JP2014157209A - 撮像光学系 - Google Patents
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Abstract
【課題】奥行きや配置スペースに限りのある小型電子機器に内蔵可能であって、倍率調整機能を備えた薄型の撮像光学系を提供する。
【解決手段】撮像光学系１０１は、倍率調整を可能とする倍率調整機能を備えた撮像光学系１０１であって、被写体側に光軸を９０°折曲げる機能を有したプリズムＰが配置され、光軸折曲手段の後方に順に、実像である中間像を生成する正のパワーを有した第１群Ｇ１と、軸外光束の方向を中心軸Ｏ側に屈折させる正のパワーを有した第２群Ｇ２と、中間像を撮像素子５０に結像させる正のパワーを有した第３群Ｇ３と、が少なくとも配置され、撮像素子の短方向の端点での光線束の光線高さを光学系全体で小さく抑える。
【選択図】図７
【解決手段】撮像光学系１０１は、倍率調整を可能とする倍率調整機能を備えた撮像光学系１０１であって、被写体側に光軸を９０°折曲げる機能を有したプリズムＰが配置され、光軸折曲手段の後方に順に、実像である中間像を生成する正のパワーを有した第１群Ｇ１と、軸外光束の方向を中心軸Ｏ側に屈折させる正のパワーを有した第２群Ｇ２と、中間像を撮像素子５０に結像させる正のパワーを有した第３群Ｇ３と、が少なくとも配置され、撮像素子の短方向の端点での光線束の光線高さを光学系全体で小さく抑える。
【選択図】図７
Description
本発明は、小型且つ薄型の電子機器に内蔵される撮像光学系に関する。
近年、携帯電話機やデジタルスチルカメラなど、小型の撮像光学系が内蔵された小型且つ薄型の電子機器（以下、小型電子機器と称す。）が増えている。小型電子機器では、レンズを配置するためのスペースや奥行きに制限があるため、固定焦点レンズを用いているものが多い。固定焦点レンズは、レンズ全長を５ｍｍ程度に抑えることができるため、小型電子機器に容易に内蔵させることができるからである。一方、ズームレンズは、ズーム倍率が３倍程度の場合にレンズ全長が２０ｍｍ程度となる。よって、ズームレンズを含む撮像光学系をそのまま小型電子機器に内蔵するのは困難な場合がある。そこで、ズームレンズを含む撮像光学系を奥行きやスペースが限られた小型の電子機器に内蔵するため、プリズムやミラーによって光路を９０度折曲げることがある。
例えば、特許文献１では、奥行きを小さくするためにプリズムで光路を９０度折曲げた撮像光学系の提案がなされている。この特許文献１の提案では、両端面を凹面としたプリズムを用いている。このようにプリズムの前面を凹面とすることにより、プリズムの前面に入射する光の光線高さを抑えることができ、プリズムの奥行きを小さくすることができる。
特許文献２では、プリズムの前方に凹レンズを配置した撮像光学系の提案がなされている。この提案でも特許文献１と同様に、プリズムの前方に凹レンズを配置することでプリズムの前面に入射する光の光線高さを抑えることができ、プリズムの奥行きを小さくすることができる。
特許文献３では、収納時にプリズムを４５度回転させ収納時の奥行きを減らす提案がなされている。また、特許文献４では、プリズムの前面や前方に凹面又は凹レンズを設けていない撮像光学系の提案がなされている。
上述したように、小型電子機器に内蔵される撮像光学系は、収納スペースや奥行きに制限があるためにプリズムやミラーを用いて光路を９０度折曲げることが多々ある。また、小型電子機器は薄型であるため、中心軸に対する光線高さを低く抑える必要がある。
これらの課題を解決するため、上記特許文献１や特許文献２のように、プリズムの入射面及び又は射出面を凹レンズとして形成したり、プリズムの前方に凹レンズを配置したりすることがある。しかしながら、特許文献１や特許文献２の発明では、前面を凹面としたプリズムや、プリズムの前方に配置した凹レンズの厚みのため、撮像光学系の中心軸に対する光線高さを縮小したとしても小型の電子機器におけるレンズの収納スペースに撮像光学系を収納することが困難であると言う問題点がある。例えば、特許文献２のように、プリズムの前方に凹レンズを配置した場合、出願人の調査によれば、対角寸法５．６９ｍｍの撮像素子に対して凹レンズの厚みが１．２ｍｍ、プリズムの厚みが４．０ｍｍであり、合わせて５．２ｍｍの厚みになってしまう。このような光学系の外側にはレンズ枠なとの機械部品がさらに必要なため、これらの機械部品を含めた撮像光学系を小型電子機器における収納スペースに収納することが困難である。
この問題点を解決するため、上記特許文献３では、収納時にプリズムを４５度回転させ、収納時の奥行きを減らす提案がなされている。しかしながら、特許文献３の発明では、撮影のためにプリズムを回転させたときの位置決めに高い精度が要求されるという問題点がある。
上記特許文献４では、プリズムの前面や前方に凹面又は凹レンズを設けていない撮像光学系の提案がなされている。しかしながら、この撮像光学系は、ワイドでの画角が狭いという問題点があり、現在の市場の要求を満たすことはできない。
プリズムにパワーを設けず、或いは、プリズムの前方に凹レンズを設けることなく、プリズムの大きさを抑える方法としては、プリズムの近傍に絞りを設けることが考えられる。しかしながら、プリズムの近傍に絞りを配置すると、後群のレンズ径が大きくなるという問題点が新たに生じてしまう。
本発明は、Ｖ端（撮像素子の短方向の端点）での光線束の光線高さを光学系全体で小さく抑えることで被写体方向の厚みを薄くした撮像光学系であって、倍率調整機能を備えた撮像光学系を提供することを目的としている。
本発明の撮像光学系は、倍率調整を可能とする倍率調整機能を備えた撮像光学系である。この撮像光学系は、被写体側に光軸を折曲げる機能を有した光軸折曲手段を備えている。また、撮像光学系は、光軸折曲手段の後方に順に、実像である中間像を生成する正のパワーを有した第１群と、軸外光束の方向を中心軸側に屈折させる正のパワーを有した第２群と、中間像を撮像素子に結像させる正のパワーを有した第３群と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
本発明によれば、Ｖ端での光線束の光線高さを光学系全体で小さく抑えることで被写体方向の厚みを薄くした撮像光学系であって、倍率調整機能を備えた撮像光学系を提供することができる。
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に述べる。
撮像素子５０は、図１（ａ）に示すように、縦方向Ｖ（短方向）と横方向Ｈ（長方向）の長さの比が３：４の形状であり、Ｖ方向の端をＶ端と呼ぶ。Ｖ端という言葉は、Ｖ方向の端辺の全体を示す場合と、Ｖ方向の端辺の中点を示す場合があるが、以後の記述においては、後者の意味に用いる。図１（ｂ）では、画面の４隅と上下Ｖ端の光線束を示している。このように、光学面の有効範囲は軸対称ではない。レンズは、軸対称に成型せずに、撮像素子５０のＶ方向に相当する方向の上下をカットすることによって、上下方向の寸法を小さく抑えることができる。図１（ｂ）に示すように、光線束の上下方向の限界は、画面の４隅と上下のＶ端で、ほとんど変わらないという性質があるので、レンズの上下方向の寸法は、Ｖ端の光線束の上下方向の光線高さで決まると考えて差し支えない。なお、撮像素子５０のＶ方向とＨ方向の長さの比は、ハイディフィニション（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）の場合９：１６となる。すなわち、Ｖ：Ｈが３：４という比や９：１６という比に限定されるものではない。
撮像素子５０は、図１（ａ）に示すように、縦方向Ｖ（短方向）と横方向Ｈ（長方向）の長さの比が３：４の形状であり、Ｖ方向の端をＶ端と呼ぶ。Ｖ端という言葉は、Ｖ方向の端辺の全体を示す場合と、Ｖ方向の端辺の中点を示す場合があるが、以後の記述においては、後者の意味に用いる。図１（ｂ）では、画面の４隅と上下Ｖ端の光線束を示している。このように、光学面の有効範囲は軸対称ではない。レンズは、軸対称に成型せずに、撮像素子５０のＶ方向に相当する方向の上下をカットすることによって、上下方向の寸法を小さく抑えることができる。図１（ｂ）に示すように、光線束の上下方向の限界は、画面の４隅と上下のＶ端で、ほとんど変わらないという性質があるので、レンズの上下方向の寸法は、Ｖ端の光線束の上下方向の光線高さで決まると考えて差し支えない。なお、撮像素子５０のＶ方向とＨ方向の長さの比は、ハイディフィニション（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）の場合９：１６となる。すなわち、Ｖ：Ｈが３：４という比や９：１６という比に限定されるものではない。
小型電子機器に内蔵する撮像光学系では、光学系の被写体方向の奥行きを小さくするため、被写体方向と撮像素子５０のＶ方向を一致させる、すなわち、プリズムやミラーで光線束を９０度折曲げることがある。被写体方向と撮像素子５０のＶ方向を一致させた場合、光学系の被写体方向の奥行きを決めるのはＶ端に対応する光線束の中心軸に対する光線高さである。そこで、本発明は、Ｖ端の光線束の中心軸に対する光線高さを低く抑えることにより、撮像光学系の被写体方向の厚みを薄くすることを特徴とする。以下、この撮像光学系についてさらに詳しく述べる。
本実施形態に係る撮像光学系は、倍率調整機能（ズーミング機能）を備えた光学系である。この撮像光学系は、被写体側の端部（前方）にプリズムやミラーなどの光軸折曲手段を備える。そして、撮像光学系は、光軸折曲手段の後方に、実像である中間像を生成する機能を有する正のパワーを有したレンズ群と、軸外光束を中心軸側（中心軸方向）に屈折させる機能を有する正のパワーを有したレンズ群と、中間像を撮像素子に結像させる機能を有する正のパワーを有したレンズ群と、を少なくとも備える。
軸外光束を中心軸方向に屈折させる機能を有する正のパワーを有したレンズ群は、中間像が形成される位置の近傍に配置されている。すなわち、本実施形態に係る撮像光学系では、プリズムやミラーから射出された光線束の光線高さが高くなる前に中間像を形成し、さらに、この中間像が形成される位置の近傍で軸外光束を中心軸方向に屈折させることで、光学系全体での光線高さを低く抑えている。
また、本実施形態の撮像光学系は、中間像が生成されるため、絞りの中心を通る光線である主光線と中心軸（光軸）が中間像の前後の２箇所で交差する。よって、絞りは、前記中間像の前後の２箇所のいずれかの位置に配置されることとなる。
このような構成の本実施形態における撮像光学系によれば、Ｖ端の光線高さを低く抑えることができる。一般に、すべての面における光線高さがＶ方向の画面サイズより等しいか小さければ、それ以上光学系を薄く（被写体方向の厚みを薄く）することができない。言い換えれば、その場合にはＶ方向の画面サイズで光学系の厚さが決まるため、光学系中でのＶ端の光線高さをそれ以上低くする必要はない。すなわち、Ｖ端の光線高さを低く抑えることができれば、Ｖ端の光線束を切らないようにレンズを切断することもでき、光学系全体を薄くすることが可能である。
このように、本実施形態における撮像光学系によれば、光軸折曲手段の前方に厚みのある凹レンズを配置したり、光軸折曲手段であるプリズムの前面に負のパワーを持たせたりすることなく、撮像光学系の薄型化を実現できる。すなわち、本実施形態によれば、厚みのある凹レンズや厚みの増した光軸折曲手段（プリズム）を用いることなく撮像光学系の薄型化や小型化を実現できるため、スペースに限りのある小型電子機器に容易に内蔵可能な撮像光学系を提供できることとなる。
また、本実施形態における撮像光学系は、上述したように、光線高さが高くなる前に中間像を形成し、且つ、軸外光束を中心軸方向に屈折させるため、Ｖ端の光線高さを低く抑えることができる。そして、Ｖ端の光線高さを低く抑えることにより、撮像光学系の薄型化を実現できる。
なお、レンズ群としているが、必ずしも複数のレンズで構成する必要はなく、上記各機能を実現できるのであれば各群を一枚のレンズで構成してもよい。また、上記３つの機能を実現する各レンズ群が倍率調整（ズーミング）用移動群として必ずしも独立したレンズ群である必要はなく、中間像を生成する機能と軸外の光線束を軸方向に屈折させる機能とを有した移動群など、一つのレンズ群に複数の機能を持たせてもよい。また、上記レンズ群の前方（被写体側）や後方（撮像素子側）に固定したレンズ群を配置してもよい。さらに、光軸折曲手段の前方に、フィルタや防護ガラスなど、厚みのわずかな光学部品を配置してもよい。なお、以下の説明では、被写体側を前方、撮像素子側を後方として述べる。
（第１の実施の形態）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像光学系１の近軸関係を示す図である。図２（ａ）は広角端（ワイド端）、（ｂ）は中間倍率、（ｃ）は望遠端（テレ端）を表している。なお、以下の図においては、近軸光線として、撮像素子５０の中心（画面の中心）に投影される光線束と、一つのＶ端の光線束と、を表示している。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像光学系１の近軸関係を示す図である。図２（ａ）は広角端（ワイド端）、（ｂ）は中間倍率、（ｃ）は望遠端（テレ端）を表している。なお、以下の図においては、近軸光線として、撮像素子５０の中心（画面の中心）に投影される光線束と、一つのＶ端の光線束と、を表示している。
図２に示すように、第１の実施の形態に係る撮像光学系１は、前端に光軸折曲手段としてのプリズムＰを備え、プリズムＰの後方に絞りＳと正のパワーを有した可動レンズ群とからなる第１群Ｇ１を備える。また、撮像光学系１は、第１群Ｇ１の後方に、正のパワーを有した可動レンズ群である第２群Ｇ２を備え、第２群Ｇ２の後方には正のパワーを有した可動レンズ群である第３群Ｇ３を備える。さらに撮像光学系１は、第３群Ｇ３の後方に赤外線フィルタＩＲＦを備え、赤外線フィルタＩＲＦの後方にＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子５０を備える。なお、図２においては、各群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３のレンズ群を一枚の薄肉レンズで模式して示しており、他の実施形態における図３〜図６に関しても同様である。これらの模式図は各群のパワーが正であること、中間像のおおまかな位置、各群が可動が固定か、および、各群の連動関係を示すためのものであり、各群のパワーの値や各群の位置に限定されるものではない。
プリズムＰは、入射面から入射した光線束を９０度折曲げて射出面から射出する光軸折曲手段である。図においては、光線束の進行状況を分かりやすくするためプリズムＰは平面レンズとして記載しているが、実際は光線束を折曲げることが可能なプリズムである。なお、光軸折曲手段はプリズムに限定されずミラーなどを用いてもよい。光軸折曲手段がプリズムに限定されずミラーなどを用いてもよいことは、以下で記述する、第２から第５までの実施の形態においても同様である。
第１群Ｇ１は、プリズムＰに近い側に絞りＳが配置され、絞りＳと正のパワーを有した可動レンズ群との間の距離は一定とされている。この第１群Ｇ１は、中間像ＩＩを生成する機能を有しており、第１群Ｇ１の後方で中間像ＩＩが生成される。
第２群Ｇ２は、第１群Ｇ１で生成される中間像ＩＩの近傍に配置されており、軸外光束を内側（中心軸Ｏ方向）に屈折させる機能を有している。また、第２群Ｇ２は、第１群Ｇ１で生成される中間像ＩＩをリレーする機能を備えている。言い換えれば、第２群Ｇ２は、中間像ＩＩをリレーする機能の一部を受け持っている。
第３群Ｇ３は、（第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３の中で）最も撮像素子５０側に配置されており、第２群Ｇ２で屈折した光線束を撮像素子５０に結像させる機能を有する。
そして、本実施形態の撮像光学系１では、第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３の３つのレンズ群を軸に沿って動かしてズーミングを行い、第１群Ｇ１を軸に沿って動かしてフォーカシング（焦点調整）を行う。すなわち、本実施形態の撮像光学系１は、倍率調整機能と焦点調整機能を備えている。
次に、撮像光学系１における各群のパワー配分について述べる。撮像光学系１において全体の焦点距離は、中間像ＩＩが一つあるため負になる。第２群Ｇ２は中間像付近に置かれるため、第２群Ｇ２による結像倍率は１程度になる。中間像ＩＩと最終結像の大きさの比はワイド端で−１程度のため、第３群Ｇ３による結像倍率はワイド端で−１程度となる。全体の焦点距離は第１群Ｇ１の焦点距離と第２群Ｇ２による結像倍率と第３群Ｇ３による結像倍率の積のため、第１群Ｇ１の焦点距離はワイド端での全体の焦点距離と同程度の大きさとなる（逆符号）。
第２群Ｇ２の焦点距離は、第３群Ｇ３に対する入射瞳位置を決める働きを持ち、第３群Ｇ３に対する入射瞳位置から光学系全体の射出瞳位置が決まる。光学系全体の射出瞳位置は、撮像素子５０への主光線の入射方向を左右する。そして、撮像素子５０への主光線の入射方向には撮像素子５０ごとに条件がある。その意味で第２群Ｇ２の焦点距離の範囲には広い可能性がある。また、非球面を多用する光学系では、画面周辺部での撮像素子５０への主光線の入射方向が近軸射出瞳位置だけから一義的に決まるものではない。この面からも、第２群Ｇ２の焦点距離の範囲は広い可能性がある。
第３群Ｇ３の焦点距離は、中間像ＩＩから最終結像までの距離を決める機能を持つ。すなわち、第３群Ｇ３の焦点距離が長くなれば光学系全体の全長が長くなり、第３群Ｇ３の焦点距離が短くなれば光学系全体の全長が短くなる。光学系全体の全長は短い方が良いが、第３群Ｇ３の焦点距離が小さくなれば発生する収差量が増えるため、第３群Ｇ３の適当な焦点距離は、光学系の大きさと性能への要求のバランスから決まる。さらに第２群Ｇ２が中間像ＩＩをリレーする機能の一部を受け持っているため、第３群Ｇ３の焦点距離には第２群Ｇ２の働きによる影響が生じる。
以上の諸要素から各群のパワー配置は以下のように条件付けられる。表１の数値は、各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜で算出した数値である。ここで記号｜は絶対値を意味する。
表１に示すように、第１群Ｇ１は、最小で０．５、最大で３．０とするのが好適である。第２群Ｇ２は、最小で０．５、最大ではＩＮＦＩＮＩＴＹ（無限）、すなわち、０．５以上とするのが好適である。第３群Ｇ３は、最小で０．５、最大で１．５とするのが好適である。なお、この表１の数値に限定されるわけではない。
（表１）
最小値 最大値
第１群Ｇ１ 0.5 3.0
第２群Ｇ２ 0.5 INFINITY
第３群Ｇ３ 0.5 1.5
最小値 最大値
第１群Ｇ１ 0.5 3.0
第２群Ｇ２ 0.5 INFINITY
第３群Ｇ３ 0.5 1.5
本実施形態における撮像光学系１では、第１群Ｇ１で中間像を生成し、第２群Ｇ２で軸外光束を内側に屈折させるため、Ｖ端における光線高さを低く抑えることができる。すなわち、本実施形態によれば、Ｖ端における光線高さを低く抑えることができるため、被写体方向の厚みが薄い、薄型の撮像光学系１を提供できることとなる。
また、本実施形態における撮像光学系１では、３つのレンズ群をズーミングのために独立に動かす構成であるため、設計に対する自由度が高いという効果がある。
なお、本実施形態では、絞りＳを第１群Ｇ１に配置しているが、この位置に限定されるものではない。上述したように、本発明では中間像ＩＩを生成するため、絞りＳを配置可能な場所は２箇所存在することとなる。よって、絞りＳは、中間像ＩＩの前方である第１群Ｇ１又はプリズムＰの後面、或いは、中間像ＩＩの後方である第３群Ｇ３に配置することができる。
中間像ＩＩの前方に絞りを配置する場合と、中間像ＩＩの後方に絞りを配置する場合の、光学系にとっての主要な効果の違いは、絞り径を固定してズーミングを行なった場合のＦＮＯ（光学系の明るさ）の変動量の違いである。絞り径を固定してズーミングを行なった場合、ワイド端からテレ端に向けてＦＮＯは徐々に大きく（つまり、光学系は暗く）なっていく。そして、中間像ＩＩの後方に絞りを配置する場合の方が、中間像ＩＩの前方に絞りを配置する場合よりも、一般的にＦＮＯの変動量が小さい。どの程度のＦＮＯの変動量が好ましいかは、それぞれの光学系の目的および用途に応じて決まる問題であり、それに従って、どの場所に絞りを配置するかが選ばれることになる。
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態における撮像光学系１１の近軸関係を示す。図３（ａ）は広角端（ワイド端）、（ｂ）は中間倍率、（ｃ）は望遠端（テレ端）を表している。なお、上記第１の実施の形態と共通するものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図３は、本発明の第２の実施の形態における撮像光学系１１の近軸関係を示す。図３（ａ）は広角端（ワイド端）、（ｂ）は中間倍率、（ｃ）は望遠端（テレ端）を表している。なお、上記第１の実施の形態と共通するものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
上記第１の実施の形態では、３つのレンズ群をズーミングのために独立に動かす構成としていたが、本実施形態では、３つのレンズ群のうちの１つのレンズ群をズーミングに使わずに固定することで変倍機構を簡素化したことを特徴としている。すなわち、本実施形態の撮像光学系１１では、第１群Ｇ１をズーミングに使わずに、フォーカシングのためだけに移動させることを特徴としている。以下、本実施形態の撮像光学系１１に関して詳しく述べる。
図３に示すように、本実施の形態における撮像光学系１１は、前端に光軸折曲手段としてのプリズムＰを備え、このプリズムＰの後面に絞りＳが形成されている。また、撮像光学系１１は、プリズムＰの後方に、正のパワーを有した可動レンズ群である第１群Ｇ１を備え、第１群Ｇ１の後方に、正のパワーを有した可動レンズ群である第２群Ｇ２、正のパワーを有した可動レンズ群である第３群Ｇ３を順に備える。さらに撮像光学系１１は、第３群Ｇ３の後方に赤外線フィルタＩＲＦ及び撮像素子５０を備える。
第１群Ｇ１は、第１の実施の形態と同様に中間像ＩＩを生成する機能を有しており、第１群Ｇ１の後方で中間像ＩＩが生成される。
第２群Ｇ２も第１の実施の形態と同様に、第１群Ｇ１で生成される中間像ＩＩの近傍に配置されており、軸外光束を内側（軸方向）に屈折させる機能を有している。また、第２群Ｇ２は、第１群Ｇ１で生成される中間像ＩＩをリレーする機能を備えている。言い換えれば、第２群Ｇ２は、中間像ＩＩをリレーする機能の一部を受け持っている。
第３群Ｇ３も第１の実施の形態と同様に（第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３の中で）最も撮像素子５０側に配置されており、第２群Ｇ２で屈折した光線束を撮像素子５０に結像させる機能を有する。
そして、本実施形態の撮像光学系１１では、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３の２つのレンズ群を軸に沿って動かしてズーミングを行い、第１群Ｇ１を軸に沿って動かすことでフォーカシングを行う。すなわち、本実施形態の撮像光学系１１は、倍率調整機能と焦点調整機能を備えており、第１群Ｇ１は、フォーカシング時のみ軸に沿って移動する。
次に、撮像光学系１１における各群のパワー配分（各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜）について述べる。表２に示すように第１群Ｇ１は、最小で０．５、最大で３．０とするのが好適である。第２群Ｇ２は、最小で０．５、最大ではＩＮＦＩＮＩＴＹとするのが好適である。第３群Ｇ３は、最小で０．５、最大で１．５とするのが好適である。なお、この表２の数値に限定されるわけではない。
（表２）
最小値 最大値
第１群Ｇ１ 0.5 3.0
第２群Ｇ２ 0.5 INFINITY
第３群Ｇ３ 0.5 1.5
最小値 最大値
第１群Ｇ１ 0.5 3.0
第２群Ｇ２ 0.5 INFINITY
第３群Ｇ３ 0.5 1.5
本実施形態における撮像光学系１１では、第１群Ｇ１で中間像を生成し、第２群Ｇ２で軸外光束を内側に屈折させるため、Ｖ端の光線束の光線高さを低く抑えることができ、被写体方向の厚みが薄い、薄型の撮像光学系１１を提供できることとなる。また、本実施形態の撮像光学系１１は、フォーカシングがズーミングから分離されているのでフォーカシングの制御が単純化できるという利点がある。
なお、本実施形態では、絞りＳをプリズムＰの後面に配置しているが、この位置に限定されるものではない。上述したように、本発明では中間像ＩＩを生成するため、絞りＳを配置可能な場所は２箇所存在することとなる。よって、絞りＳは、中間像ＩＩの前方である第１群Ｇ１又はプリズムＰの後面、或いは、中間像ＩＩの後方である第３群Ｇ３に配置することができる。
（第３の実施の形態）
図４は、本発明の第３の実施の形態における撮像光学系２１の近軸関係を示す図である。図４（ａ）は広角端（ワイド端）、（ｂ）は中間倍率、（ｃ）は望遠端（テレ端）を表している。なお、上記他の実施の形態と共通するものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態における撮像光学系２１は、３つのレンズ群のうちの２つのレンズ群を連結して、一体として移動させることを特徴とする。すなわち、本実施形態では、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２を連結していることを特徴とする。以下、本実施形態の撮像光学系２１について詳しく述べる。
図４は、本発明の第３の実施の形態における撮像光学系２１の近軸関係を示す図である。図４（ａ）は広角端（ワイド端）、（ｂ）は中間倍率、（ｃ）は望遠端（テレ端）を表している。なお、上記他の実施の形態と共通するものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態における撮像光学系２１は、３つのレンズ群のうちの２つのレンズ群を連結して、一体として移動させることを特徴とする。すなわち、本実施形態では、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２を連結していることを特徴とする。以下、本実施形態の撮像光学系２１について詳しく述べる。
図４に示すように、本実施の形態における撮像光学系２１は、前端に光軸折曲手段としてのプリズムＰを備える。また、撮像光学系２１は、プリズムＰの後方に、正のパワーを有した可動レンズ群である第１群Ｇ１及び第２群Ｇ２を備え、第２群Ｇ２の後方に正のパワーを有した可動レンズ群である第３群Ｇ３を備える。第１群Ｇ１と第２群Ｇ２は、間隔が固定されて前群ＧＦを構成し、第３群Ｇ３は後群ＧＲを構成している。さらに撮像光学系２１は、第３群Ｇ３（後群ＧＲ）の後方に赤外線フィルタＩＲＦ及び撮像素子５０を備える。
第１群Ｇ１は、上記第１及び第２の実施の形態と同様に中間像ＩＩを生成する機能を有しており、第１群Ｇ１の後方で中間像ＩＩが生成される。第２群Ｇ２も上記第１及び第２の実施の形態と同様に、第１群Ｇ１で生成される中間像ＩＩの近傍に配置されており、軸外光束を内側（軸方向）に屈折させる機能を有している。第２群Ｇ２も上記他の実施形態と同様に、第１群で生成される中間像ＩＩをリレーする機能を備えている。言い換えれば、第２群Ｇ２は、中間像ＩＩをリレーする機能の一部を受け持っている。
第３群Ｇ３（後群ＧＲ）も上記他の実施の形態と同様に（第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３の中で）最も撮像素子５０側に配置されており、第２群Ｇ２で屈折した光線束を撮像素子５０に結像させる機能を有する。また、本実施形態では、第３群Ｇ３に絞りＳが配置されている。
すなわち、本実施の形態における撮像光学系２１は、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２により構成される前群ＧＦと、第３群Ｇ３により構成される後群ＧＲと、からなる。そして、前群ＧＦが中間像を形成する機能、軸外光束を内側に屈折させる機能、および中間像ＩＩをリレーする機能の一部を備えている。なお、前群ＧＦを第１群Ｇ１と第２群Ｇ２とからなるとして説明したが、実際の光学系においては必ずしも第１群Ｇ１と第２群Ｇ２とをはっきりと区分けする必要はない。すなわち、中間像ＩＩを生成する機能、及び、軸外光束を内側に屈折させる機能を有した前群ＧＦと、中間像ＩＩを撮像素子５０に結像させる後群ＧＲと、を備えていればよい。
そして、本実施形態の撮像光学系２１では、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２により構成される前群ＧＦと、第３群Ｇ３である後群ＧＲとを軸に沿って動かしてズーミングを行い、前群ＧＦの全体を軸に沿って動かしてフォーカシングを行う。すなわち、本実施形態の撮像光学系２１は、倍率調整機能と焦点調整機能を備えている。
次に、撮像光学系２１における各群のパワー配分（各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜）について述べる。表３に示すように前群ＧＦは、最小で０．５、最大で３．０とするのが好適である。後群ＧＲは、最小で０．５、最大で１．５とするのが好適である。なお、この表３の数値に限定されるわけではない。
（表３）
最小値 最大値
前群ＧＦ 0.5 3.0
後群ＧＲ 0.5 1.5
最小値 最大値
前群ＧＦ 0.5 3.0
後群ＧＲ 0.5 1.5
本実施形態における撮像光学系２１では、前群ＧＦで中間像を生成し、且つ、軸外光束を内側に屈折させるため、Ｖ端の光線束の光線高さを低く抑えることができ、被写体方向の厚みが薄い、薄型の撮像光学系２１を提供できることとなる。また、この本実施形態の撮像光学系２１は、前群ＧＦと後群ＧＲとにより構成されるため、移動群が２つなので機構が単純化できるという利点がある。
なお、本実施形態では、絞りＳを第３群Ｇ３に配置しているが、この位置に限定されるものではない。上述したように、本発明では中間像ＩＩを生成するため、絞りＳを配置可能な場所は２箇所存在することとなる。よって、絞りＳは、中間像ＩＩの前方である第１群Ｇ１又はプリズムＰの後面、或いは、中間像ＩＩの後方である第３群Ｇ３に配置することができる。
（第４の実施の形態）
図５は、本発明の第４の実施の形態における撮像光学系３１の近軸関係を示す図である。図５（ａ）は広角端（ワイド端）、（ｂ）は中間倍率、（ｃ）は望遠端（テレ端）を表している。なお、上記他の実施の形態と共通するものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では第２群Ｇ２を固定してズーミングを行うことにより変倍機構を簡素化することを特徴とする。以下、本実施形態の撮像光学系３１について詳しく述べる。
図５は、本発明の第４の実施の形態における撮像光学系３１の近軸関係を示す図である。図５（ａ）は広角端（ワイド端）、（ｂ）は中間倍率、（ｃ）は望遠端（テレ端）を表している。なお、上記他の実施の形態と共通するものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では第２群Ｇ２を固定してズーミングを行うことにより変倍機構を簡素化することを特徴とする。以下、本実施形態の撮像光学系３１について詳しく述べる。
図５に示すように、本実施の形態における撮像光学系３１は、前端に光軸折曲手段としてのプリズムＰを備える。また、撮像光学系３１は、プリズムＰの後方に、正のパワーを有した可動レンズ群である第１群Ｇ１を備え、第１群Ｇ１の後方に正のパワーを有した固定レンズ群である第２群Ｇ２を備え、第２群Ｇ２の後方に正のパワーを有した可動レンズ群である第３群Ｇ３を備える。さらに撮像光学系３１は、第３群Ｇ３の後方に赤外線フィルタＩＲＦ及び撮像素子５０を備える。
第１群Ｇ１は、上記他の実施の形態と同様に中間像ＩＩを生成する機能を有しており、第１群Ｇ１の後方で中間像ＩＩが生成される。
本実施形態における第２群Ｇ２は、固定されている。また、第２群Ｇ２は、上記他の実施の形態と同様に第１群Ｇ１で生成される中間像ＩＩの近傍に配置されており、軸外光束を内側（軸方向）に屈折させる機能を有している。また、第２群Ｇ２は、第１群Ｇ１で生成される中間像ＩＩをリレーする機能を備えている。言い換えれば、第２群Ｇ２は、中間像ＩＩをリレーする機能の一部を受け持っている。
第３群Ｇ３も上記他の実施の形態と同様に（第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３の中で）最も撮像素子５０側に配置されており、第２群Ｇ２で屈折した光線束を撮像素子５０に結像させる機能を有する。また、本実施形態では、第３群Ｇ３に絞りＳが配置されている。
そして、本実施形態の撮像光学系３１では、第１群Ｇ１と第３群Ｇ３を軸に沿って動かしてズーミングを行い、第１群Ｇ１を軸に沿って動かしてフォーカシングを行う。すなわち、本実施形態の撮像光学系３１は、倍率調整機能と焦点調整機能を備えている。
次に、撮像光学系３１における各群のパワー配分（各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜）について述べる。表４に示すように第１群Ｇ１は、最小で０．５、最大で３．０とするのが好適である。第２群Ｇ２は、最小で０．５、最大ではＩＮＦＩＮＩＴＹとするのが好適である。第３群Ｇ３は、最小で０．５、最大で１．５とするのが好適である。なお、この表４の数値に限定されるわけではない。
（表４）
最小値 最大値
第１群Ｇ１ 0.5 3.0
第２群Ｇ２ 0.5 INFINITY
第３群Ｇ３ 0.5 1.5
最小値 最大値
第１群Ｇ１ 0.5 3.0
第２群Ｇ２ 0.5 INFINITY
第３群Ｇ３ 0.5 1.5
本実施形態における撮像光学系３１では、第１群Ｇ１で中間像ＩＩを生成し、第２群Ｇ２で軸外光束を内側に屈折させるため、Ｖ端の光線束の光線高さを低く抑えることができ、被写体方向の厚みが薄い、薄型の撮像光学系３１を提供できることとなる。また、この本実施形態の撮像光学系３１は、移動群が２つなので機構を単純化できるという利点があり、また第２群Ｇ２が固定なので移動群の重量が少ないという利点がある。
なお、本実施形態では、絞りＳを第３群Ｇ３に配置しているが、この位置に限定されるものではない。上述したように、本発明では中間像ＩＩを生成するため、絞りＳを配置可能な場所は２箇所存在することとなる。よって、絞りＳは、中間像ＩＩの前方である第１群Ｇ１又はプリズムＰの後面、或いは、中間像ＩＩの後方である第３群Ｇ３に配置することができる。
（第５の実施の形態）
図６は、本発明の第５の実施の形態における撮像光学系４１の近軸関係を示す図である。図６（ａ）は広角端（ワイド端）、（ｂ）は中間倍率、（ｃ）は望遠端（テレ端）を表している。なお、上記他の実施の形態と共通するものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態における撮像光学系４１は、第１群Ｇ１と第３群Ｇ３を連結してズーミングを行うことにより変倍機構を簡素化することを特徴とする。さらに、本実施形態の撮像光学系４１では第２群Ｇ２を固定としていることも特徴とする。
図６は、本発明の第５の実施の形態における撮像光学系４１の近軸関係を示す図である。図６（ａ）は広角端（ワイド端）、（ｂ）は中間倍率、（ｃ）は望遠端（テレ端）を表している。なお、上記他の実施の形態と共通するものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態における撮像光学系４１は、第１群Ｇ１と第３群Ｇ３を連結してズーミングを行うことにより変倍機構を簡素化することを特徴とする。さらに、本実施形態の撮像光学系４１では第２群Ｇ２を固定としていることも特徴とする。
図６に示すように、本実施の形態における撮像光学系４１は、前端に光軸折曲手段としてのプリズムＰを備える。また、撮像光学系４１は、プリズムＰの後方に、正のパワーを有した可動レンズ群である第１群Ｇ１を備え、第１群Ｇ１の後方に正のパワーを有した固定レンズ群である第２群Ｇ２を備え、第２群Ｇ２の後方に正のパワーを有した可動レンズ群である第３群Ｇ３を備える。さらに撮像光学系４１は、第３群Ｇ３の後方に赤外線フィルタＩＲＦ及び撮像素子５０を備える。プリズムＰの後面には、絞りＳが配置されている。
第１群Ｇ１は、上記他の実施の形態と同様に中間像ＩＩを生成する機能を有しており、第１群Ｇ１の後方で中間像ＩＩが生成される。
本実施形態における第２群Ｇ２は固定されている。また、第２群Ｇ２は、上記他の実施の形態と同様に第１群Ｇ１で生成される中間像ＩＩの近傍に配置されており、軸外光束を内側（軸方向）に屈折させる機能を有している。また、第２群Ｇ２は、第１群で生成される中間像ＩＩをリレーする機能を備えている。言い換えれば、第２群Ｇ２は、中間像ＩＩをリレーする機能の一部を受け持っている。
第３群Ｇ３も上記各実施の形態と同様に（第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３の中で）最も撮像素子５０側に配置されており、第２群Ｇ２で屈折した光線束を撮像素子５０に結像させる機能を有する。
そして、本実施形態の撮像光学系４１では、第２群Ｇ２を固定し、第１群Ｇ１と第３群Ｇ３を連結してズーミングを行う。この場合は、最良像位置がズーミングに際してわずかに変動することになるが、ＥＤｏＦ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｆｉｅｌｄ）機能を用いることで鮮明な画像を得ることができる。ＥＤｏＦは、被写界深度を広くする画像処理技術である。またＥＤｏＦ機能を用いるのでフォーカシングのための移動群は必要ない。
次に、撮像光学系４１における各群のパワー配分（各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜）について述べる。表５に示すように第１群Ｇ１は、最小で０．５、最大で３．０とするのが好適である。第２群Ｇ２は、最小で０．５、最大ではＩＮＦＩＮＩＴＹとするのが好適である。第３群Ｇ３は、最小で０．５、最大で１．５とするのが好適である。なお、この表５の数値に限定されるわけではない。
（表５）
最小値 最大値
第１群Ｇ１ 0.5 3.0
第２群Ｇ２ 0.5 INFINITY
第３群Ｇ３ 0.5 1.5
最小値 最大値
第１群Ｇ１ 0.5 3.0
第２群Ｇ２ 0.5 INFINITY
第３群Ｇ３ 0.5 1.5
本実施形態における撮像光学系４１では、第１群Ｇ１で中間像ＩＩを生成し、第２群Ｇ２で軸外光束を内側に屈折させるため、被写体方向の厚みが薄い、薄型の撮像光学系４１を提供できることとなる。また、この本実施形態の撮像光学系４１は、第２群Ｇ２を固定にし、第１群Ｇ１と第３群Ｇ３を連結して動かすため可動部の制御が容易となる。
なお、本実施形態では、絞りＳをプリズムＰの後面に配置しているが、この位置に限定されるものではない。上述したように、本発明では中間像ＩＩを生成するため、絞りＳを配置可能な場所は２箇所存在することとなる。よって、絞りＳは、中間像ＩＩの前方である第１群Ｇ１又はプリズムＰの後面、或いは、中間像ＩＩの後方である第３群Ｇ３に配置することができる。
（全実施の形態に共通）
以上、５つの実施の形態を記述した。変倍機構の簡素化の一つの方法は、１つの群を固定することであり、第２の実施の形態では第１群Ｇ１を固定し、第４の実施の形態では第２群Ｇ２を固定している。変倍機構の簡素化のもう一つの方法は、２つの群を連結することであり、第３の実施の形態では第１群Ｇ１と第２群Ｇ２を連結し、第５の実施の形態では第１群Ｇ１と第３群Ｇ３を連結している。
以上、５つの実施の形態を記述した。変倍機構の簡素化の一つの方法は、１つの群を固定することであり、第２の実施の形態では第１群Ｇ１を固定し、第４の実施の形態では第２群Ｇ２を固定している。変倍機構の簡素化のもう一つの方法は、２つの群を連結することであり、第３の実施の形態では第１群Ｇ１と第２群Ｇ２を連結し、第５の実施の形態では第１群Ｇ１と第３群Ｇ３を連結している。
変倍機構の簡素化の残る可能性として、第３群Ｇ３を固定する場合と、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３を連結する場合が考えられる。しかし、第３群Ｇ３を固定することは、第３群Ｇ３がバリエータとして機能していることから不適当であり、また第２群Ｇ２と第３群Ｇ３を連結することは、Ｖ端の光線束の光線高さを低く抑えることを難しくするため不適当である。さらに、第５の実施の形態に関連して、第２群Ｇ２をズーミングのために動かし、ＥＤｏＦ機能を用いない実施の形態があり得るが、そのような実施の形態が成立することは、第５の実施の形態より明らかである。
一方、変倍機構の簡素化とは逆に、以上で記述した５つの実施の形態におけるレンズ群の一部または全部を、さらに複数のレンズ群に分割して、変倍機構として独立に移動させることが考えられる。これによって、コストや重量の上昇などと引き換えに、結像性能を向上させることが可能である。しかし、レンズ群の分割により派生する、そのような複雑化した変倍機構は、以上で記述した５つの実施の形態の範囲に含まれるものである。
以下、上記第１〜第５の実施の形態で述べた撮像光学系１、１１、２１、３１、４１の具体的なレンズ構成について述べる。以下の実施例におけるレンズ構成は、被写体方向の厚みが薄い、薄型の撮像光学系を実現するために、上記第１から第５までの実施の形態が有効であることを示す実例であるが、実施例以外にも多くのレンズ構成があり得るため、以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
図７は、撮像光学系１０１の断面図である。この断面図における各レンズの有効径は、最大像高の光束に対応するものである。また、撮像素子５０の中心（画面の中心）に投影される光線束と、一つのＶ端の光線束と、を表示している。撮像光学系１０１は、上記第１の実施の形態で述べた撮像光学系１の実施例である。
図７は、撮像光学系１０１の断面図である。この断面図における各レンズの有効径は、最大像高の光束に対応するものである。また、撮像素子５０の中心（画面の中心）に投影される光線束と、一つのＶ端の光線束と、を表示している。撮像光学系１０１は、上記第１の実施の形態で述べた撮像光学系１の実施例である。
図７に示すように本実施例の撮像光学系１０１は、プリズムＰの後方に順に正のパワーを有する可動レンズ群である第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３を備える。また、第３群Ｇ３の後面には、固定レンズＬ４１が配置され、固定レンズＬ４１の後面に赤外線フィルタＩＲＦ、撮像素子５０が順に配置されている。プリズムＰの後面には絞りＳが形成されている。
第１群Ｇ１は、両凸レンズである第１レンズＬ１１と、前面を凹、後面を凸としたメニスカスレンズである第２レンズＬ１２と、の貼り合わせレンズで構成される。
第２群Ｇ２は、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである第３レンズＬ２１と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第４レンズＬ２２と、両凸レンズである第５レンズＬ２３と、から構成される。
第３群Ｇ３は、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである第６レンズＬ３１と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第７レンズＬ３２と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第８レンズＬ３３と、から構成される。
固定レンズＬ４１は、前面が凸、後方が凹のメニスカスレンズである。なお、第１群Ｇ１〜第３群Ｇ３、及び、固定レンズＬ４１における全てのレンズは接合面４を除いて非球面レンズである。
本実施例の撮像光学系１０１は、第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３を夫々移動させてズーミングを行い、第１群Ｇ１を動かしてフォーカシングを行う。
以下の表６に図７に示した撮像光学系１０１の諸元を示す。この表６において、全体諸元に示すωはワイド端における半画角を示し、ＦＮＯは焦点距離を入射瞳径で割った（焦点距離／入射瞳径）数値であり光学系の明るさを表す。実施例の光学系では、絞り径はズーミングに際して固定であり、そのため、ＦＮＯはズーミングとともに変動する。表におけるＦＮＯはワイド端における値である。Ｆは、レンズ全体のワイド端での焦点距離を表し、Ｙは、最大像高を表す。なお、ワイド端での全体の焦点距離Ｆは、本発明では中間像を形成するため符号は−（負）となる。Ｌは、撮像光学系１０１の全長（プリズムＰを反射面で展開した状態でプリズム前面から像面までの距離）を表わす。また、レンズデータにおけるｍは、被写体側（前端）からの各光学面の番号（面番号）を示し（図７（ａ）の数字に対応）、ｒは各光学面の曲率半径を示し、ｄは各光学面から次の光学面までの光軸上の距離（面間隔）を示す。さらに、ｎｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄはｄ線に対するアッベ数を示している。また、ＦＧｉ／｜Ｆ｜は、各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜を示す。さらに、非球面係数の定義は（１）式で表される。
ただし、ｚ：高さｈの位置でのｚ軸方向の変位量（面頂点基準）
ｈ：ｚ軸に対して垂直な方向の高さ（ｈ2＝ｘ2＋ｙ2）
ｃ：近軸曲率（＝１／曲率半径）
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ：
それぞれ４、６、８、１０、１２、１４次の非球面係数
Ｋ： 円錐係数
である。また、群間隔におけるＷはワイド端、Ｍは中間倍率、Ｔはテレ端を表す。
（表６）
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．４
ズーム比＝２．８倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝２６．９２ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝３．４ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 3.4000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 0.6017373
3 3.3566724 1.4381623 1.49700 81.61
4 -4.0098956 2.6325521 1.64769 33.84
5 -7.4836021 0.2125802
6 -6.0333656 1.3220721 1.59201 67.02
7 -1.6671657 0.1374810
8 3.2767314 1.4596985 1.84666 23.78
9 0.8197137 0.5179634
10 1.6177176 2.2719648 1.63854 55.45
11 -4.8328802 5.1742651
12 -18.0491558 1.1384586 1.49700 81.61
13 -1.7777505 0.0999860
14 1.4688631 0.8122264 1.56907 71.30
15 1.8766719 0.1363150
16 4.9994891 0.4999910 1.84666 23.78
17 1.6428635 1.6954327
18 3.7928310 1.8395681 1.72916 54.67
19 3.3606612 0.3270049
20 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
21 INFINITY 0.8998775
非球面係数
m K A B C D E F
3 -8.02E+00 2.77E-02 -1.15E-02 6.62E-03 -2.61E-03 5.66E-04 -5.17E-05
5 -1.80E+01 -9.66E-04 3.89E-04 4.52E-04 -1.37E-04 1.81E-05 -7.92E-07
6 5.21E-01 5.71E-02 -7.87E-03 2.44E-04 4.42E-05 -3.31E-06 -4.02E-08
7 -3.40E+00 6.48E-02 -6.52E-03 -2.66E-03 7.10E-04 -6.39E-05 1.97E-06
8 -4.73E-01 -1.11E-02 5.10E-03 -4.50E-03 1.04E-03 -1.01E-04 3.68E-06
9 -3.85E+00 2.42E-03 -1.08E-02 2.89E-03 -3.56E-04 2.25E-05 -5.78E-07
10 -6.48E+00 8.83E-03 -5.50E-03 9.69E-04 -8.63E-05 4.09E-06 -8.78E-08
11 -9.32E-01 1.45E-03 2.38E-04 -1.35E-04 1.36E-05 -7.88E-07 1.23E-08
12 -6.98E-01 2.81E-02 -1.63E-02 7.35E-03 -1.84E-03 2.28E-04 -1.31E-05
13 -3.38E+00 -3.64E-03 3.21E-03 -6.07E-04 1.13E-05 -1.73E-06 -7.39E-07
14 -2.95E-01 -3.62E-02 -3.80E-02 3.64E-02 -2.33E-02 6.23E-03 -7.34E-04
15 6.49E-01 -2.21E-01 3.41E-02 1.39E-02 -1.74E-02 5.63E-03 -1.28E-03
16 9.05E+00 2.01E-01 -2.14E-01 1.65E-01 -8.65E-02 2.67E-02 -3.70E-03
17 1.17E+00 2.93E-01 -1.63E-01 -4.55E-02 4.94E-01 -8.43E-01 3.77E-01
18 -1.24E+00 -2.22E-02 -2.67E-03 3.45E-03 -8.64E-04 8.84E-05 -3.23E-06
19 -3.83E+00 -2.05E-02 -2.06E-03 1.67E-03 -3.03E-04 2.20E-05 -5.57E-07
群間隔
m W M T
2 0.6017373 0.5707610 1.6660788
5 0.2125802 2.7359933 3.5105097
11 5.1742651 2.2874673 0.2068006
17 1.6954327 2.0895333 2.3004180
FGi/|F|
i=1（第１群） i=2（第２群） i=3（第３群）
1.3975 1.0297 0.8025
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．４
ズーム比＝２．８倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝２６．９２ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝３．４ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 3.4000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 0.6017373
3 3.3566724 1.4381623 1.49700 81.61
4 -4.0098956 2.6325521 1.64769 33.84
5 -7.4836021 0.2125802
6 -6.0333656 1.3220721 1.59201 67.02
7 -1.6671657 0.1374810
8 3.2767314 1.4596985 1.84666 23.78
9 0.8197137 0.5179634
10 1.6177176 2.2719648 1.63854 55.45
11 -4.8328802 5.1742651
12 -18.0491558 1.1384586 1.49700 81.61
13 -1.7777505 0.0999860
14 1.4688631 0.8122264 1.56907 71.30
15 1.8766719 0.1363150
16 4.9994891 0.4999910 1.84666 23.78
17 1.6428635 1.6954327
18 3.7928310 1.8395681 1.72916 54.67
19 3.3606612 0.3270049
20 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
21 INFINITY 0.8998775
非球面係数
m K A B C D E F
3 -8.02E+00 2.77E-02 -1.15E-02 6.62E-03 -2.61E-03 5.66E-04 -5.17E-05
5 -1.80E+01 -9.66E-04 3.89E-04 4.52E-04 -1.37E-04 1.81E-05 -7.92E-07
6 5.21E-01 5.71E-02 -7.87E-03 2.44E-04 4.42E-05 -3.31E-06 -4.02E-08
7 -3.40E+00 6.48E-02 -6.52E-03 -2.66E-03 7.10E-04 -6.39E-05 1.97E-06
8 -4.73E-01 -1.11E-02 5.10E-03 -4.50E-03 1.04E-03 -1.01E-04 3.68E-06
9 -3.85E+00 2.42E-03 -1.08E-02 2.89E-03 -3.56E-04 2.25E-05 -5.78E-07
10 -6.48E+00 8.83E-03 -5.50E-03 9.69E-04 -8.63E-05 4.09E-06 -8.78E-08
11 -9.32E-01 1.45E-03 2.38E-04 -1.35E-04 1.36E-05 -7.88E-07 1.23E-08
12 -6.98E-01 2.81E-02 -1.63E-02 7.35E-03 -1.84E-03 2.28E-04 -1.31E-05
13 -3.38E+00 -3.64E-03 3.21E-03 -6.07E-04 1.13E-05 -1.73E-06 -7.39E-07
14 -2.95E-01 -3.62E-02 -3.80E-02 3.64E-02 -2.33E-02 6.23E-03 -7.34E-04
15 6.49E-01 -2.21E-01 3.41E-02 1.39E-02 -1.74E-02 5.63E-03 -1.28E-03
16 9.05E+00 2.01E-01 -2.14E-01 1.65E-01 -8.65E-02 2.67E-02 -3.70E-03
17 1.17E+00 2.93E-01 -1.63E-01 -4.55E-02 4.94E-01 -8.43E-01 3.77E-01
18 -1.24E+00 -2.22E-02 -2.67E-03 3.45E-03 -8.64E-04 8.84E-05 -3.23E-06
19 -3.83E+00 -2.05E-02 -2.06E-03 1.67E-03 -3.03E-04 2.20E-05 -5.57E-07
群間隔
m W M T
2 0.6017373 0.5707610 1.6660788
5 0.2125802 2.7359933 3.5105097
11 5.1742651 2.2874673 0.2068006
17 1.6954327 2.0895333 2.3004180
FGi/|F|
i=1（第１群） i=2（第２群） i=3（第３群）
1.3975 1.0297 0.8025
本実施例における、各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜の数値は、表１に示した条件を満たしていることが分かる。また、Ｖ端光束の最大光束幅が３．４ｍｍであるため、画面サイズのＶ方向の数値である３．４１４ｍｍと略同一の数値を実現している。よって、被写体方向の厚みが薄い、薄型の撮像光学系を実現できている。さらに、レンズ全長Ｌが、２６．９２ｍｍと短いため、撮像光学系の配置スペースに限りのある小型電子機器に容易に内蔵可能な小型の撮像光学系を提供できる。
（実施例２）
図８は、本実施例の撮像光学系１１１の断面図である。撮像光学系１１１は、上記第２の実施の形態で述べた撮像光学系１１の実施例である。図８に示すように本実施例の撮像光学系１１１は、プリズムＰの後方に正のパワーを有するレンズ群である第１群Ｇ１を備え、第１群Ｇ１の後方に正のパワーを有する可動レンズ群である第２群Ｇ２、第３群Ｇ３を備える。また、第３群Ｇ３の後方には、赤外線フィルタＩＲＦ、撮像素子５０が順に配置されている。絞りＳは、プリズムＰの後方であって第１群Ｇ１の前端（被写体側）に配置されている。
図８は、本実施例の撮像光学系１１１の断面図である。撮像光学系１１１は、上記第２の実施の形態で述べた撮像光学系１１の実施例である。図８に示すように本実施例の撮像光学系１１１は、プリズムＰの後方に正のパワーを有するレンズ群である第１群Ｇ１を備え、第１群Ｇ１の後方に正のパワーを有する可動レンズ群である第２群Ｇ２、第３群Ｇ３を備える。また、第３群Ｇ３の後方には、赤外線フィルタＩＲＦ、撮像素子５０が順に配置されている。絞りＳは、プリズムＰの後方であって第１群Ｇ１の前端（被写体側）に配置されている。
第１群Ｇ１は、両凸レンズである第１レンズＬ１１と、前面を凹、後面を凸としたメニスカスレンズである第２レンズＬ１２と、の貼り合わせレンズで構成される。
第２群Ｇ２は、両凸レンズである第３レンズＬ２１と、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである第４レンズＬ２２と、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである第５レンズＬ２３と、から構成される。
第３群Ｇ３は、両凸レンズである第６レンズＬ３１と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第７レンズＬ３２と、を備える。さらに、第３群Ｇ３は、第７レンズＬ３２の後方に、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである第８レンズＬ３３と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第９レンズＬ３４と、を備える。なお、第１群Ｇ１〜第３群Ｇ３における全てのレンズは接合面５を除いて非球面レンズである。
本実施例の撮像光学系１１１は、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３でズーミングを行い、第１群Ｇ１でフォーカシングを行う。
以下の表７に図８に示した撮像光学系１１１の諸元を示す。
（表７）
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．８
ズーム比＝２．８倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝２９．５１ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝３．６ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 3.6000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 0.3305860
3 INFINITY 0.0999981
4 4.7924242 1.1967433 1.49700 81.61
5 -1.0139650 1.7822256 1.56883 56.04
6 -2.0859000 0.6455099
7 22.0437595 2.3410094 1.84666 23.78
8 -8.9968220 1.0534341
9 -0.9485915 1.5898679 1.69680 55.46
10 -1.3216959 0.3701573
11 -5.5587778 3.7374191 1.71300 53.94
12 -8.3626145 4.2411460
13 2.7923560 2.1533553 1.49700 81.61
14 -2.0953558 0.1026413
15 3.5431426 0.5000100 1.70154 41.15
16 1.7026495 0.9547510
17 -0.8004187 0.5014478 1.84666 23.78
18 -1.6741317 0.1064285
19 1.3261020 2.1648015 1.71300 53.94
20 1.8840294 0.8440608
21 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
22 INFINITY 0.8992454
非球面係数
m K A B C D E F
4 5.86E+00 -1.59E-02 2.33E-02 -4.54E-02 3.87E-02 4.66E-03 -5.08E-03
6 -4.37E+00 -5.46E-02 2.46E-02 -1.17E-02 3.39E-03 -5.29E-04 3.46E-05
7 2.33E+00 -2.75E-03 6.95E-03 -3.62E-03 1.16E-03 -1.87E-04 1.11E-05
8 4.92E+00 -1.13E-02 -3.32E-03 1.47E-03 1.55E-04 2.68E-05 9.25E-07
9 -6.25E+00 -1.60E-01 3.50E-02 6.39E-03 -3.40E-03 4.85E-04 -2.49E-05
10 -7.42E-01 4.56E-02 -1.43E-02 4.75E-03 -5.13E-04 1.99E-05 -6.77E-07
11 -4.96E+00 5.29E-02 -9.21E-03 5.97E-04 4.20E-05 -7.27E-06 2.25E-07
12 3.22E-01 -2.41E-03 1.38E-03 -3.86E-04 5.96E-05 -4.22E-06 1.48E-07
13 7.71E-01 -9.56E-03 -3.66E-03 -4.60E-04 -1.74E-04 -3.24E-05 -1.32E-06
14 -5.61E+00 -2.38E-02 2.09E-03 9.00E-06 -5.99E-04 1.92E-04 -1.78E-05
15 3.23E+00 -1.02E-01 -1.47E-03 -3.23E-03 6.35E-03 -2.22E-03 2.09E-04
16 -3.21E-01 -1.74E-01 2.72E-02 -2.11E-02 1.21E-02 -3.18E-03 3.19E-04
17 -4.03E+00 -2.20E-02 8.19E-02 -8.15E-02 3.86E-02 -9.28E-03 8.87E-04
18 -5.26E+00 -2.75E-02 4.79E-02 -1.96E-02 7.19E-03 -1.60E-03 1.16E-04
19 -5.80E+00 2.64E-05 -2.21E-03 -7.48E-04 5.03E-04 -8.98E-05 4.32E-06
20 -4.56E+00 1.08E-03 -1.99E-03 2.98E-04 -4.02E-05 1.87E-06 -1.25E-08
群間隔
m W M T
6 0.6455099 0.2657847 0.5489867
12 4.2411460 2.1822547 0.5402629
20 0.8440608 3.2828722 4.6416292
FGi/|F|
i=1 i=2 i=3
0.8871 1.8302 0.8760
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．８
ズーム比＝２．８倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝２９．５１ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝３．６ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 3.6000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 0.3305860
3 INFINITY 0.0999981
4 4.7924242 1.1967433 1.49700 81.61
5 -1.0139650 1.7822256 1.56883 56.04
6 -2.0859000 0.6455099
7 22.0437595 2.3410094 1.84666 23.78
8 -8.9968220 1.0534341
9 -0.9485915 1.5898679 1.69680 55.46
10 -1.3216959 0.3701573
11 -5.5587778 3.7374191 1.71300 53.94
12 -8.3626145 4.2411460
13 2.7923560 2.1533553 1.49700 81.61
14 -2.0953558 0.1026413
15 3.5431426 0.5000100 1.70154 41.15
16 1.7026495 0.9547510
17 -0.8004187 0.5014478 1.84666 23.78
18 -1.6741317 0.1064285
19 1.3261020 2.1648015 1.71300 53.94
20 1.8840294 0.8440608
21 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
22 INFINITY 0.8992454
非球面係数
m K A B C D E F
4 5.86E+00 -1.59E-02 2.33E-02 -4.54E-02 3.87E-02 4.66E-03 -5.08E-03
6 -4.37E+00 -5.46E-02 2.46E-02 -1.17E-02 3.39E-03 -5.29E-04 3.46E-05
7 2.33E+00 -2.75E-03 6.95E-03 -3.62E-03 1.16E-03 -1.87E-04 1.11E-05
8 4.92E+00 -1.13E-02 -3.32E-03 1.47E-03 1.55E-04 2.68E-05 9.25E-07
9 -6.25E+00 -1.60E-01 3.50E-02 6.39E-03 -3.40E-03 4.85E-04 -2.49E-05
10 -7.42E-01 4.56E-02 -1.43E-02 4.75E-03 -5.13E-04 1.99E-05 -6.77E-07
11 -4.96E+00 5.29E-02 -9.21E-03 5.97E-04 4.20E-05 -7.27E-06 2.25E-07
12 3.22E-01 -2.41E-03 1.38E-03 -3.86E-04 5.96E-05 -4.22E-06 1.48E-07
13 7.71E-01 -9.56E-03 -3.66E-03 -4.60E-04 -1.74E-04 -3.24E-05 -1.32E-06
14 -5.61E+00 -2.38E-02 2.09E-03 9.00E-06 -5.99E-04 1.92E-04 -1.78E-05
15 3.23E+00 -1.02E-01 -1.47E-03 -3.23E-03 6.35E-03 -2.22E-03 2.09E-04
16 -3.21E-01 -1.74E-01 2.72E-02 -2.11E-02 1.21E-02 -3.18E-03 3.19E-04
17 -4.03E+00 -2.20E-02 8.19E-02 -8.15E-02 3.86E-02 -9.28E-03 8.87E-04
18 -5.26E+00 -2.75E-02 4.79E-02 -1.96E-02 7.19E-03 -1.60E-03 1.16E-04
19 -5.80E+00 2.64E-05 -2.21E-03 -7.48E-04 5.03E-04 -8.98E-05 4.32E-06
20 -4.56E+00 1.08E-03 -1.99E-03 2.98E-04 -4.02E-05 1.87E-06 -1.25E-08
群間隔
m W M T
6 0.6455099 0.2657847 0.5489867
12 4.2411460 2.1822547 0.5402629
20 0.8440608 3.2828722 4.6416292
FGi/|F|
i=1 i=2 i=3
0.8871 1.8302 0.8760
本実施例における、各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜の数値は、表２に示した条件を満たしていることが分かる。また、Ｖ端光束の最大光束幅が３．６ｍｍであり、画面サイズのＶ方向の数値である３．４１４ｍｍに近い数値であるため、被写体方向の厚みが薄い、薄型の撮像光学系が実現している。さらに、レンズ全長Ｌが、２９．５１ｍｍと短いため、撮像光学系の配置スペースに限りのある小型電子機器に容易に内蔵可能な小型の撮像光学系を提供できることが分かる。
（実施例３）
図９は、本実施例の撮像光学系１２１の断面図である。撮像光学系１２１は、上記第３の実施の形態で述べた撮像光学系２１の実施例である。図９に示すように本実施例の撮像光学系１２１は、プリズムＰの後方に正のパワーを有する可動レンズ群である前群ＧＦ（第１群Ｇ１及び第２群Ｇ２）を備え、前群ＧＦの後方に正のパワーを有する可動レンズ群である後群ＧＲ（第３群Ｇ３）を備える。また、後群ＧＲの後方には、赤外線フィルタＩＲＦ、撮像素子５０が順に配置されている。絞りＳは、後述する後群ＧＲの第８レンズＬ３２と第９レンズＬ３３の間に配置されている。
図９は、本実施例の撮像光学系１２１の断面図である。撮像光学系１２１は、上記第３の実施の形態で述べた撮像光学系２１の実施例である。図９に示すように本実施例の撮像光学系１２１は、プリズムＰの後方に正のパワーを有する可動レンズ群である前群ＧＦ（第１群Ｇ１及び第２群Ｇ２）を備え、前群ＧＦの後方に正のパワーを有する可動レンズ群である後群ＧＲ（第３群Ｇ３）を備える。また、後群ＧＲの後方には、赤外線フィルタＩＲＦ、撮像素子５０が順に配置されている。絞りＳは、後述する後群ＧＲの第８レンズＬ３２と第９レンズＬ３３の間に配置されている。
前群ＧＦ（第１群Ｇ１と第２群Ｇ２）は、両凸レンズである第１レンズＬ１１と、両凸レンズである第２レンズＬ１２と、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである第３レンズＬ２１と、を第１群Ｇ１として備える。また、前群ＧＦは、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである第４レンズＬ２２と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第５レンズＬ２３と、両凸レンズである第６レンズＬ２４と、を第２群Ｇ２として備える。なお、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２としているが、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２が必ずしもこのような区分とする必要はなく、前群ＧＦ全体で中間像生成、軸外光束を軸方向に屈折させる、という機能を有していればよい。
後群ＧＲは、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである第７レンズＬ３１と、両凸レンズである第８レンズＬ３２と、絞りＳを介して第８レンズＬ３２の後方に配置される、両凹のレンズである第９レンズＬ３３と、両凸レンズである第１０レンズＬ３４と、から構成される。なお、前群ＧＦ及び後群ＧＲ（第１群Ｇ１〜第３群Ｇ３）における全てのレンズは非球面レンズである。
本実施例の撮像光学系１２１は、前群ＧＦと後群ＧＲでズーミングを行い、前群ＧＲでフォーカシングを行う。
以下の表８に図９に示した撮像光学系１２１の諸元を示す。
（表８）
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．８
ズーム比＝３．５倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝３０．００ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝４．０ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 4.0000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 2.0673045
3 9.9477904 0.9212518 1.49700 81.61
4 -36.1123533 0.1000025
5 6.3334788 1.3906934 1.49700 81.61
6 -2.4044545 0.3334809
7 -1.1217234 0.5008360 1.72342 37.99
8 -2.1548331 0.2165537
9 -2.5629226 1.1731649 1.49700 81.61
10 -1.6527482 0.1045501
11 6.8469867 1.4355780 1.84666 23.78
12 4.0597291 1.9011653
13 18.7278772 4.0768226 1.53996 59.71
14 -5.5495381 4.1993310
15 -1.4154655 0.6505659 1.59201 67.02
16 -2.1666633 0.1052542
17 1.0036680 0.9831631 1.49700 81.61
18 -7.4708328 0.1000043
19 INFINITY 0.1365020
20 -3.3754276 0.6039223 1.72047 34.72
21 3.5940007 0.7270050
22 6.8135537 0.0799373 1.50137 56.41
23 -2.1974635 0.2257846
24 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
25 INFINITY 0.6671757
非球面係数
m K A B C D E F
3 2.88E+00 -3.73E-03 3.58E-03 -2.02E-03 5.03E-04 -5.61E-05 2.18E-06
4 -2.94E+00 -4.46E-02 2.20E-02 -7.29E-03 1.41E-03 -1.33E-04 4.72E-06
5 -4.16E+00 -2.14E-02 8.58E-03 -3.11E-03 5.92E-04 -4.89E-05 1.44E-06
6 -7.33E-01 4.06E-02 -7.89E-03 6.99E-04 -2.42E-06 -2.47E-06 5.44E-08
7 -9.74E-01 1.33E-01 -2.66E-02 3.31E-03 -2.20E-04 3.53E-06 4.22E-08
8 -2.02E+00 1.30E-02 1.56E-02 -4.70E-03 6.18E-04 -4.35E-05 1.32E-06
9 -9.25E+00 -4.18E-02 2.85E-02 -6.27E-03 7.39E-04 -4.79E-05 1.29E-06
10 -1.17E+00 6.22E-02 -1.26E-02 1.43E-03 -9.28E-05 3.98E-06 -1.48E-07
11 -8.54E+00 5.17E-03 7.39E-04 -1.68E-04 -1.35E-05 1.90E-06 -7.83E-08
12 -5.66E+00 -2.04E-02 7.28E-03 -1.31E-03 1.13E-04 -5.02E-06 1.06E-07
13 2.61E+01 1.87E-02 -1.81E-03 5.52E-05 3.14E-06 -2.74E-07 3.89E-09
14 1.37E+00 1.63E-03 1.91E-04 4.43E-05 -8.15E-06 6.27E-07 -1.30E-08
15 -7.11E+00 6.91E-03 -2.27E-02 1.42E-02 -8.10E-03 2.13E-03 -1.96E-04
16 3.71E-01 3.52E-02 -7.12E-03 4.70E-04 -3.17E-04 3.29E-04 -3.14E-05
17 -4.39E-01 -1.94E-01 1.08E-01 -1.33E-01 7.51E-02 -3.19E-02 5.14E-03
18 1.14E+00 -4.34E-02 8.27E-02 -7.08E-02 4.05E-02 -1.32E-02 3.59E-03
20 -6.13E-01 1.59E-01 -2.11E-02 -3.58E-03 -1.18E-02 6.10E-02 -3.04E-02
21 -8.20E+00 1.99E-01 1.01E-01 -3.48E-01 5.66E-01 -3.64E-01 1.06E-01
22 1.57E+00 -3.54E-02 -2.31E-02 3.26E-02 -2.89E-02 9.94E-03 -1.25E-03
23 -2.51E+01 4.13E-02 -2.63E-02 5.87E-03 -8.81E-04 6.04E-05 -2.53E-06
群間隔
m W M T
2 2.0673045 2.1761626 0.6046647
14 4.1993310 1.0074333 0.3470603
23 0.2257846 3.3088577 5.5410009
FGi/|F|
i=F i=R
1.5924 0.8334
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．８
ズーム比＝３．５倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝３０．００ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝４．０ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 4.0000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 2.0673045
3 9.9477904 0.9212518 1.49700 81.61
4 -36.1123533 0.1000025
5 6.3334788 1.3906934 1.49700 81.61
6 -2.4044545 0.3334809
7 -1.1217234 0.5008360 1.72342 37.99
8 -2.1548331 0.2165537
9 -2.5629226 1.1731649 1.49700 81.61
10 -1.6527482 0.1045501
11 6.8469867 1.4355780 1.84666 23.78
12 4.0597291 1.9011653
13 18.7278772 4.0768226 1.53996 59.71
14 -5.5495381 4.1993310
15 -1.4154655 0.6505659 1.59201 67.02
16 -2.1666633 0.1052542
17 1.0036680 0.9831631 1.49700 81.61
18 -7.4708328 0.1000043
19 INFINITY 0.1365020
20 -3.3754276 0.6039223 1.72047 34.72
21 3.5940007 0.7270050
22 6.8135537 0.0799373 1.50137 56.41
23 -2.1974635 0.2257846
24 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
25 INFINITY 0.6671757
非球面係数
m K A B C D E F
3 2.88E+00 -3.73E-03 3.58E-03 -2.02E-03 5.03E-04 -5.61E-05 2.18E-06
4 -2.94E+00 -4.46E-02 2.20E-02 -7.29E-03 1.41E-03 -1.33E-04 4.72E-06
5 -4.16E+00 -2.14E-02 8.58E-03 -3.11E-03 5.92E-04 -4.89E-05 1.44E-06
6 -7.33E-01 4.06E-02 -7.89E-03 6.99E-04 -2.42E-06 -2.47E-06 5.44E-08
7 -9.74E-01 1.33E-01 -2.66E-02 3.31E-03 -2.20E-04 3.53E-06 4.22E-08
8 -2.02E+00 1.30E-02 1.56E-02 -4.70E-03 6.18E-04 -4.35E-05 1.32E-06
9 -9.25E+00 -4.18E-02 2.85E-02 -6.27E-03 7.39E-04 -4.79E-05 1.29E-06
10 -1.17E+00 6.22E-02 -1.26E-02 1.43E-03 -9.28E-05 3.98E-06 -1.48E-07
11 -8.54E+00 5.17E-03 7.39E-04 -1.68E-04 -1.35E-05 1.90E-06 -7.83E-08
12 -5.66E+00 -2.04E-02 7.28E-03 -1.31E-03 1.13E-04 -5.02E-06 1.06E-07
13 2.61E+01 1.87E-02 -1.81E-03 5.52E-05 3.14E-06 -2.74E-07 3.89E-09
14 1.37E+00 1.63E-03 1.91E-04 4.43E-05 -8.15E-06 6.27E-07 -1.30E-08
15 -7.11E+00 6.91E-03 -2.27E-02 1.42E-02 -8.10E-03 2.13E-03 -1.96E-04
16 3.71E-01 3.52E-02 -7.12E-03 4.70E-04 -3.17E-04 3.29E-04 -3.14E-05
17 -4.39E-01 -1.94E-01 1.08E-01 -1.33E-01 7.51E-02 -3.19E-02 5.14E-03
18 1.14E+00 -4.34E-02 8.27E-02 -7.08E-02 4.05E-02 -1.32E-02 3.59E-03
20 -6.13E-01 1.59E-01 -2.11E-02 -3.58E-03 -1.18E-02 6.10E-02 -3.04E-02
21 -8.20E+00 1.99E-01 1.01E-01 -3.48E-01 5.66E-01 -3.64E-01 1.06E-01
22 1.57E+00 -3.54E-02 -2.31E-02 3.26E-02 -2.89E-02 9.94E-03 -1.25E-03
23 -2.51E+01 4.13E-02 -2.63E-02 5.87E-03 -8.81E-04 6.04E-05 -2.53E-06
群間隔
m W M T
2 2.0673045 2.1761626 0.6046647
14 4.1993310 1.0074333 0.3470603
23 0.2257846 3.3088577 5.5410009
FGi/|F|
i=F i=R
1.5924 0.8334
本実施例における、各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜の数値は、表３に示した条件を満たしていることが分かる。また、Ｖ端光束の最大光束幅が４．０ｍｍであり、画面サイズのＶ方向の数値である３．４１４ｍｍに近い数値であるため、被写体方向の厚みが薄い、薄型の撮像光学系が実現している。さらに、レンズ全長Ｌが、３０．００ｍｍと短いため、撮像光学系の配置スペースに限りのある小型電子機器に容易に内蔵可能な小型の撮像光学系を提供できる。
（実施例４）
図１０は、本実施例の撮像光学系１３１の断面図である。撮像光学系１３１は、上記第２の実施の形態で述べた撮像光学系１１の実施例である。図１０に示すように本実施例の撮像光学系１３１は、プリズムＰの後方に正のパワーを有する可動レンズである第１レンズＬ１１（第１群Ｇ１）を備え、第１レンズＬ１１の後方に正のパワーを有する可動レンズ群である第２群Ｇ２及び第３群Ｇ３を備える。また、第３群Ｇ３の後方には、固定レンズＬ４１が配置され、固定レンズＬ４１の後方に赤外線フィルタＩＲＦ、撮像素子５０が順に配置されている。絞りＳは、プリズムＰの後面に形成されている。
図１０は、本実施例の撮像光学系１３１の断面図である。撮像光学系１３１は、上記第２の実施の形態で述べた撮像光学系１１の実施例である。図１０に示すように本実施例の撮像光学系１３１は、プリズムＰの後方に正のパワーを有する可動レンズである第１レンズＬ１１（第１群Ｇ１）を備え、第１レンズＬ１１の後方に正のパワーを有する可動レンズ群である第２群Ｇ２及び第３群Ｇ３を備える。また、第３群Ｇ３の後方には、固定レンズＬ４１が配置され、固定レンズＬ４１の後方に赤外線フィルタＩＲＦ、撮像素子５０が順に配置されている。絞りＳは、プリズムＰの後面に形成されている。
第１レンズＬ１１（第１群Ｇ１）は、両凸レンズである。
第２群Ｇ２は、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである第２レンズＬ２１と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第３レンズＬ２２と、両凸レンズである第４レンズＬ２３と、から構成される。
第３群Ｇ３は、両凸レンズである第５レンズＬ３１と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第６レンズＬ３２と、両凹のレンズである第７レンズＬ３３と、から構成される。
固定レンズＬ４１は、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである。なお、第１群Ｇ１〜第３群Ｇ３、及び、固定レンズL４１における全てのレンズは非球面レンズである。
本実施例の撮像光学系１３１は、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３でズーミングを行い、第１群Ｇ１でフォーカシングを行う。
以下の表９に図１０に示した撮像光学系１３１の諸元を示す。
（表９）
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．８
ズーム比＝２．８倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝３０．００ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝３．４ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 3.4000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 0.4858325
3 3.8517890 4.2194283 1.49700 81.61
4 -5.3748003 0.3396133
5 -1.7752715 1.0300928 1.53116 56.15
6 -1.2735683 0.1000007
7 3.0621640 2.1620967 1.82114 24.06
8 0.7764885 0.3208142
9 1.2536618 2.7237377 1.53116 56.15
10 -3.5719440 6.1767027
11 2.6291686 2.7485971 1.49700 81.61
12 -2.2742430 0.1032998
13 5.4230279 0.5686936 1.53116 56.15
14 11.4652752 0.1363856
15 -4.9123687 0.6824105 1.82114 24.06
16 7.3044061 1.2233549
17 5.2564762 1.8371709 1.53116 56.15
18 2.0971204 0.5402834
19 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
20 INFINITY 0.8989604
非球面係数
m K A B C D E F
3 -1.26E+01 2.63E-02 -8.65E-03 1.86E-03 7.74E-05 1.69E-04 -9.91E-05
4 -2.29E+01 -1.33E-02 5.81E-03 -1.15E-03 1.08E-04 -6.02E-07 -1.36E-07
5 -2.30E+00 6.81E-02 -9.85E-03 -1.92E-04 3.40E-04 -4.32E-05 1.45E-06
6 -1.79E+00 3.93E-02 2.29E-03 -3.85E-03 9.13E-04 -8.65E-05 2.84E-06
7 -6.55E+00 1.82E-02 -5.91E-03 4.38E-04 2.42E-05 -4.58E-06 -4.55E-09
8 -3.42E+00 -1.42E-02 7.06E-04 3.72E-04 -6.95E-05 4.34E-06 -1.09E-07
9 -6.09E+00 -1.36E-02 4.59E-03 -6.04E-04 4.14E-05 -1.56E-06 2.81E-08
10 -5.94E+00 -1.47E-02 1.98E-03 -2.40E-04 1.38E-05 8.40E-09 -2.41E-09
11 8.98E-01 -1.33E-02 -7.87E-03 4.25E-03 -2.74E-03 5.85E-04 -4.94E-05
12 -5.66E+00 -1.81E-02 -1.75E-02 1.87E-02 -9.28E-03 2.28E-03 -2.01E-04
13 3.75E+00 -4.30E-02 -6.91E-02 6.02E-02 -2.42E-02 5.81E-03 -5.29E-04
14 4.72E+01 -8.82E-02 7.33E-03 -2.39E-02 1.92E-02 -5.41E-03 5.78E-04
15 1.11E+01 1.21E-01 -3.25E-02 -2.89E-02 1.91E-02 -4.07E-03 1.37E-04
16 -6.57E+00 1.18E-01 2.52E-03 -4.81E-02 2.27E-02 -5.16E-03 5.26E-04
17 -5.85E+00 -2.00E-02 -1.94E-03 1.51E-03 -1.35E-04 -7.00E-05 4.41E-06
18 -3.44E+00 -2.15E-02 1.59E-03 2.79E-04 -9.96E-05 7.62E-06 -2.15E-07
群間隔
m W M T
4 0.3396133 1.8739271 2.4574254
10 6.1767027 3.2529403 1.7912946
16 1.2233549 2.6129363 3.4912232
FGi/|F|
i=1 i=2 i=3
1.3067 1.1499 0.9284
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．８
ズーム比＝２．８倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝３０．００ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝３．４ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 3.4000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 0.4858325
3 3.8517890 4.2194283 1.49700 81.61
4 -5.3748003 0.3396133
5 -1.7752715 1.0300928 1.53116 56.15
6 -1.2735683 0.1000007
7 3.0621640 2.1620967 1.82114 24.06
8 0.7764885 0.3208142
9 1.2536618 2.7237377 1.53116 56.15
10 -3.5719440 6.1767027
11 2.6291686 2.7485971 1.49700 81.61
12 -2.2742430 0.1032998
13 5.4230279 0.5686936 1.53116 56.15
14 11.4652752 0.1363856
15 -4.9123687 0.6824105 1.82114 24.06
16 7.3044061 1.2233549
17 5.2564762 1.8371709 1.53116 56.15
18 2.0971204 0.5402834
19 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
20 INFINITY 0.8989604
非球面係数
m K A B C D E F
3 -1.26E+01 2.63E-02 -8.65E-03 1.86E-03 7.74E-05 1.69E-04 -9.91E-05
4 -2.29E+01 -1.33E-02 5.81E-03 -1.15E-03 1.08E-04 -6.02E-07 -1.36E-07
5 -2.30E+00 6.81E-02 -9.85E-03 -1.92E-04 3.40E-04 -4.32E-05 1.45E-06
6 -1.79E+00 3.93E-02 2.29E-03 -3.85E-03 9.13E-04 -8.65E-05 2.84E-06
7 -6.55E+00 1.82E-02 -5.91E-03 4.38E-04 2.42E-05 -4.58E-06 -4.55E-09
8 -3.42E+00 -1.42E-02 7.06E-04 3.72E-04 -6.95E-05 4.34E-06 -1.09E-07
9 -6.09E+00 -1.36E-02 4.59E-03 -6.04E-04 4.14E-05 -1.56E-06 2.81E-08
10 -5.94E+00 -1.47E-02 1.98E-03 -2.40E-04 1.38E-05 8.40E-09 -2.41E-09
11 8.98E-01 -1.33E-02 -7.87E-03 4.25E-03 -2.74E-03 5.85E-04 -4.94E-05
12 -5.66E+00 -1.81E-02 -1.75E-02 1.87E-02 -9.28E-03 2.28E-03 -2.01E-04
13 3.75E+00 -4.30E-02 -6.91E-02 6.02E-02 -2.42E-02 5.81E-03 -5.29E-04
14 4.72E+01 -8.82E-02 7.33E-03 -2.39E-02 1.92E-02 -5.41E-03 5.78E-04
15 1.11E+01 1.21E-01 -3.25E-02 -2.89E-02 1.91E-02 -4.07E-03 1.37E-04
16 -6.57E+00 1.18E-01 2.52E-03 -4.81E-02 2.27E-02 -5.16E-03 5.26E-04
17 -5.85E+00 -2.00E-02 -1.94E-03 1.51E-03 -1.35E-04 -7.00E-05 4.41E-06
18 -3.44E+00 -2.15E-02 1.59E-03 2.79E-04 -9.96E-05 7.62E-06 -2.15E-07
群間隔
m W M T
4 0.3396133 1.8739271 2.4574254
10 6.1767027 3.2529403 1.7912946
16 1.2233549 2.6129363 3.4912232
FGi/|F|
i=1 i=2 i=3
1.3067 1.1499 0.9284
本実施例における、各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜の数値は、表２に示した条件を満たしていることが分かる。また、Ｖ端光束の最大光束幅が３．４ｍｍであるため、画面サイズのＶ方向の数値である３．４１４ｍｍと略同一の数値を実現している。よって、被写体方向の厚みが薄い、薄型の撮像光学系が実現している。さらに、レンズ全長Ｌが、３０．００ｍｍと短いため、撮像光学系の配置スペースに限りのある小型電子機器に容易に内蔵可能な小型の撮像光学系を提供できる。また本実施例では、Ｌ２２、Ｌ３１、Ｌ３３、およびＬ４１の媒質はプラスチックであり、ガラスモールドレンズに比較して、コストの低減が図れる。
（実施例５）
図１１は、本実施例の撮像光学系１４１の断面図である。撮像光学系１４１は、上記第１の実施の形態で述べた撮像光学系１の実施例である。図１１に示すように本実施例の撮像光学系１４１は、プリズムＰの後方に順に正のパワーを有する可動レンズ群である第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３を備える。また、第３群Ｇ３の後方には、赤外線フィルタＩＲＦ、撮像素子５０が順に配置されている。絞りＳは、第１群Ｇ１の前端（被写体側）に配置されている。
図１１は、本実施例の撮像光学系１４１の断面図である。撮像光学系１４１は、上記第１の実施の形態で述べた撮像光学系１の実施例である。図１１に示すように本実施例の撮像光学系１４１は、プリズムＰの後方に順に正のパワーを有する可動レンズ群である第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３を備える。また、第３群Ｇ３の後方には、赤外線フィルタＩＲＦ、撮像素子５０が順に配置されている。絞りＳは、第１群Ｇ１の前端（被写体側）に配置されている。
第１群Ｇ１は、絞りＳと、絞りＳの後方に位置する前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第１レンズＬ１１と、両凸レンズである第２レンズＬ１２と、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである第３レンズＬ１３と、から構成される。
第２群Ｇ２は、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである第４レンズＬ２１と、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである第５レンズＬ２２と、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである第６レンズＬ２３と、から構成される。
第３群Ｇ３は、両凸レンズである第７レンズＬ３１と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第８レンズＬ３２と、両凹のレンズである第９レンズＬ３３と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第１０レンズＬ３４と、から構成される。なお、第１群Ｇ１〜第３群Ｇ３における全てのレンズは非球面レンズである。
そして、本実施例の撮像光学系１４１は、第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３を夫々移動させてズーミングを行い、第１群Ｇ１を動かしてフォーカシングを行う。
以下の表１０に図１１に示した撮像光学系１４１の諸元を示す。
（表１０）
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．８
ズーム比＝２．８倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝２９．８３ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝３．６ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 3.6000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 0.3798570
3 INFINITY 0.0999985
4 4.8388758 0.5000007 1.82080 42.71
5 2.6646485 0.1362892
6 5.4646156 1.3860729 1.49700 81.61
7 -1.5641059 0.1017730
8 -2.7956111 1.1889590 1.63219 23.42
9 -3.4182768 0.4375511
10 -123.2294313 3.3035354 1.85135 40.10
11 -4.3611938 1.2930171
12 -0.6692682 2.4326163 1.53116 56.15
13 -1.3616053 0.1498654
14 -4.4292473 2.9041824 1.58547 29.90
15 -10.7439359 3.7525477
16 3.9147966 0.9428957 1.49700 81.61
17 -4.2056110 0.1016232
18 4.6754001 0.9514837 1.49700 81.61
19 56.7714551 0.1284992
20 -10.1867797 0.9198267 1.80610 33.27
21 4.1504703 0.7086235
22 2.1446065 2.4254184 1.53116 56.15
23 10.1449975 0.4012059
24 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
25 INFINITY 1.2822941
非球面係数
m K A B C D E F
4 -4.57E+00 -6.62E-02 -1.06E-01 4.19E-01 -8.37E-01 8.01E-01 -2.81E-01
5 8.15E-01 -1.19E-01 6.30E-02 -1.22E-01 1.83E-01 -1.11E-01 2.11E-02
6 1.37E+00 -3.88E-02 2.03E-02 -4.38E-02 8.10E-02 -4.68E-02 7.51E-03
7 -3.11E-01 -3.09E-03 1.37E-02 -2.40E-02 1.44E-02 -3.93E-03 3.36E-04
8 -2.02E+00 -3.02E-02 5.97E-03 -2.21E-02 1.23E-02 -3.00E-03 2.26E-04
9 -2.99E-01 -8.48E-03 2.65E-03 -3.65E-03 1.30E-03 -1.90E-04 1.06E-05
10 -2.41E-01 2.63E-03 9.87E-05 -1.12E-04 8.78E-06 1.99E-06 -8.08E-08
11 6.23E-02 1.23E-02 -9.43E-03 2.73E-03 -4.10E-04 3.84E-05 -1.64E-06
12 -3.21E+00 1.01E-02 -1.28E-02 6.24E-03 -2.07E-03 3.20E-04 -1.44E-05
13 -1.22E+00 3.61E-02 -9.56E-03 1.39E-03 -9.22E-05 2.15E-06 -4.19E-08
14 1.98E+00 4.38E-02 -3.83E-03 5.66E-05 1.05E-04 -1.57E-05 5.39E-07
15 2.31E+00 -1.03E-02 3.28E-03 -9.31E-04 1.39E-04 -1.21E-05 4.68E-07
16 -2.43E+00 -2.88E-03 -1.68E-03 7.24E-04 -9.04E-04 2.31E-04 -1.79E-05
17 -1.26E+01 -4.37E-03 5.44E-05 -1.38E-03 4.36E-04 -5.82E-05 3.08E-06
18 -1.92E+00 9.39E-03 -4.53E-03 7.01E-04 4.18E-04 -9.42E-05 5.62E-06
19 2.43E-01 -3.32E-02 5.30E-03 2.29E-04 -7.78E-04 2.54E-04 -1.14E-05
20 1.07E+01 8.61E-03 3.06E-03 -1.32E-03 -5.07E-04 2.80E-04 -1.77E-05
21 5.17E+00 -1.75E-02 1.64E-02 -7.22E-03 1.75E-04 2.99E-04 -2.86E-05
22 -2.14E+00 -1.95E-02 5.32E-03 -1.79E-03 2.32E-04 -6.22E-05 4.50E-06
23 3.57E+00 3.05E-02 -6.30E-03 5.81E-04 -1.09E-04 1.04E-05 -2.94E-07
群間隔
m W M T
2 0.3798570 1.3377592 0.3810934
9 0.4375511 0.3095757 0.2003101
15 3.7525477 0.8314666 0.1997644
23 0.4012059 2.4921402 4.1903461
FGi/|F|
i=1 i=2 i=3
1.0480 6.8326 0.9020
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．８
ズーム比＝２．８倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝２９．８３ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝３．６ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 3.6000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 0.3798570
3 INFINITY 0.0999985
4 4.8388758 0.5000007 1.82080 42.71
5 2.6646485 0.1362892
6 5.4646156 1.3860729 1.49700 81.61
7 -1.5641059 0.1017730
8 -2.7956111 1.1889590 1.63219 23.42
9 -3.4182768 0.4375511
10 -123.2294313 3.3035354 1.85135 40.10
11 -4.3611938 1.2930171
12 -0.6692682 2.4326163 1.53116 56.15
13 -1.3616053 0.1498654
14 -4.4292473 2.9041824 1.58547 29.90
15 -10.7439359 3.7525477
16 3.9147966 0.9428957 1.49700 81.61
17 -4.2056110 0.1016232
18 4.6754001 0.9514837 1.49700 81.61
19 56.7714551 0.1284992
20 -10.1867797 0.9198267 1.80610 33.27
21 4.1504703 0.7086235
22 2.1446065 2.4254184 1.53116 56.15
23 10.1449975 0.4012059
24 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
25 INFINITY 1.2822941
非球面係数
m K A B C D E F
4 -4.57E+00 -6.62E-02 -1.06E-01 4.19E-01 -8.37E-01 8.01E-01 -2.81E-01
5 8.15E-01 -1.19E-01 6.30E-02 -1.22E-01 1.83E-01 -1.11E-01 2.11E-02
6 1.37E+00 -3.88E-02 2.03E-02 -4.38E-02 8.10E-02 -4.68E-02 7.51E-03
7 -3.11E-01 -3.09E-03 1.37E-02 -2.40E-02 1.44E-02 -3.93E-03 3.36E-04
8 -2.02E+00 -3.02E-02 5.97E-03 -2.21E-02 1.23E-02 -3.00E-03 2.26E-04
9 -2.99E-01 -8.48E-03 2.65E-03 -3.65E-03 1.30E-03 -1.90E-04 1.06E-05
10 -2.41E-01 2.63E-03 9.87E-05 -1.12E-04 8.78E-06 1.99E-06 -8.08E-08
11 6.23E-02 1.23E-02 -9.43E-03 2.73E-03 -4.10E-04 3.84E-05 -1.64E-06
12 -3.21E+00 1.01E-02 -1.28E-02 6.24E-03 -2.07E-03 3.20E-04 -1.44E-05
13 -1.22E+00 3.61E-02 -9.56E-03 1.39E-03 -9.22E-05 2.15E-06 -4.19E-08
14 1.98E+00 4.38E-02 -3.83E-03 5.66E-05 1.05E-04 -1.57E-05 5.39E-07
15 2.31E+00 -1.03E-02 3.28E-03 -9.31E-04 1.39E-04 -1.21E-05 4.68E-07
16 -2.43E+00 -2.88E-03 -1.68E-03 7.24E-04 -9.04E-04 2.31E-04 -1.79E-05
17 -1.26E+01 -4.37E-03 5.44E-05 -1.38E-03 4.36E-04 -5.82E-05 3.08E-06
18 -1.92E+00 9.39E-03 -4.53E-03 7.01E-04 4.18E-04 -9.42E-05 5.62E-06
19 2.43E-01 -3.32E-02 5.30E-03 2.29E-04 -7.78E-04 2.54E-04 -1.14E-05
20 1.07E+01 8.61E-03 3.06E-03 -1.32E-03 -5.07E-04 2.80E-04 -1.77E-05
21 5.17E+00 -1.75E-02 1.64E-02 -7.22E-03 1.75E-04 2.99E-04 -2.86E-05
22 -2.14E+00 -1.95E-02 5.32E-03 -1.79E-03 2.32E-04 -6.22E-05 4.50E-06
23 3.57E+00 3.05E-02 -6.30E-03 5.81E-04 -1.09E-04 1.04E-05 -2.94E-07
群間隔
m W M T
2 0.3798570 1.3377592 0.3810934
9 0.4375511 0.3095757 0.2003101
15 3.7525477 0.8314666 0.1997644
23 0.4012059 2.4921402 4.1903461
FGi/|F|
i=1 i=2 i=3
1.0480 6.8326 0.9020
本実施例における、各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜の数値は、表１に示した条件を満たしていることが分かる。また、Ｖ端光束の最大光束幅が３．６ｍｍであるため、画面サイズのＶ方向の数値である３．４１４ｍｍと略同一の数値を実現している。よって、被写体方向の厚みが薄い、薄型の撮像光学系が実現している。さらに、レンズ全長Ｌが、２９．８３ｍｍと短いため、撮像光学系の配置スペースに限りのある小型電子機器に容易に内蔵可能な小型の撮像光学系を提供できる。また本実施例では、Ｌ１３、Ｌ２２、Ｌ２３、およびＬ３４の媒質はプラスチックであり、ガラスモールドレンズに比較して、コストの低減が図れる。
（実施例６）
図１２は、本実施例の撮像光学系１５１の断面図である。撮像光学系１５１は、上記第４の実施の形態で述べた撮像光学系３１の実施例である。図１２に示すように本実施例の撮像光学系１５１は、プリズムＰの後方に正のパワーを有する可動レンズ群である第１群Ｇ１を備え、第１群Ｇ１の後方に正のパワーを有した固定レンズ群である第２群Ｇ２を備え、第２群Ｇ２の後方に正のパワーを有した可動レンズ群である第３群Ｇ３を備える。また、第３群Ｇ３の後方には、赤外線フィルタＩＲＦ、撮像素子５０が順に配置されている。絞りＳは、後述する第３群Ｇ３の第７レンズＬ３２と第８レンズＬ３３の間に配置されている。
図１２は、本実施例の撮像光学系１５１の断面図である。撮像光学系１５１は、上記第４の実施の形態で述べた撮像光学系３１の実施例である。図１２に示すように本実施例の撮像光学系１５１は、プリズムＰの後方に正のパワーを有する可動レンズ群である第１群Ｇ１を備え、第１群Ｇ１の後方に正のパワーを有した固定レンズ群である第２群Ｇ２を備え、第２群Ｇ２の後方に正のパワーを有した可動レンズ群である第３群Ｇ３を備える。また、第３群Ｇ３の後方には、赤外線フィルタＩＲＦ、撮像素子５０が順に配置されている。絞りＳは、後述する第３群Ｇ３の第７レンズＬ３２と第８レンズＬ３３の間に配置されている。
第１群Ｇ１は、両凸レンズである第１レンズＬ１１と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第２レンズＬ１２と、から構成される。
第２群Ｇ２は、両凸レンズである第３レンズＬ２１と、両凹のレンズである第４レンズＬ２２と、両凸のレンズである第５レンズＬ２３と、から構成される。
第３群Ｇ３は、両凸レンズである第６レンズＬ３１と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第７レンズＬ３２と、を備える。さらに、第３群Ｇ３は、第７レンズＬ３２の後方に絞りＳを介して配置される、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第８レンズＬ３３と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第９レンズＬ３４と、を備える。なお、第１群Ｇ１〜第３群Ｇ３における全てのレンズは非球面レンズである。
そして、本実施例の撮像光学系１５１は、第２群Ｇ２を固定とし、第１群Ｇ１と第３群Ｇ３を夫々移動させてズーミングを行い、第１群Ｇ１を動かしてフォーカシングを行う。
以下の表１１に図１２に示した撮像光学系１５１の諸元を示す。
（表１１）
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．８
ズーム比＝２．８倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝３０．００ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝４．０ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 4.0000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 2.2079141
3 4.5739477 5.4175497 1.49700 81.61
4 -2.2511763 0.1727827
5 2.0253995 0.6387439 1.84666 23.78
6 1.2694701 0.7177441
7 6.8499487 1.6255997 1.77250 49.62
8 -1.3308872 0.1137200
9 -1.6696705 0.5000027 1.60342 38.01
10 1.0810322 0.4868751
11 3.8286203 0.5000024 1.78590 43.93
12 -15.7065932 4.2702072
13 5.2991206 3.4398664 1.49700 81.61
14 -2.4270075 0.1000662
15 2.0194998 0.6982299 1.49700 81.61
16 12.7949216 0.1061898
17 INFINITY 0.0999981
18 6.0595334 0.4999981 1.76182 26.61
19 1.4481098 1.4629164
20 1.7256007 0.9734905 1.61881 63.85
21 1.4800396 0.7678123
22 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
23 INFINITY 0.9000385
非球面係数
m K A B C D E F
3 1.11E+00 -2.55E-03 -1.77E-04 -4.26E-06 -3.23E-06 3.81E-07 -3.25E-08
4 -4.81E+00 -4.61E-03 -7.13E-04 4.61E-04 -8.23E-05 6.44E-06 -1.85E-07
5 -5.52E-01 -2.55E-02 -5.41E-03 1.15E-03 -6.53E-05 -2.53E-06 1.21E-07
6 -1.48E+00 -4.68E-02 2.72E-03 7.71E-04 -1.60E-04 1.13E-05 -2.92E-07
7 -3.91E+00 -9.28E-03 6.02E-03 -7.51E-04 1.38E-05 1.07E-06 -2.23E-08
8 -7.84E+00 2.04E-02 5.45E-04 -8.04E-05 -3.14E-05 2.48E-06 -5.62E-08
9 -1.68E+01 1.71E-02 -2.75E-03 5.57E-04 3.86E-06 -4.87E-06 1.14E-07
10 -3.67E+00 -1.11E-02 -3.27E-03 1.67E-04 -1.33E-05 6.32E-06 -1.75E-07
11 -7.45E+00 1.87E-02 -1.57E-02 2.18E-03 -1.08E-04 4.68E-06 -1.08E-07
12 -5.41E+00 2.15E-02 -1.26E-02 2.44E-03 -1.30E-04 -1.52E-06 5.60E-08
13 5.07E+00 -1.19E-02 -3.51E-03 1.09E-03 -3.97E-04 9.00E-05 -7.23E-06
14 -7.19E+00 -6.15E-02 2.48E-02 -5.97E-03 6.83E-04 -3.23E-06 1.95E-06
15 7.77E-01 -2.48E-02 -5.56E-02 6.95E-02 -7.44E-02 3.43E-02 -6.31E-03
16 3.79E+00 -1.05E-01 2.06E-01 -3.07E-01 2.26E-01 -8.64E-02 1.34E-02
18 6.98E+00 -1.99E-01 4.26E-01 -4.80E-01 2.98E-01 -9.00E-02 9.59E-03
19 6.53E-01 -2.95E-01 5.13E-01 -7.46E-01 6.39E-01 -3.05E-01 4.15E-02
20 -1.29E+00 -6.30E-02 4.84E-03 2.18E-03 -1.07E-03 1.65E-04 -9.77E-06
21 -1.04E+00 -8.39E-02 1.48E-02 -1.21E-03 -1.14E-04 1.76E-05 -5.16E-07
群間隔
m W M T
2 2.2079141 1.2393953 0.4227260
6 0.7177441 1.6862628 2.5029321
12 4.2702072 2.2317523 1.0310578
21 0.7678123 2.8062671 4.0069616
FGi/|F|
i=1 i=2 i=3
1.1555 1.9806 0.6513
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．８
ズーム比＝２．８倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝３０．００ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝４．０ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 4.0000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 2.2079141
3 4.5739477 5.4175497 1.49700 81.61
4 -2.2511763 0.1727827
5 2.0253995 0.6387439 1.84666 23.78
6 1.2694701 0.7177441
7 6.8499487 1.6255997 1.77250 49.62
8 -1.3308872 0.1137200
9 -1.6696705 0.5000027 1.60342 38.01
10 1.0810322 0.4868751
11 3.8286203 0.5000024 1.78590 43.93
12 -15.7065932 4.2702072
13 5.2991206 3.4398664 1.49700 81.61
14 -2.4270075 0.1000662
15 2.0194998 0.6982299 1.49700 81.61
16 12.7949216 0.1061898
17 INFINITY 0.0999981
18 6.0595334 0.4999981 1.76182 26.61
19 1.4481098 1.4629164
20 1.7256007 0.9734905 1.61881 63.85
21 1.4800396 0.7678123
22 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
23 INFINITY 0.9000385
非球面係数
m K A B C D E F
3 1.11E+00 -2.55E-03 -1.77E-04 -4.26E-06 -3.23E-06 3.81E-07 -3.25E-08
4 -4.81E+00 -4.61E-03 -7.13E-04 4.61E-04 -8.23E-05 6.44E-06 -1.85E-07
5 -5.52E-01 -2.55E-02 -5.41E-03 1.15E-03 -6.53E-05 -2.53E-06 1.21E-07
6 -1.48E+00 -4.68E-02 2.72E-03 7.71E-04 -1.60E-04 1.13E-05 -2.92E-07
7 -3.91E+00 -9.28E-03 6.02E-03 -7.51E-04 1.38E-05 1.07E-06 -2.23E-08
8 -7.84E+00 2.04E-02 5.45E-04 -8.04E-05 -3.14E-05 2.48E-06 -5.62E-08
9 -1.68E+01 1.71E-02 -2.75E-03 5.57E-04 3.86E-06 -4.87E-06 1.14E-07
10 -3.67E+00 -1.11E-02 -3.27E-03 1.67E-04 -1.33E-05 6.32E-06 -1.75E-07
11 -7.45E+00 1.87E-02 -1.57E-02 2.18E-03 -1.08E-04 4.68E-06 -1.08E-07
12 -5.41E+00 2.15E-02 -1.26E-02 2.44E-03 -1.30E-04 -1.52E-06 5.60E-08
13 5.07E+00 -1.19E-02 -3.51E-03 1.09E-03 -3.97E-04 9.00E-05 -7.23E-06
14 -7.19E+00 -6.15E-02 2.48E-02 -5.97E-03 6.83E-04 -3.23E-06 1.95E-06
15 7.77E-01 -2.48E-02 -5.56E-02 6.95E-02 -7.44E-02 3.43E-02 -6.31E-03
16 3.79E+00 -1.05E-01 2.06E-01 -3.07E-01 2.26E-01 -8.64E-02 1.34E-02
18 6.98E+00 -1.99E-01 4.26E-01 -4.80E-01 2.98E-01 -9.00E-02 9.59E-03
19 6.53E-01 -2.95E-01 5.13E-01 -7.46E-01 6.39E-01 -3.05E-01 4.15E-02
20 -1.29E+00 -6.30E-02 4.84E-03 2.18E-03 -1.07E-03 1.65E-04 -9.77E-06
21 -1.04E+00 -8.39E-02 1.48E-02 -1.21E-03 -1.14E-04 1.76E-05 -5.16E-07
群間隔
m W M T
2 2.2079141 1.2393953 0.4227260
6 0.7177441 1.6862628 2.5029321
12 4.2702072 2.2317523 1.0310578
21 0.7678123 2.8062671 4.0069616
FGi/|F|
i=1 i=2 i=3
1.1555 1.9806 0.6513
本実施例における、各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜の数値は、表４に示した条件を満たしていることが分かる。また、Ｖ端光束の最大光束幅が４．０ｍｍであるため、画面サイズのＶ方向の数値である３．４１４ｍｍに近い数値を実現している。よって、被写体方向の厚みが薄い、薄型の撮像光学系が実現している。さらに、レンズ全長Ｌが、３０．００ｍｍと短いため、撮像光学系の配置スペースに限りのある小型電子機器に容易に内蔵可能な小型の撮像光学系を提供できる。
（実施例７）
図１３は、本実施例の撮像光学系１６１の断面図である。撮像光学系１６１は、上記第５の実施の形態で述べた撮像光学系４１の実施例である。図１３に示すように本実施例の撮像光学系１６１は、プリズムＰの後方に正のパワーを有する可動レンズ群である第１群Ｇ１を備え、第１群Ｇ１の後方に正のパワーを有した固定レンズ群である第２群Ｇ２を備え、第２群Ｇ２の後方に正のパワーを有した可動レンズ群である第３群Ｇ３を備える。また、第３群Ｇ３の後方には、赤外線フィルタＩＲＦ、撮像素子５０が順に配置されている。絞りＳは、プリズムＰの後面に配置されている。
（実施例７）
図１３は、本実施例の撮像光学系１６１の断面図である。撮像光学系１６１は、上記第５の実施の形態で述べた撮像光学系４１の実施例である。図１３に示すように本実施例の撮像光学系１６１は、プリズムＰの後方に正のパワーを有する可動レンズ群である第１群Ｇ１を備え、第１群Ｇ１の後方に正のパワーを有した固定レンズ群である第２群Ｇ２を備え、第２群Ｇ２の後方に正のパワーを有した可動レンズ群である第３群Ｇ３を備える。また、第３群Ｇ３の後方には、赤外線フィルタＩＲＦ、撮像素子５０が順に配置されている。絞りＳは、プリズムＰの後面に配置されている。
第１群Ｇ１は、両凸レンズである第１レンズＬ１１と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第２レンズＬ１２と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第３レンズＬ１３とから構成される。
第２群Ｇ２は、両凸レンズである第４レンズＬ２１と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第５レンズＬ２２と、両凸レンズである第６レンズＬ２３と、から構成される。
第３群Ｇ３は、両凹のレンズである第７レンズＬ３１と、両凸レンズである第８レンズＬ３２と、両凸レンズである第９レンズＬ３３と、から構成される。なお、第１群Ｇ１〜第３群Ｇ３における全てのレンズは非球面レンズである。
そして、本実施例の撮像光学系１６１は、第２群Ｇ２を固定とし、第１群Ｇ１と第３群Ｇ３を連結して連動させて移動させることでズーミングを行う。フォーカシングは、機械的には行わず、ＥＤｏＦ機能で行う。
以下の表１２に図１３に示した撮像光学系１６１の諸元を示す。
（表１２）
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．８
ズーム比＝２．８倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝３０．００ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝４．０ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 4.0000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 2.1462235
3 12.6001285 1.8618164 1.49700 81.61
4 -2.4284901 0.1000558
5 5.1981612 0.8151989 1.72916 54.67
6 4.0406229 0.1317719
7 6.1672123 0.5000621 1.84666 23.78
8 2.5408776 0.6178767
9 7.0903482 2.0309815 1.72916 54.67
10 -1.0205849 0.0999677
11 2.0981862 0.5002233 1.84666 23.78
12 0.6066385 0.6924815
13 1.8469872 1.5414085 1.83400 37.34
14 -4.7293457 2.7002593
15 -1.2056392 0.5003516 1.69895 30.05
16 5.2124305 0.1017965
17 5.6816834 1.1506070 1.72916 54.67
18 -2.6666111 0.0999953
19 1.8941035 5.6019242 1.49700 81.61
20 -10.9930092 3.3309219
21 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
22 INFINITY 1.1735813
非球面係数
m K A B C D E F
3 5.98E+00 -4.41E-03 -7.71E-03 1.97E-03 -1.37E-04 -6.81E-06 5.21E-07
4 -1.16E-01 -5.61E-04 -1.53E-03 -1.87E-04 1.72E-04 -1.75E-05 5.97E-07
5 1.57E+00 -3.55E-02 2.75E-03 -1.57E-04 3.38E-05 -2.42E-06 3.76E-08
6 1.06E+00 -7.31E-02 1.31E-02 -2.48E-03 3.04E-04 -1.91E-05 5.35E-07
7 3.32E+00 -4.80E-02 6.06E-03 -1.04E-03 1.41E-04 -9.36E-06 3.08E-07
8 -8.13E-01 -2.88E-02 3.10E-03 -2.43E-04 -4.12E-06 2.00E-06 -4.74E-08
9 3.03E+00 -2.37E-03 -4.86E-03 1.04E-03 -9.09E-05 4.25E-06 -8.59E-08
10 -4.63E+00 -4.81E-03 -1.96E-03 4.36E-04 -2.27E-05 4.54E-07 2.84E-09
11 -1.16E+01 -5.12E-02 1.81E-02 -2.13E-03 1.08E-04 -2.70E-06 5.38E-08
12 -2.40E+00 -5.94E-02 2.02E-02 -1.93E-03 -8.55E-05 1.99E-05 -6.24E-07
13 -1.98E+01 4.41E-02 -1.34E-02 1.89E-03 -9.73E-05 1.37E-06 -2.88E-08
14 -6.18E+00 5.78E-03 2.74E-03 -1.30E-03 2.79E-04 -2.63E-05 9.19E-07
15 -8.56E-01 7.68E-02 -5.10E-02 4.08E-02 -1.72E-02 3.54E-03 -2.93E-04
16 -1.75E+01 -4.66E-02 -1.47E-03 1.33E-02 -5.40E-03 8.69E-04 -5.00E-05
17 -1.95E-01 -4.35E-02 5.03E-03 4.24E-03 -2.03E-03 3.50E-04 -2.08E-05
18 -1.60E+00 -2.80E-04 9.32E-04 -2.10E-05 -3.07E-04 8.12E-05 -5.27E-06
19 -9.59E-01 -8.20E-03 1.63E-03 -2.44E-04 -6.22E-05 3.61E-05 -4.59E-06
20 4.92E+00 1.37E-03 2.10E-02 -1.82E-02 1.01E-02 -2.50E-03 2.43E-04
群間隔
m W M T
2 2.1462235 0.7959062 0.1997339
8 0.6178767 1.9681939 2.5643663
14 2.7002593 1.3499421 0.7537697
20 3.3309219 4.6812391 5.2774115
FGi/|F|
i=1 i=2 i=3
2.1442 0.5529 0.7597
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．８
ズーム比＝２．８倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝３０．００ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝４．０ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 4.0000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 2.1462235
3 12.6001285 1.8618164 1.49700 81.61
4 -2.4284901 0.1000558
5 5.1981612 0.8151989 1.72916 54.67
6 4.0406229 0.1317719
7 6.1672123 0.5000621 1.84666 23.78
8 2.5408776 0.6178767
9 7.0903482 2.0309815 1.72916 54.67
10 -1.0205849 0.0999677
11 2.0981862 0.5002233 1.84666 23.78
12 0.6066385 0.6924815
13 1.8469872 1.5414085 1.83400 37.34
14 -4.7293457 2.7002593
15 -1.2056392 0.5003516 1.69895 30.05
16 5.2124305 0.1017965
17 5.6816834 1.1506070 1.72916 54.67
18 -2.6666111 0.0999953
19 1.8941035 5.6019242 1.49700 81.61
20 -10.9930092 3.3309219
21 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
22 INFINITY 1.1735813
非球面係数
m K A B C D E F
3 5.98E+00 -4.41E-03 -7.71E-03 1.97E-03 -1.37E-04 -6.81E-06 5.21E-07
4 -1.16E-01 -5.61E-04 -1.53E-03 -1.87E-04 1.72E-04 -1.75E-05 5.97E-07
5 1.57E+00 -3.55E-02 2.75E-03 -1.57E-04 3.38E-05 -2.42E-06 3.76E-08
6 1.06E+00 -7.31E-02 1.31E-02 -2.48E-03 3.04E-04 -1.91E-05 5.35E-07
7 3.32E+00 -4.80E-02 6.06E-03 -1.04E-03 1.41E-04 -9.36E-06 3.08E-07
8 -8.13E-01 -2.88E-02 3.10E-03 -2.43E-04 -4.12E-06 2.00E-06 -4.74E-08
9 3.03E+00 -2.37E-03 -4.86E-03 1.04E-03 -9.09E-05 4.25E-06 -8.59E-08
10 -4.63E+00 -4.81E-03 -1.96E-03 4.36E-04 -2.27E-05 4.54E-07 2.84E-09
11 -1.16E+01 -5.12E-02 1.81E-02 -2.13E-03 1.08E-04 -2.70E-06 5.38E-08
12 -2.40E+00 -5.94E-02 2.02E-02 -1.93E-03 -8.55E-05 1.99E-05 -6.24E-07
13 -1.98E+01 4.41E-02 -1.34E-02 1.89E-03 -9.73E-05 1.37E-06 -2.88E-08
14 -6.18E+00 5.78E-03 2.74E-03 -1.30E-03 2.79E-04 -2.63E-05 9.19E-07
15 -8.56E-01 7.68E-02 -5.10E-02 4.08E-02 -1.72E-02 3.54E-03 -2.93E-04
16 -1.75E+01 -4.66E-02 -1.47E-03 1.33E-02 -5.40E-03 8.69E-04 -5.00E-05
17 -1.95E-01 -4.35E-02 5.03E-03 4.24E-03 -2.03E-03 3.50E-04 -2.08E-05
18 -1.60E+00 -2.80E-04 9.32E-04 -2.10E-05 -3.07E-04 8.12E-05 -5.27E-06
19 -9.59E-01 -8.20E-03 1.63E-03 -2.44E-04 -6.22E-05 3.61E-05 -4.59E-06
20 4.92E+00 1.37E-03 2.10E-02 -1.82E-02 1.01E-02 -2.50E-03 2.43E-04
群間隔
m W M T
2 2.1462235 0.7959062 0.1997339
8 0.6178767 1.9681939 2.5643663
14 2.7002593 1.3499421 0.7537697
20 3.3309219 4.6812391 5.2774115
FGi/|F|
i=1 i=2 i=3
2.1442 0.5529 0.7597
本実施例における、各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜の数値は、表５に示した条件を満たしていることが分かる。また、Ｖ端光束の最大光束幅が４．０ｍｍであるため、画面サイズのＶ方向の数値である３．４１４ｍｍに近い数値を実現している。よって、被写体方向の厚みが薄い、薄型の撮像光学系が実現している。さらに、レンズ全長Ｌが、３０．００ｍｍと短いため、撮像光学系の配置スペースに限りのある小型電子機器に容易に内蔵可能な小型の撮像光学系を提供できる。
（実施例８）
図１４は、本実施例の撮像光学系１７１の断面図である。この断面図における各レンズの有効径は、Ｖ端の光束に対応するものである。また、撮像素子５０の中心（画面の中心）に投影される光線束と、上下のＶ端の光線束と、を表示している。撮像光学系１７１は、上記第１の実施の形態で述べた撮像光学系１の実施例である。
図１４は、本実施例の撮像光学系１７１の断面図である。この断面図における各レンズの有効径は、Ｖ端の光束に対応するものである。また、撮像素子５０の中心（画面の中心）に投影される光線束と、上下のＶ端の光線束と、を表示している。撮像光学系１７１は、上記第１の実施の形態で述べた撮像光学系１の実施例である。
図１４に示すように本実施例の撮像光学系１７１は、光軸折曲手段としてミラーＲＥＦを備える。そして、ミラーＲＥＦの直前に防護ガラスＰＬを備え、ミラーＲＥＦの後方に順に正のパワーを有する可動レンズ群である第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３を備える。また、第３群Ｇ３の後方には、赤外線フィルタＩＲＦ、撮像素子５０が順に配置されている。絞りＳは、第１群Ｇ１の前端（被写体側）に配置されている。
第１群Ｇ１は、両凸レンズである第１レンズＬ１１と、第２レンズＬ１２及び第３レンズＬ１３の貼り合わせレンズと、から構成される。第２レンズＬ１２は、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズであり、第３レンズＬ１３は、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである。
第２群Ｇ２は、両凸レンズである第４レンズＬ２１と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第５レンズＬ２２と、前面が凹、後面が凸のメニスカスレンズである第６レンズＬ２３と、から構成される。
第３群Ｇ３は、両凸レンズである第７レンズＬ３１と、両凸レンズである第８レンズＬ３２と、絞りＳを介して第８レンズＬ３２の後方に配置される、両凹のレンズである第９レンズＬ３３と、前面が凸、後面が凹のメニスカスレンズである第１０レンズＬ３４と、から構成される。
そして、本実施例の撮像光学系１７１は、第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３を動かしてズーミングを行い、第１群Ｇ１を動かしてフォーカシングを行う。
以下の表１３に図１４に示した撮像光学系１７１の諸元を示す。
（表１３）
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．９５０ｍｍ×２．７８８ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．８
ズーム比＝２．８倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝２８．６７ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝３．２ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 1.6000000
3 INFINITY 2.9730580
4 4.9818867 1.1575082 1.49700 81.61
5 -3.0561432 0.1000132
6 -6.2134953 2.8223455 1.52855 76.98
7 -0.6917349 1.0495017 1.51742 52.15
8 -8.6915278 0.4337890
9 -32.7117591 1.4047689 1.84666 23.78
10 -4.2995937 0.1004266
11 1.1376078 0.5858766 1.85135 40.10
12 0.6341717 1.4652108
13 28.0080988 3.0664414 1.56907 71.30
14 -4.2278748 2.9871782
15 13.1884841 1.8791152 1.49700 81.61
16 -8.2315354 0.1001129
17 1.6754824 0.8633798 1.49700 81.61
18 -11.7006078 0.1028934
19 INFINITY 0.1652987
20 -7.5423713 1.1681193 1.85026 32.27
21 3.2224631 1.1030914
22 1.6331296 1.2526082 1.59240 68.30
23 1.6905282 0.7882906
24 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
25 INFINITY 0.9000528
非球面係数
m K A B C D E F
4 5.56E-01 -2.51E-04 -2.95E-03 4.78E-04 4.09E-05 -1.62E-05 9.63E-07
5 -1.29E+00 2.07E-02 -6.09E-03 1.30E-03 5.83E-05 -4.21E-05 2.94E-06
6 -4.26E-01 2.18E-02 -6.13E-03 2.67E-03 -5.17E-04 4.50E-05 -1.46E-06
7 -1.68E+00 1.19E-02 -1.25E-02 5.61E-04 4.54E-04 -6.71E-05 2.72E-06
8 -1.34E+00 9.33E-04 7.11E-04 -1.83E-04 6.18E-05 -6.22E-06 1.95E-07
9 2.22E+00 2.76E-02 -2.58E-03 -1.38E-04 7.25E-05 -7.49E-06 1.81E-07
10 -2.74E+00 4.54E-02 -5.73E-03 -4.08E-04 1.42E-04 -1.11E-05 2.65E-07
11 -9.34E-01 -8.02E-02 2.72E-02 -7.25E-03 6.92E-04 -1.42E-05 4.28E-07
12 -2.01E+00 -9.21E-03 6.75E-03 -2.46E-03 -2.64E-04 1.20E-04 -4.64E-06
13 -5.01E+00 3.13E-03 -3.06E-03 4.92E-04 -1.94E-04 4.06E-05 -1.48E-06
14 6.43E-01 2.18E-03 -4.16E-04 1.83E-05 2.00E-05 -2.92E-06 9.43E-08
15 1.97E+00 8.05E-03 -8.22E-03 3.80E-03 -1.60E-03 3.96E-04 -3.52E-05
16 -8.62E+00 -4.50E-02 2.16E-02 -1.93E-02 1.03E-02 -2.52E-03 2.25E-04
17 4.47E-01 -6.80E-02 -3.61E-02 4.94E-02 -7.41E-02 3.27E-02 -6.08E-03
18 -2.39E+00 -6.38E-02 8.68E-02 -1.02E-01 3.71E-02 -9.34E-04 -1.18E-03
20 -1.04E+01 -5.19E-02 1.41E-01 -1.23E-01 5.85E-02 -1.21E-02 1.25E-03
21 4.14E+00 -6.21E-02 1.27E-01 -7.35E-02 2.74E-03 2.50E-02 -8.70E-03
22 -3.83E+00 -4.35E-04 -1.43E-02 4.90E-03 -5.70E-04 1.62E-05 -4.14E-07
23 -7.71E-01 -5.80E-02 2.26E-03 6.82E-04 -1.39E-04 6.86E-06 -1.72E-07
群間隔
m W M T
3 2.9730580 3.1311670 2.0274400
8 0.4337890 0.2141259 0.1669172
14 2.9871782 0.8205715 0.2005387
23 0.7882906 3.0169956 4.7882534
FGi/|F|
i=1 i=2 i=3
1.1743 2.6418 0.7947
全体諸元
２ω＝７０°
画面サイズ＝４．９５０ｍｍ×２．７８８ｍｍ （Ｙ＝２．８４５ｍｍ）
ＦＮＯ＝２．８
ズーム比＝２．８倍
Ｆ＝−４．０６３ｍｍ
Ｌ＝２８．６７ｍｍ
Ｖ端光束の最大光束幅＝３．２ｍｍ
レンズデータ
m r d nd νd
1 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
2 INFINITY 1.6000000
3 INFINITY 2.9730580
4 4.9818867 1.1575082 1.49700 81.61
5 -3.0561432 0.1000132
6 -6.2134953 2.8223455 1.52855 76.98
7 -0.6917349 1.0495017 1.51742 52.15
8 -8.6915278 0.4337890
9 -32.7117591 1.4047689 1.84666 23.78
10 -4.2995937 0.1004266
11 1.1376078 0.5858766 1.85135 40.10
12 0.6341717 1.4652108
13 28.0080988 3.0664414 1.56907 71.30
14 -4.2278748 2.9871782
15 13.1884841 1.8791152 1.49700 81.61
16 -8.2315354 0.1001129
17 1.6754824 0.8633798 1.49700 81.61
18 -11.7006078 0.1028934
19 INFINITY 0.1652987
20 -7.5423713 1.1681193 1.85026 32.27
21 3.2224631 1.1030914
22 1.6331296 1.2526082 1.59240 68.30
23 1.6905282 0.7882906
24 INFINITY 0.3000000 1.51680 64.20
25 INFINITY 0.9000528
非球面係数
m K A B C D E F
4 5.56E-01 -2.51E-04 -2.95E-03 4.78E-04 4.09E-05 -1.62E-05 9.63E-07
5 -1.29E+00 2.07E-02 -6.09E-03 1.30E-03 5.83E-05 -4.21E-05 2.94E-06
6 -4.26E-01 2.18E-02 -6.13E-03 2.67E-03 -5.17E-04 4.50E-05 -1.46E-06
7 -1.68E+00 1.19E-02 -1.25E-02 5.61E-04 4.54E-04 -6.71E-05 2.72E-06
8 -1.34E+00 9.33E-04 7.11E-04 -1.83E-04 6.18E-05 -6.22E-06 1.95E-07
9 2.22E+00 2.76E-02 -2.58E-03 -1.38E-04 7.25E-05 -7.49E-06 1.81E-07
10 -2.74E+00 4.54E-02 -5.73E-03 -4.08E-04 1.42E-04 -1.11E-05 2.65E-07
11 -9.34E-01 -8.02E-02 2.72E-02 -7.25E-03 6.92E-04 -1.42E-05 4.28E-07
12 -2.01E+00 -9.21E-03 6.75E-03 -2.46E-03 -2.64E-04 1.20E-04 -4.64E-06
13 -5.01E+00 3.13E-03 -3.06E-03 4.92E-04 -1.94E-04 4.06E-05 -1.48E-06
14 6.43E-01 2.18E-03 -4.16E-04 1.83E-05 2.00E-05 -2.92E-06 9.43E-08
15 1.97E+00 8.05E-03 -8.22E-03 3.80E-03 -1.60E-03 3.96E-04 -3.52E-05
16 -8.62E+00 -4.50E-02 2.16E-02 -1.93E-02 1.03E-02 -2.52E-03 2.25E-04
17 4.47E-01 -6.80E-02 -3.61E-02 4.94E-02 -7.41E-02 3.27E-02 -6.08E-03
18 -2.39E+00 -6.38E-02 8.68E-02 -1.02E-01 3.71E-02 -9.34E-04 -1.18E-03
20 -1.04E+01 -5.19E-02 1.41E-01 -1.23E-01 5.85E-02 -1.21E-02 1.25E-03
21 4.14E+00 -6.21E-02 1.27E-01 -7.35E-02 2.74E-03 2.50E-02 -8.70E-03
22 -3.83E+00 -4.35E-04 -1.43E-02 4.90E-03 -5.70E-04 1.62E-05 -4.14E-07
23 -7.71E-01 -5.80E-02 2.26E-03 6.82E-04 -1.39E-04 6.86E-06 -1.72E-07
群間隔
m W M T
3 2.9730580 3.1311670 2.0274400
8 0.4337890 0.2141259 0.1669172
14 2.9871782 0.8205715 0.2005387
23 0.7882906 3.0169956 4.7882534
FGi/|F|
i=1 i=2 i=3
1.1743 2.6418 0.7947
本実施例における、各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜の数値は、表１に示した条件を満たしていることが分かる。また、Ｖ端光束の最大光束幅が３．２ｍｍであるため、画面サイズのＶ方向の数値である２．７８８ｍｍに近い数値を実現している。よって、被写体方向の厚みが薄い、薄型の撮像光学系が実現している。さらに、レンズ全長Ｌが、２８．６７ｍｍと短いため、撮像光学系の配置スペースに限りのある小型電子機器に容易に内蔵可能な小型の撮像光学系を提供できる。
（実施例全体）
以上の実施例をまとめると、第１の実施の形態で述べた撮像光学系１の実施例は、実施例１、実施例５、及び実施例８である。また、第２の実施の形態で述べた撮像光学系１１の実施例は、実施例２と実施例４である。さらに、第３の実施の形態で述べた撮像光学系２１の実施例は、実施例３、第４の実施の形態で述べた撮像光学系３１の実施例は、実施例６、第５の実施の形態で述べた撮像光学系４１の実施例は、実施例７である。
以上の実施例をまとめると、第１の実施の形態で述べた撮像光学系１の実施例は、実施例１、実施例５、及び実施例８である。また、第２の実施の形態で述べた撮像光学系１１の実施例は、実施例２と実施例４である。さらに、第３の実施の形態で述べた撮像光学系２１の実施例は、実施例３、第４の実施の形態で述べた撮像光学系３１の実施例は、実施例６、第５の実施の形態で述べた撮像光学系４１の実施例は、実施例７である。
また、絞りＳがプリズムＰの後面に配置されているのは、実施例１、実施例４、および実施例７であり、第１群に配置されているのは、実施例２と実施例５であり、第３群に配置されているのは、実施例３、実施例６、および実施例８である。さらに実施例１から実施例７は光軸折曲手段としてプリズムＰを備え、実施例８は光軸折曲手段としてミラーＲＥＦを備える。実施例１と実施例４では、第３群Ｇ３の後に固定群が配置されている。また実施例４と実施例５では、プラスチックの多用によりコストの低減が図れることが示されている。
全体諸元に関しては、すべての実施例で、画角７０°が実現している。画面サイズは、実施例８で４．９５０ｍｍ×２．７８８ｍｍ、その他の実施例で４．５５２ｍｍ×３．４１４ｍｍが設定されている。ワイド端でのＦＮＯは、実施例１で２．４、その他の実施例で２．８が設定されている。ズーム比は、実施例３で３．５倍、その他の実施例で２．８倍が設定されている。撮像光学系の全長は、すべての実施例で３０．００ｍｍ以下とされており、実施例１、実施例２、実施例５、および実施例８では、設計結果として３０．００ｍｍを下回る値となっている。よって、撮像光学系全体の小型化が実現されている。Ｖ端光束の最大光束幅は、実施例８で３．２ｍｍ、実施例１と実施例４で３．４ｍｍ、実施例２と実施例５で３．６ｍｍ、実施例３、実施例６、および実施例７で４．０ｍｍとされいる。
以上のような全体諸元は、それぞれの実施の形態や絞り面の配置などの違いによる、光学系の収差補正能力の違いを示すものではなく、個々の製品における全体諸元の限界とバランスは、性能、コスト、サイズなどの諸要求に基づいて個々に検討されるべきものである。
各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜の数値に関してであるが、表１４に示すように、実施例１、２、４〜８を集計して、第１群Ｇ１は、最小が０．８８７１、最大が２．１４４２であった。また、第２群Ｇ２は、最小が０．５５２９、最大が６．８３２６、第３群Ｇ３は、最小が０．６５１３、最大が０．９２８４であった。よって、各群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の各群の焦点距離（ＦＧｉ）／｜ワイド端での全体の焦点距離（Ｆ）｜に関して、実施の形態で述べた範囲が妥当であることがわかる。
（表１４）
最小値 最大値
第１群Ｇ１ 0.8871 2.1442
第２群Ｇ２ 0.5529 6.8326
第３群Ｇ３ 0.6513 0.9284
最小値 最大値
第１群Ｇ１ 0.8871 2.1442
第２群Ｇ２ 0.5529 6.8326
第３群Ｇ３ 0.6513 0.9284
本発明の撮像光学系は、携帯電話機や小型のデジタルスチルカメラなど、光学系の配置スペースに限りのある小型電子機器においての利用は当然であるが、小型電子機器以外のレンズを内蔵した機器、又は、一般のカメラの光学系としても利用できる可能性がある。
１、１１、２１、３１、４１、１０１、１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１、１７１ 撮像光学系
５０ 撮像素子
Ｇ１ 第１群
Ｇ２ 第２群
Ｇ３ 第３群
ＧＦ 前群
ＧＲ 後群
ＰＬ 防護ガラス
ＩＲＦ 赤外線フィルタ
Ｐ プリズム
ＲＥＦ ミラー
Ｓ 絞り
ＩＩ 中間像
Ｏ 中心軸
５０ 撮像素子
Ｇ１ 第１群
Ｇ２ 第２群
Ｇ３ 第３群
ＧＦ 前群
ＧＲ 後群
ＰＬ 防護ガラス
ＩＲＦ 赤外線フィルタ
Ｐ プリズム
ＲＥＦ ミラー
Ｓ 絞り
ＩＩ 中間像
Ｏ 中心軸
Claims (17)
- 倍率調整を可能とする倍率調整機能を備えた撮像光学系であって、
被写体側に、光軸を折曲げる機能を有した光軸折曲手段が配置され、
前記光軸折曲手段の後方に順に、実像である中間像を生成する正のパワーを有した第１群と、
軸外光束の方向を中心軸側に屈折させる正のパワーを有した第２群と、
前記中間像を撮像素子に結像させる正のパワーを有した第３群と、
を少なくとも備えたことを特徴とする撮像光学系。 - 前記光軸折曲手段は、被写体方向と前記撮像素子の短方向とが平行となるように前記光軸を折曲げる機能を有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。
- 前記光軸折曲手段は、プリズム又はミラーであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像光学系。
- 前記第１群、前記第２群、前記第３群は、一枚のレンズ、又は、レンズ群により構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の撮像光学系。
- 少なくとも前記第３群が前記倍率調整のために可動とされたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮像光学系。
- 前記第１群、前記第２群、前記第３群で前記倍率調整を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の撮像光学系。
- 前記第２群及び前記第３群で前記倍率調整を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の撮像光学系。
- 前記第１群及び前記第３群で前記倍率調整を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の撮像光学系。
- 焦点調整を行う焦点調整機能を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の撮像光学系。
- 前記第１群が焦点調整のために可動とされたことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の撮像光学系。
- 前記第１群と前記第３群が連結され、連動して移動することにより前記倍率調整を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の撮像光学系。
- 各群の焦点距離をワイド端での全体の焦点距離の絶対値で割った値は、
前記第１群が、最小で０．５、最大で３．０、
前記第２群が、０．５以上、
前記第３群が、最小で０．５、最大で１．５
の範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の撮像光学系。 - 前記第１群と前記第２群との距離が固定されて前群を構成し、前記第３群が後群を構成し、前記前群と後群とで前記倍率調整を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の撮像光学系。
- 前記前群が焦点調整のために可動とされたことを特徴とする請求項１３に記載の撮像光学系。
- 各群の焦点距離をワイド端での焦点距離の絶対値で割った値は、
前記前群が、最小で０．５、最大で３．０、
前記後群が、最小で０．５、最大で１．５
の範囲内にあることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の撮像光学系。 - 前記第１群の前方、及び又は、前記第３群の後方に固定レンズ、又は、固定レンズ群を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の撮像光学系。
- 前記光軸折曲手段の前方に光学部品を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の撮像光学系。
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