、21、22のいずれか1項に記載の撮像装置。
    −1.4<f/f3<0.2 (1)
    0.01<1/νd3−νda<0.035 (4)
    但し、
    3は、前記第3レンズの焦点距離、
    fは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
    νd3は、前記第3レンズのアッベ数、
    νdaは、前記第4レンズのアッベ数と前記第5レンズのアッベ数の平均値、
    である。
  25. 第3レンズを有し、
    以下の条件式(8)を満足することを特徴とする請求項15から24のいずれか1項に記載の撮像装置。
    0<D3/TL<0.08 (8)
    但し、
    3は、前記第3レンズの像側面から、前記第3レンズの像側に隣接するレンズの物体面までの光軸上の距離、
    TLは、前記第1レンズの面頂から像面までの距離、
    である。
  26. 以下の条件式(9)を満足することを特徴とする請求項15から25のいずれか1項に記載の撮像装置。
    0<(r2o+r2i)/(r2o−r2i)<7 (9)
    但し、
    2oは、前記第2レンズの物体側面の近軸曲率半径、
    2iは、前記第2レンズの像側面の近軸曲率半径、
    である。
  27. 第3レンズを有し、
    前記第3レンズの像側面は非球面であって、
    前記非球面は、有効口径内において、面頂点とは別に、極値を示す形状を有することを特徴とする請求項15から26のいずれか1項に記載の撮像装置。
  28. 以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項15から27のいずれか1項に記載の撮像装置。
    −0.7<(r1o+r1i)/(r1o−r1i)<0.7 (2)
    但し、
    1oは、前記第1レンズの物体側面の近軸曲率半径、
    1iは、前記第1レンズの像側面の近軸曲率半径、
    である。
  29. 前記第1レンズの面頂より像側に、絞りが配置されていることを特徴とする請求項15から28のいずれか1項に記載の撮像装置。
  30. 前記撮像光学系を構成するレンズの面は、全て非球面であることを特徴とする請求項15から29のいずれか1項に記載の撮像装置。
  31. 以下の条件式(10)を満足することを特徴とする請求項15から30のいずれか1項に記載の撮像装置。
    0.001<1/νdmax−1/νd1<0.004 (10)
    但し、
    νdmaxは、前記第1レンズより像側に配置されたレンズのアッベ数のうちの最大値、
    νd1は、前記第1レンズのアッベ数、
    である。
  32. 前記撮像光学系によって形成された像は、電子ズームによって1900画素×1080画素で、水平画角34°以下に相当する大きさに拡大することが可能であって、
    以下の条件式(14)を満足することを特徴とする請求項14から31のいずれか1項に記載の撮像装置。
    0.4<f/2Y<0.74 (14)
    但し、
    fは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
    Yは、前記撮像素子の対角長の半分、
    である。
  33. 以下の条件式(15)を満足することを特徴とする請求項14から32のいずれか1項に記載の撮像装置。
    1×10-4<Lp×Fno/2Y<4×10-4 (15)
    但し、
    pは、前記撮像素子の1画素の一辺の長さ、
    Fnoは、前記撮像光学系全系のFナンバー、
    Yは、前記撮像素子の対角長の半分、
    である。
  34. 前記撮像光学系がオートフォーカス機構と一体化していることを特徴とする請求項14から33のいずれか1項に記載の撮像装置。
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