JP4981466B2 - 光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は光学系及びそれを有する撮像装置に関し、特にレンズ全長が短く、コンパクトでありながらバックフォーカスが比較的長い、例えばビデオカメラやデジタルカメラ等に好適なものである。

近年、撮像素子を用いた小型のビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像装置（光学機器）が種々と開発されている。このビデオカメラやデジタルカメラ等に搭載される光学系（レンズ系）として、物体側（被写体側）から像側へ順に負、正、負、正レンズの４枚構成の光学系が知られている（特許文献１〜６参照）。

特許文献１の光学系は物体側が凸面でメニスカス形状の負の屈折力の第１レンズと、両レンズ面が凸面の正の屈折力の第２レンズと、両レンズ面が凹面の第３レンズと、像側の面が非球面形状の正の屈折力の第４レンズの４枚のレンズより成っている。

特許文献２の光学系は物体側から像側に順に、像側が凹面で負の屈折力の第１レンズと、絞りと、物体側が凸面で正の屈折力の第２レンズと、物体側が凹面で負の屈折力の第３レンズとを備えている。さらに像側が、近軸領域(中心領域)において像側に凸で、かつ、レンズ周辺に行くほど正の屈折力が弱くなるような非球面形状の第４レンズより成っている。

特許文献３のレンズ系は被写体側より像側に順に、被写体側が凸面でメニスカス形状の負の屈折力の第１レンズと、物体側が凸面の正の屈折力の第２レンズと、物体側が凹面の負の屈折力の第３レンズと、像側が凸面の正の屈折力の第４レンズより成っている。

特許文献４の撮影レンズは物体側より像側に順に、像側が凹面の負の屈折力の第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力の第２レンズと、両レンズ面が凹面の負の屈折力の第３レンズと、像側が凸面の正の屈折力の第４レンズより成っている。

特許文献１〜４に開示されている光学系は、いずれも画角が６４度以下である。

特許文献５では画角７０度以上の内視鏡の広画角の対物レンズを開示している。

特許文献５では第１レンズと第２レンズとの間に光路折り曲げ用の反射部材を設けている。

特許文献６では第１レンズと第２レンズとの間に光路折り曲げ用の反射部材を設けた画角が６８度の比較的広画角な撮影レンズを開示している。
特開２００３−１９５１６３号公報 特開２００３−３０７６７１号公報 特開２００４−５３８１３号公報 特開２００４−２４０１２３号公報 特開平１０−３０１０２３号公報 特開２００３−１６１８７８号公報

前述した物体側から像側へ順に、負、正、負、正の第１〜第４レンズの４つのレンズより成る光学系は撮影画角の広画角化が容易である。しかしながら、全系の小型化を図りつつ、バックフォーカスが長く広画角（例えば画角７０度以上）で画面全体にわたり高い光学性能を得るには、４つのレンズ構成をバランス良く適切に設定することが重要になってくる。

例えば第１レンズのレンズ形状、第１レンズと第２レンズとの間隔、そして第２レンズのパワー等を適切に設定しないと、全系が小型で画面全体にわたり高い光学性能を有した撮影光学系を得るのが難しくなってくる。

特許文献１の実施例では全系の焦点距離に比べて両レンズ面が凸面の第２レンズの厚みが大きく、レンズ系全体が大型化する傾向がある。

特許文献２の実施例１−１、１−２では全系の焦点距離に比べて、第１レンズと第２レンズの間隔が大きくレンズ全長が長くなり、さらに第１レンズの外径も大きくなるため、レンズ系全体の小型化が難しい。

また実施例２−１、２−２ではレンズ全長を短くする為に全系の焦点距離に比べ、第１レンズと第２レンズの間隔を近づけすぎている為、諸収差の補正が困難になり、諸収差を補正するために非球面を３面使用している。このため製造に対する敏感度が高くなっている。

特許文献３の実施例では諸収差を補正するために、非球面を５〜８面使用しており、製造に対する敏感度が高くなるため、製造が難しい。

特許文献４の実施例では最終レンズの両面を非球面形状にしている。このため製造に対する敏感度が高くなる場合がある。

特許文献５の光学系は、内視鏡用途であるため、歪曲が１０％以上であり、像面湾曲・非点収差も大きい。

特許文献６は、第２レンズの焦点距離が全系の焦点距離に比べて小さく、光学系全体が大型化しやすく、また非点収差が増大する傾向がある。

本発明はバックフォーカスが比較的長く、全系が小型で画面中心から画面周辺に至るまで収差が良好に補正された光学系及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。

本発明の光学系は、物体側より像側へ順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力の第１レンズ、正の屈折力の第２レンズ、負の屈折力の第３レンズ、正の屈折力の第４レンズより構成される光学系であって、前記第１レンズと前記第２レンズの間隔をＤ２、前記第１レンズの像側の面の曲率半径をＧ１Ｒ２、前記第２レンズの物体側の面の曲率半径をＧ２Ｒ１、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、全系の焦点距離をｆとするとき、
１．０＜Ｄ２／ｆ＜２．５
０．４＜Ｇ１Ｒ２／Ｇ２Ｒ１＜１．２
０．８＜ｆ２／ｆ≦１．１５７
なる条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば４枚のレンズ構成で全系が小型で撮影画角が広画角で画面中心から画面周辺に至るまで収差が良好に補正された光学系及びそれを有する撮像装置を達成することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

本発明の光学系は、物体側より像側へ順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力の第１レンズＧ１、正の屈折力の第２レンズＧ２、負の屈折力の第３レンズＧ３、正の屈折力の第４レンズＧ４を有する光学系である。

そして第１レンズＧ１と第２レンズの間隔Ｄ２、第１レンズＧ１のレンズ形状、そして第２レンズＧ２の焦点距離ｆ２等を適切に設定している。

図１は本発明の実施例１のレンズ断面図、図２は本発明の実施例１の縦収差図である。図３は、本発明の実施例２のレンズ断面図、図４は本発明の実施例２の縦収差図である。
図５は、本発明の実施例３のレンズ断面図、図６は本発明の実施例３の縦収差図である。
図７は、本発明の実施例４のレンズ断面図、図８は本発明の実施例４の縦収差図である。
図９は本発明の実施例５のレンズ断面図、図１０は本発明の実施例５の縦収差図である。
図１１は本発明の実施例６のレンズ断面図、図１２は本発明の実施例６の縦収差図である。
図１３は本発明の実施例７のレンズ断面図、図１４は本発明の実施例７の縦収差図である。
図１５は本発明の撮像装置の説明図である。図１６は本発明の撮像装置の説明図である。

レンズ断面図において左方が物体側（被写体側）で、右方が像側である。

各レンズ断面図においてＧＢは光学系（レンズ系）である。本実施例の光学系ＧＢは物
体側から像側へ順に、物体側が凸面でメニスカス形状の負の屈折力の第１レンズＧ１、両レンズ面が凸面の正の屈折力の第２レンズＧ２、両レンズ面が凹面の負の屈折力の第３レンズＧ３、正の屈折力の第４レンズＧ４より構成されている。

尚、第１レンズＧ１の物体側又は／及び第４レンズＧ４の像側に光学的パワーのない又は光学的パワーの非常に小さな（全系の焦点距離の１／５０以上）光学部材が配置される場合がある。

ＳはＦナンバーを決定する絞り部材（開口絞り）であり、第１レンズＧ１と第２レンズＧ２の間または第２レンズＧ２と第３レンズＧ３の間に配置されている。

ＧＬは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する感光面が置かれる。

図９、図１１においてＰは光路折り曲げ用の反射面ＭＲを含む反射部材である。

反射部材Ｐは、光学ブロックより成り、第１レンズＧ１と第２レンズＧ２との間に配置され、光軸Ｌａ上の光路を折り曲げている。

Ｐａは反射部材Ｐの入射面、Ｐｂは反射部材の射出面であり、いずれも光軸Ｌａに対し、垂直となっている。反射面ＭＲの法線と光軸Ｌａとのなす角は４５度である。

尚、縦収差図においてＦｎｏはＦナンバー、ｙは像高、ｄはｄ線、ｇはｇ線、ＣはＣ線、ＦはＦ線の収差を示す。Ｍはメリディオナル断面、Ｓはサジタル断面の収差である。またＳ．Ａ．は球面収差、ＡＳは非点収差、ＤＩＳＴは歪曲収差である。

各実施例において、第１レンズＧ１と第２レンズＧ２の間隔をＤ２とする。但し第１レンズＧ１と第２レンズＧ２との間に、図９や図１１に示すような屈折力のない反射部材（プリズムＰ）があるときは該反射部材の長さは空気に換算した空気換算長である。即ち、
反射部材Ｐの光軸方向の長さをＬ、反射部材Ｐの材料の屈折率をＮとするとき、反射部材Ｐの空気換算長Ｌｃは
Ｌｃ＝Ｌ／Ｎ
である。

第１レンズＧ１の像側の面の曲率半径をＧ１Ｒ２、第２レンズＧ２の物体側の面の曲率半径をＧ２Ｒ１とする。

第２レンズＧ２の焦点距離をｆ２とする。

全系の焦点距離をｆとする。このとき
１．０＜Ｄ２／ｆ＜２．５ ‥‥‥（１）
０．４＜Ｇ１Ｒ２／Ｇ２Ｒ１＜１．２ ‥‥‥（２）
０．８＜ｆ２／ｆ≦１．１５７ ‥‥‥（３）
なる条件を満足している。

次に上記の各条件式（１）〜（３）の技術的意味について説明する。

条件式（１）〜（３）は各々第１、第２レンズＧ１、Ｇ２の平行偏芯と傾き偏芯に対する敏感度の低減及びレンズ系全体の小型化を効率的に図るための条件である。

条件式（１）の下限値を越えると第１レンズＧ１と第２レンズＧ２のレンズ間隔が狭まり、主に像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差などの補正が困難になる。この結果、広画角化を図った際に画面中心から画面周辺に至るまで良好なる光学性能を保つことが難しくなる。

又、偏芯方向や傾き方向に対する光学性能の敏感度が高くなり、製造及び組立て等が困難になってくる。

条件式（１）の上限値を超えると全系の焦点距離に対してレンズ全長が長くなり、レンズ系全体の小型化の妨げになる。また沈胴を考慮した場合、沈胴する際のストローク長が長くなるため、沈胴した際の平行及び傾きのずれ量が大きくなり、光学性能の劣化につながる。

条件式（２）の下限値を下回ると第１レンズＧ１のパワーが強まり、敏感度が高くなり、製造および組立てが困難になる。さらに第１レンズＧ１を沈胴とした場合、平行偏芯・傾き偏芯のずれにより、画面周辺の光学性能が劣化してくる。また像面湾曲、非点収差が増大してくる。

また、第１レンズＧ１の像側の面の曲率半径が小さくなり、製造が困難となる。

さらに第１レンズＧ１またはレンズ全体でフォーカスをする際に、至近物体のフォーカスしたときの光学性能が悪化する。

条件式（２）の上限値を超えるとレンズ全長と前玉有効径が大きくなり全系が大型化してしまう。また、画面周辺の光量が少なくなってくるので良くない。

条件式（３）の下限値を越えて、第２レンズＧ２のパワー（屈折力）が強まりすぎると、敏感度が高くなり、製造及び組立て等が困難になる。また像面湾曲、非点収差等が多く生じてくる。条件式（３）の上限値を超えて第２レンズＧ２のパワーが弱くなりすぎるとバックフォーカスが長くなり、全系が大型化してくるので良くない。

尚、更に望ましくは上述の条件式（１）〜（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

１．１＜Ｄ２／ｆ＜２．３ ‥‥‥（１ａ）
０．４５＜Ｇ１Ｒ２／Ｇ２Ｒ１＜１．１７ ‥‥‥（２ａ）
０．８１＜ｆ２／ｆ≦１．１５７ ‥‥‥（３ａ）
これらの条件式（１ａ）〜（３ａ）の上限値を、条件式（１）〜（３）の上限値としても良く、また条件式（１ａ）〜（３ａ）の下限値を、条件式（１）〜（３）の下限値としても良い。勿論、後述する条件式（４）〜（６）と条件式（４ａ）〜（６ａ）に関しても同様である。

以上のように各実施例によれば、第１レンズの各レンズ面の曲率や第２レンズのパワー等を適切にすることにより４枚のレンズ構成で簡易に組立でき、沈胴長が短く、画面中心から画面周辺まで収差が良好に補正された小型で広画角の光学系を得ることができる。

さらに開口効率が高く、画面周辺の光量を十分に確保することができるため、画角７０°を超える広画角で明るい光学系が得られる。上述の構成を満足することによって、前述の課題を解決することができる。

また、本実施例において、上述の構成に加えてさらに望ましくは次の条件式（４）、（５）、（６）のうち１以上を満足するのが良い。以下の条件式を満足すれば、以下に記載するそれぞれの条件式の効果を得ることができ、より好ましい光学系を実現することができる。

まず、第１レンズＧ１の物体側の面から第４レンズＧ４の像側の面までの長さをｌｅｎｓＤとし、第３レンズおよび第４レンズの合成焦点距離をｆ３４とする。

但しレンズ間に屈折力のないプリズム等の反射部材が配置されているときは、前述の如くプリズムの長さは空気換算長とした値を用いる。

第１レンズＧ１の焦点距離をｆ１とする。このとき
２．３＜ｌｅｎｓＤ／ｆ＜４．０ ‥‥‥（４）
１．４＜|ｆ１／ｆ|＜２．３ ‥‥‥（５）
−０．５ < ｆ／ｆ３４ < ０．３５ ‥‥‥（６）
なる条件を満足することである。

次に上記の条件式（４）、（５）、（６）の技術的意味について説明する。

条件式（４）は主にレンズ系全体の小型化および第４レンズＧ４から射出する光束の射出角に関する条件式である。

条件式（４）の下限値を上回ると全系の焦点距離に対してレンズの厚みが大きくなり、射出角が小さくなる。このため、結果的に撮像素子への入射角が小さくなり、色むらや輝度シェーディングの発生を抑制しやすくなる（発生量を小さくしやすくなる）。

条件式（４）の上限値を下回るとレンズ系全体の小型化に有利である。このため、カメラに装着したとき、カメラの大型化を防ぐことができる。

条件式（５）は主に第４レンズＧ４から射出する光束の射出角および、第１レンズＧ１の平行偏芯と傾き偏芯に関する敏感度を低減するための条件式である。

条件式（５）の下限値を上回ると、全系の焦点距離に比べて第１レンズＧ１のパワーが強くなりすぎるのを回避できるため、主に第１レンズＧ１の平行偏芯と傾き偏芯に対する光学性能の劣化の敏感度が低くなる。このため、組立が容易になる。また、第１レンズＧ１の有効径に対して第１レンズＧ１の像側の面の曲率が大きくなるため製造する際の開角が小さくなり、製造が容易になる。

条件式（５）の上限値を下回ると、全系の焦点距離に比べて第１レンズＧ１のパワーが弱くなりすぎるのを回避でき、バックフォーカスを長くするため、撮像素子への入射角が小さくなり、色むらや輝度シェーディングを抑制することができる。
条件式（６）は主に第４レンズＧ４から射出する光束の射出角を緩和する条件式である。条件式（６）の下限値を上回ると第３・第４レンズの負の合成パワーが強まり過ぎず、Ｇ４から射出する光束の射出角が小さくなり、色むらや輝度シェーディングを抑えることができる。条件式（６）の上限値を下回ると第３・第４レンズの正の合成パワーが弱まり、歪曲収差や倍率色収差を小さくすることができる。

尚、さらに望ましくは上述の各条件式（４）、（５）、（６）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

２．３５＜ｌｅｎｓＤ／ｆ＜３．９０ ‥‥‥（４ａ）
１．４２＜|ｆ１／ｆ|＜２．２０ ‥‥‥（５ａ）
−０．４５ < ｆ／ｆ３４ < ０．２５ ‥‥‥（６ａ）
第１レンズＧ１の像側の面は、レンズ中心からレンズ周辺にいくに従って負の屈折力が弱くなる非球面形状とするのが良い。

これによれば、第２レンズＧ２に入射する光線の角度を緩和し、コマ収差：歪曲などの諸収差を良好に補正することができる。又、第１レンズＧ１より像側に配置されたレンズの有効径を小さくすることができる。更に第１レンズＧ１の像側の面の曲率半径が小さくなり、開角が緩和され、製造が容易となる。又、第１レンズＧ１と第２レンズＧ２の平行偏芯や傾き偏芯に対する光学性能の劣化を少なくすることができる。

絞り部材Ｓは数値実施例２、４〜６では第２レンズＧ２と第３レンズＧ３の間に配置されている。これにより第１レンズＧ１を沈胴する場合、絞り部材Ｓを第２レンズＧ２の像側に配置できるため、カメラの沈胴長が短くなり、カメラのさらなる小型化が容易となる。

数値実施例１、３、７では絞り部材Ｓが第１レンズＧ１と第２レンズＧ２の間に配置されている。これにより第４レンズＧ４から射出する光束の射出角の緩和及び画面周辺光量の確保を容易としている。

次に各実施例の具体的なレンズ構成について説明する。

図１の数値実施例１の光学系ＧＢは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズのＧ１、開口絞りＳ、物体側に凸面を向けた正の第２レンズＧ２、両レンズ面が凹形状の負の第３レンズＧ３、両レンズ面が凸形状の第４レンズＧ４で構成されている。

第１レンズＧ１の像側の面と第２レンズＧ２の像側の面を非球面形状にすることにより、主に歪曲収差を良好に補正すると共に、軸外光束の撮像素子への入射角の低減を行っている。

また、第１レンズＧ１の像側の面を非球面形状とすることにより、主に球面収差とコマ収差を補正している。また第２レンズＧ２を薄くし、レンズの薄型化を図っている。

また、第３レンズＧ３と第４レンズＧ４をマージナルコンタクトとすることにより、鏡筒の簡略化、および第３レンズＧ３と第４レンズＧ４間の間隔ずれ・傾き偏芯による光学性能の劣化を防止して、組立やすくしている。

図３の数値実施例２の光学系ＧＢは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズＧ１、物体側に凸面を向けた正の第２レンズＧ２、絞りＳ、両レンズ面が凹形状の第３レンズＧ３と、両レンズ面が凸形状の第４レンズＧ４の接合レンズで構成されている。

第１レンズＧ１の像側の面と第４レンズＧ４の像側の面を非球面形状にすることにより、主に歪曲収差を良好に補正すると共に、軸外光束の撮像素子への入射角の低減を行っている。

また、第３レンズＧ３と第４レンズＧ４を接合レンズとすることにより、色収差の補正および、鏡筒の簡略化を図っている。更に第３レンズＧ３と第４レンズＧ４間の間隔ずれ・傾き偏芯による光学性能の劣化を防止して組立やすくしている。

図５の数値実施例３の光学系ＧＢは、図３の数値実施例２に比べて絞りＳが第１レンズＧ１と第２レンズＧ２との間にある点が異なっているだけであり、その他の構成は同じである。

図７の数値実施例４の光学系ＧＢは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズのＧ１、物体側に凸面を向けた正の第２レンズＧ２、開口絞りＳ、物体側に凹面を向けた負の第３レンズＧ３、像面側に凸面を向けた正の第４レンズＧ４で構成されている。第１レンズＧ１の像側の面と、第４レンズＧ４の物体側と像側の面をいずれも非球面形状にすることにより、主に歪曲収差を良好に補正すると共に、軸外光束の撮像素子への入射角の低減を行っている。

また、第３レンズＧ３と第４レンズＧ４をマージナルコンタクトとすることにより、色収差の補正および、鏡筒の簡略化を図っている。更に第３レンズＧ３と第４レンズＧ４間の間隔ずれ・傾き偏芯による光学性能の劣化を防止して、組立やすくしている。

図９、図１１の数値実施例５、６の光学系ＧＢは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズＧ１、光路を屈曲させる反射面を持つ反射部材（プリズム）Ｐを有している。更に物体側に凸面を向けた正の第２レンズＧ２、開口絞りＳ、両レンズ面が凹形状の第３レンズＧ３と両レンズ面が凸形状の第４レンズＧ４の接合レンズで構成されている。

反射部材Ｐによって光軸上の光路を折り曲げる（好ましくは９０度であるが、８９以上９１度以下でも良いし、構造によっては８０度以上１００度以下の角度でも構わない。）ことにより、カメラの厚み方向の薄型化を図っている。第１レンズＧ１の像側の面と第４レンズＧ４の像側の面を非球面形状にすることにより、主に歪曲収差を良好に補正すると共に、軸外光束の撮像素子への入射角の低減を行っている。

また、第３レンズＧ３と第４レンズＧ４を接合レンズとすることにより、色収差の補正および、鏡筒の簡略化を図っている。

更に第３レンズＧ３と第４レンズＧ４間の間隔ずれ・傾き偏芯による光学性能の劣化を防止して、組立やすくしている。

図１３の数値実施例７の光学系ＧＢは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１レンズのＧ１、開口絞りＳ、物体側に凸面を向けた正の第２レンズＧ２、像側に凹面を向けた負の第３レンズＧ３と両レンズ面が凸形状の第４レンズＧ４で構成されている。第１レンズＧ１の像側の面を非球面形状にすることにより、主に歪曲収差および非点収差を良好に補正している。

また、第２レンズＧ２の物体側と像側の面を非球面形状にすることにより、主に球面収差・コマ収差を良好に補正し、さらに第２レンズＧ２の薄型化を図っている。また、第３レンズＧ３と第４レンズＧ４をマージナルコンタクトすることにより、色収差の補正および、鏡筒の簡略化を図っている。又、第３レンズＧ３と第４レンズＧ４間の間隔ずれ・傾き偏芯による光学性能の劣化を防止し、組立やすくしている。

尚、いずれの実施例も第１レンズＧ１または全体を移動してフォーカスを行っている。

上述のように、各実施例によればレンズ面の曲率やパワー（屈折力）を適切に設定することにより、負、正、負、正レンズの４枚構成で、小型で収差の小さい光学系を得ることができる。

また、各実施例によれば、簡易に組立が可能で、かつ沈胴長が短く、また前玉レンズが小さく、さらに画面周辺まで収差が良好に補正された小型の光学系を得ることができる。更に、光学系の開口効率が上がり、レンズ系の周辺光量を十分に多く確保できるため、比較的広画角な明るい光学系を得ることができる。

さらに実施例５、６では第１レンズＧ１と第２レンズＧ２の間に反射面を持ったプリズム部材より成る反射部材を配置して、光路を屈曲させている。これによれば、カメラの厚み方向（前後方向）のさらなる薄型化を図ることができる。

尚、実施例１〜４、７においても実施例５、６と同様に第１レンズＧ１と第２レンズＧ２との間に光路折り曲げ用の反射部材を配置しても良い。

次に本発明の実施例１〜４、７の光学系を撮影光学系として用いたデジタルカメラ（光学機器）の実施例を図１５を用いて説明する。

図１５において、２０はカメラ本体、２１は本発明の実施例１〜４、７の光学系によって構成された撮影光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光学変換素子）である。２３は固体撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。

図１６は本発明の実施例５、６の光学系を撮像光学系として用いたデジタルカメラの要部概略図である。

図１６において、１０はデジタルカメラ本体、１１は本発明に係る光学系である。１２はカメラ本体に内蔵されたストロボ、１３は外部式ファインダー、１４はシャッターボタンである。１５は本発明に係る光学系のカメラボディー内での概略な光学系配置関係を示す。

このように本発明の光学系をデジタルカメラ等に適用することにより、特にカメラボディー形態を薄型化がなされるような、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。

またこの例では、光学系を横位置撮影時に反射部材で偏向された光軸が上下（垂直）方向になるように配置を行っているが、前記偏向された光軸が左右（水平）方向になるように配置しても良い。

このように本発明の光学系をデジタルスチルカメラの撮影光学系に使用すれば、小型で高性能な撮像装置が実現できる。

次に本発明の実施例１〜７に対応する数値実施例１〜７を示す。各数値実施例においてｆは全系の焦点距離、ｆｎｏはＦナンバー、ｓｉ(ｉ=1〜10)は物体側から数えた第ｉ番目の面、Ｒは曲率半径、Ｄは空気間隔、Ｎｄは各レンズのｄ線における材料の屈折率、νdは各レンズの材料のアッベ数である。

数値実施例１、７の絞りにおける間隔の値が負の値となっているが、これは物体側から絞り、第２レンズの順に各部材の位置を示したためである。

非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直な方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、ｋをコーニック係数（円錐定数）、非球面係数をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅとしたとき次の式で表される。またＥ−ｘは１０^−ｘを示す。

また、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。

本発明の光学系の実施例１のレンズ断面図 本発明の実施例１に対応する数値実施例１の縦収差図 本発明の光学系の実施例２のレンズ断面図 本発明の実施例２に対応する数値実施例２の縦収差図 本発明の光学系の実施例３のレンズ断面図 本発明の実施例３に対応する数値実施例３の縦収差図 本発明の光学系の実施例４のレンズ断面図 本発明の実施例４に対応する数値実施例４の縦収差図 本発明の光学系の実施例５のレンズ断面図 本発明の実施例５に対応する数値実施例５の縦収差図 本発明の光学系の実施例６のレンズ断面図 本発明の実施例６に対応する数値実施例６の縦収差図 本発明の光学系の実施例７のレンズ断面図 本発明の実施例７に対応する数値実施例７の縦収差図 本発明の光学機器（撮像装置）の要部概略図 本発明の光学機器（撮像装置）の要部概略図

符号の説明

ＧＢ 光学系
Ｇ１ 第１レンズ
Ｇ２ 第２レンズ
Ｇ３ 第３レンズ
Ｇ４ 第４レンズ
Ｓ 絞り
ＧＬ 光学ブロック
ＩＰ 像面
Ｓ．Ａ． 球面収差
ＡＳ 非点収差
ＤＩＳＴ 歪曲収差
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
Ｍ メリディオナル像面
Ｓ サジタル像面
Y 撮像面の半対角長（像高）
Ｆｎｏ Ｆナンバー

Claims (8)

1. 物体側より像側へ順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力の第１レンズ、正の屈折力の第２レンズ、負の屈折力の第３レンズ、正の屈折力の第４レンズより構成される光学系であって、前記第１レンズと前記第２レンズの間隔をＤ２、前記第１レンズの像側の面の曲率半径をＧ１Ｒ２、前記第２レンズの物体側の面の曲率半径をＧ２Ｒ１、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、全系の焦点距離をｆとするとき、
   １．０＜Ｄ２／ｆ＜２．５
   ０．４＜Ｇ１Ｒ２／Ｇ２Ｒ１＜１．２
   ０．８＜ｆ２／ｆ≦１．１５７
   なる条件を満足することを特徴とする光学系。
2. 前記第１レンズの物体側の面から前記第４レンズの像側の面までの長さをｌｅｎｓＤとするとき、
   ２．３＜ｌｅｎｓＤ／ｆ＜４．０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
3. 前記第１レンズの焦点距離をｆ１とするとき、
   １．４＜|ｆ１／ｆ| ＜２．３
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学系。
4. 前記第３レンズおよび前記第４レンズの合成焦点距離をｆ３４とするとき、
   −０．５＜ｆ／ｆ３４＜０．３５
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学系。
5. 前記第１レンズの像側の面は、レンズ中心からレンズ周辺にいくに従って負の屈折力が弱くなる非球面形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光学系。
6. 前記第１レンズと前記第２レンズとの間に光軸上の光路を折り曲げる反射部材が配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光学系。
7. 前記第１レンズと前記第２レンズの間または前記第２レンズと前記第３レンズの間に開口絞りが配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光学系。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の光学系と、該光学系によって形成される像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。