JP5501839B2 - 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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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に伴い、光学系の高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。この要求に応えるために、非球面レンズ2〜3枚程度で構成された短焦点の光学系が数多く提案されている。
また、近年、撮像素子の技術進歩と市場のニーズの高まりから、小型でありながら高画素、広角、低価格なカメラモジュールが求められている。結像性能を高めながら、光学系全長の短縮を図った光学系として、レンズ枚数を4枚とした例えば以下の特許文献1、2、3に記載されたものが提案されている。
これらのレンズはレンズを4枚使用し、小型でありながら高画素化に対する解像度を高めるために色収差を良好に補正している。
特許第4317933号公報 特開2008−268946号公報 特開2009−16900号公報
しかしながら、特許文献1、2、3のレンズは半画角で35°以下である。そして、これ以上の広角化を行った場合、諸収差の影響、特にコマ収差の影響が大きくなり小型でありながら高解像力を満足できなくなる。
また、これらのレンズのF値は2.8以上である。そして、これ以上にF値を明るくした場合、諸収差の影響、特に球面収差の影響が大きくなり小型でありながら高解像力を満足できなくなる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型・広画角でありながら、諸収差を良好に補正した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、
両凸面形状の正の屈折力の第1レンズと、
両凹形状の負の屈折力の第2レンズと、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の屈折力の第3レンズと、
両凹形状の負の屈折力の第4レンズと、
の4枚のレンズよりなり、
最も物体側に絞りが配置され、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
−0.9<f4/f<0 (1)
−0.04<(r8+r9)/(r8−r9)<0.9 (2’’’)
−0.03<(r4+r5)/(r4−r5)<0.55 (4)
1.10<(r6+r7)/(r6−r7)<1.52 (5’’’)
ここで、
f4は第4レンズの近軸での焦点距離、
fは撮像光学系全系の焦点距離、
r8は第4レンズの物体側面の曲率半径、
r9は第4レンズの像側面の曲率半径、
r4は第2レンズの物体側面の曲率半径、
r5は第2レンズの像側面の曲率半径、
r6は第3レンズの物体側面の曲率半径、
r7は第3レンズの像側面の曲率半径、
である。
また、本発明の好ましい態様によれば、第4レンズの物体側面は変曲点を持たないことが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第4レンズの物体側面は球面であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式を満足することが望ましい。
0.08<(r2+r3)/(r2−r3)<0.42 (3)
ここで、
r2は第1レンズの物体側面の曲率半径、
r3は第1レンズの像側面の曲率半径、
である。
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像光学系において第1レンズと、第2レンズと、第3レンズと、第4レンズとは、樹脂により形成されていることが望ましい。
また、本発明の撮像装置によれば、上述の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置であって、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
15°<αi<30° (6)
ここで、αiは最大像高における主光線の撮像面への入射角度である。
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像光学系に一体化されたオートフォーカス機構を備えることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像光学系と電子撮像素子とを一体化したことが望ましい。
本発明によれば、小型・広画角でありながら、諸収差を良好に補正した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という効果を奏する。
本発明の実施例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。 本発明の実施例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。 本発明の実施例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。 本発明の実施例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。 本発明の実施例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。 本発明の実施例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。 本発明の実施例7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7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。 本発明の実施例8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8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。 本発明の実施例9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9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。
まず、実施例の説明に先立ち、本実施形態の撮像光学系の作用効果について説明する。
本実施形態の撮像光学系は、物体側より順に、
両凸面形状の正の屈折力の第1レンズと、
両凹形状の負の屈折力の第2レンズと、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の屈折力の第3レンズと、
両凹形状の負の屈折力の第4レンズと、
の4枚のレンズよりなり、
最も物体側に絞りが配置され、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
−0.9<f4/f<0 (1)
−0.04<(r8+r9)/(r8−r9)<1.3 (2)
ここで、
f4は第4レンズの近軸での焦点距離、
fは撮像光学系全系の焦点距離、
r8は第4レンズの物体側面の曲率半径、
r9は第4レンズの像側面の曲率半径、
である。
主点の位置を光学系の物体側に配置することで、焦点距離に対して全長を十分に小さくすることが可能となり、全長短縮が実現できる。
また、最も物体側に絞りを配置することで、射出瞳を像面から離すことができる。これにより、撮像素子周辺部に入射する光線の角度を小さくできる。この結果、撮像素子周辺部の周辺光量低下を回避することが可能となる。
条件式(1)は全長を短くしつつ、十分なバックフォーカス長を確保するために好ましい条件を規定している。
条件式(1)上限値を上回った場合、第4レンズの負の屈折力が弱くなってしまい、主点の位置を光学系の物体側に配置するのが困難になる。このため、全長の短縮が困難になってしまう。
条件式(1)の下限値を下回った場合、第4レンズの負の屈折力が強くなってしまい、光学系の画角を広くしたときにバックフォーカスを十分に確保することが困難になる。
条件式(2)は、第4レンズ像側の面からの光線の射出角度を抑え、周辺光量低下を回避すること、即ちレンズのF値を明るくした時でも周辺光量低下を低減できると共に、画角を広げるのに好ましい条件を規定している。
条件式(2)の下限値を下回った場合、第4レンズの像側の曲率が強くなりすぎることで、軸外光束の、第4レンズの像側の面からの射出角が急になる。この結果、撮像素子周辺部に入射する光線の角度が大きくなり周辺光量低下を回避することが困難になる。さらに、条件式(2)の下限値を下回ると、コマ収差の補正が困難になる。
条件式(2)の上限値を上回った場合、第4レンズの物体側の負の曲率が強くなりすぎることで、第4レンズの主点の位置が物体側に寄ってしまう。このため、光学系全系の合成焦点距離の短縮及び画角を広げることが困難になる。
また、本実施形態の撮像光学系は、条件式(1)に代えて、以下の条件式(1’)を満足すると良い。
−0.72<f4/f<−0.22 (1’)
さらに、条件式(1)に代えて、以下の条件式(1”)を満足すると一層良い。
−0.62<f4/f<−0.31 (1”)
また、本実施形態の撮像光学系は、条件式(2)に代えて、以下の条件式(2’)を満足すると良い。
0.38<(r8+r9)/(r8−r9)<1.1 (2’)
さらに、条件式(2)に代えて、以下の条件式(2”)を満足すると一層良い。
0.55<(r8+r9)/(r8−r9)<0.9 (2”)
また、以下の条件式(2’’’)を満足すると良い。
−0.04<(r8+r9)/(r8−r9)<0.9 (2’’’)
また、本実施形態の撮像光学系は、第4レンズの物体側面は変曲点を持たないことが望ましい。軸外でのレンズ面の曲率の変動を抑えることで、撮像距離による像面湾曲の変動を抑えることができ、また、製造誤差による性能の劣化を抑えることができる。
また、本実施形態の撮像光学系は、第4レンズの物体側面は球面であることが望ましい。
軸外光束の第4レンズ物体側面への入射角を緩くする事ができ、コマ収差の発生を極力抑えることができる。また、軸上から周辺にかけて曲率を一定にすることで、製造誤差による性能の劣化を極力抑えることができる。
また、本実施形態の撮像光学系では、半画角ωが以下の範囲であることが望ましい。
30°<ω<60° (A)
また、本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式を満足することが望ましい。
0.08<(r2+r3)/(r2−r3)<0.42 (3)
ここで、
r2は第1レンズの物体側面の曲率半径、
r3は第1レンズの像側面の曲率半径、
である。
条件式(3)は第1レンズの好ましい形状を規定している。
条件式(3)の下限値を下回ると、第1レンズの物体側の曲率半径は小さくなる。このため、第1レンズの物体側の面への光線入射角度は急になり、コマ収差の補正が困難になる。特に、半画角を上記(A)の範囲に維持しようとすると、コマ収差の補正が困難になる。
条件式(3)の上限値を上回ると、第1レンズの物体側の曲率半径は大きくなり、逆に像側の曲率が強くなる。このため、光学系全体に主点の位置を物体側に寄せることが難しくなる。この結果、光学系全体の短縮化が困難になる。
また、本実施形態の撮像光学系は、条件式(3)に代えて、以下の条件式(3’)を満足すると良い。
0.11<(r2+r3)/(r2−r3)<0.31 (3’)
さらに、条件式(3)に代えて、以下の条件式(3”)を満足すると一層良い。
0.14<(r2+r3)/(r2−r3)<0.27 (3”)
また、本実施形態の撮像光学系では、F値Fnoが以下の範囲であることが望ましい。
2.0<Fno<2.8 (B)
また、本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式(C)を満足することが望ましい。
0.01<1/ν2−1/ν1<0.03 (C)
ここで、
ν1は第1レンズのアッベ数(nd1−1)/(nF1−nC1)、
ν2は第2レンズのアッベ数(nd2−1)/(nF2−nC2)、
nd1、nC1、nF1、ng1は各々第1レンズのd線、C線、F線、g線の屈折率、
nd2、nC2、nF2、ng2は各々第2レンズのd線、C線、F線、g線の屈折率、
である。
条件式(C)は第1レンズと第2レンズのアッベ数に関する関係式である。条件式(C)を満足することで、色収差を良好に補正できる。
また、本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式を満足することが望ましい。
−0.03<(r4+r5)/(r4−r5)<0.55 (4)
ここで、
r4は第2レンズの物体側面の曲率半径、
r5は第2レンズの像側面の曲率半径、
である。
条件式(4)は第2レンズの形状を規定している。
条件式(4)の下限値を下回ると、第2レンズの像側の面の曲率半径は大きくなる。これにより、第2レンズからの光線の射出角度を大きくすることができなくなる。その結果、光学系の短縮化とテレセントリック性の確保との両立が困難になる。特に、半画角を上記(A)の範囲に維持し、条件式(C)を満足しようとすると、光学系の短縮化とテレセントリック性の確保との両立が困難になる。
条件式(4)の上限値を上回ると、第2レンズの物体側の面の曲率半径は大きくなる。これにより、第1レンズで発生した球面収差の補正が不十分になる。特に、F値を上記(B)の範囲に維持しようとすると、コマ収差の補正が困難になる。
また、本実施形態の撮像光学系は、条件式(4)に代えて、以下の条件式(4’)を満足すると良い。
0.10<(r4+r5)/(r4−r5)<0.41 (4’)
さらに、条件式(4)に代えて、以下の条件式(4”)を満足すると一層良い。
0.16<(r4+r5)/(r4−r5)<0.36 (4”)
また、本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式を満足することが望ましい。
0.97<(r6+r7)/(r6−r7)<1.52 (5)
ここで、
r6は第3レンズの物体側面の曲率半径、
r7は第3レンズの像側面の曲率半径、
である。
条件式(5)は、第3レンズの物体側及び像側の面への光線の入射角度を抑え、良好なコマ収差の補正をすると共に、光学系のテレセントリック性を保ちつつ短縮化を実現するための条件を規定している。
条件式(5)の上限値を上回った場合、第3レンズの物体側及び像側の負の曲率が弱くなりすぎる。これにより、軸外光束の第3レンズの物体側及び像側の面に対する入射角が急になり、コマ収差補正が困難になる。
条件式(5)の下限値を下回った場合、第3レンズの像側の負の曲率が強くなりすぎることで、第3レンズからの射出角が小さくなる。このため、光学系の全長の短縮化とテレセントリック性の確保との両立が困難になる。
また、本実施形態の撮像光学系は、条件式(5)に代えて、以下の条件式(5’)を満足すると良い。
1.10<(r6+r7)/(r6−r7)<1.47 (5’)
さらに、条件式(5)に代えて、以下の条件式(5”)を満足すると一層良い。
1.34<(r6+r7)/(r6−r7)<1.40 (5”)
また、以下の条件式(5’’’)を満足すると良い。
1.10<(r6+r7)/(r6−r7)<1.52 (5’’’)
また、本実施形態の撮像光学系は、撮像光学系において第1レンズと、第2レンズと、第3レンズと、第4レンズとは、樹脂により形成されていることが望ましい。
樹脂を用いることで安価な撮像光学系を提供できる。
また、本発明の撮像装置によれば、上述の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置であって、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
15°<αi<30° (6)
ここで、αiは最大像高における主光線の撮像面への入射角度である。
固体撮像素子にCCD等を用いる場合に、光学系から射出された軸外光束(軸外主光線)が撮像面に対して大きな角度で入射すると、画像中央部と周辺部で画像の明るさが変化してしまう。また、撮像面への入射角度が小さいと、この問題は解決されるが、光学系の全長が長くなってしまう。そのため、条件式(6)を満足することが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像光学系に一体化されたオートフォーカス機構を備えることが望ましい。
オートフォーカス機構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、本発明の好ましい態様によれば、撮像光学系と電子撮像素子とを一体化したことが望ましい。
撮像光学系と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αiによる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、小型且つ高性能な撮像装置を提供できる。
以下に、本実施形態の撮像光学系及び電子撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
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。
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。また、FIYは像高を示している。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。
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S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、レンズ断面図中、CGはカバーガラス、Iは電子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、両凹負レンズである。第3レンズL3は、物体側に凹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。
非球面は、第1レンズL1〜第3レンズL3のすべてのレンズの両面と、第4レンズL4の像側面との7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。
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S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、両凹負レンズである。第3レンズL3は、物体側に凹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。
非球面は、第1レンズL1〜第3レンズL3のすべてのレンズの両面と、第4レンズL4の像側面との7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。
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の撮像光学系は、図5に示すように、物体側より順に、開口絞りS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、両凹負レンズである。第3レンズL3は、物体側に凹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。
非球面は、第1レンズL1〜第3レンズL3のすべてのレンズの両面と、第4レンズL4の像側面との7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。
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の撮像光学系は、図7に示すように、物体側より順に、開口絞りS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、両凹負レンズである。第3レンズL3は、物体側に凹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。
非球面は、第1レンズL1〜第3レンズL3のすべてのレンズの両面と、第4レンズL4の像側面との7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。
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の撮像光学系は、図10に示すように、物体側より順に、開口絞りS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、両凹負レンズである。第3レンズL3は、物体側に凹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。
非球面は、第1レンズL1〜第3レンズL3のすべてのレンズの両面と、第4レンズL4の像側面との7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。
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S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、両凹負レンズである。第3レンズL3は、物体側に凹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。
非球面は、第1レンズL1〜第3レンズL3のすべてのレンズの両面と、第4レンズL4の像側面との7面に設けられている。
次に、実施例7にかかる撮像光学系について説明する。図13は実施例7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。
図14は実施例7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7の撮像光学系は、図13に示すように、物体側より順に、開口絞りS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、両凹負レンズである。第3レンズL3は、物体側に凹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。
非球面は、第1レンズL1〜第3レンズL3のすべてのレンズの両面と、第4レンズL4の像側面との7面に設けられている。
次に、実施例8にかかる撮像光学系について説明する。図15は実施例8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。
図16は実施例8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8の撮像光学系は、図15に示すように、物体側より順に、開口絞りS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、両凹負レンズである。第3レンズL3は、物体側に凹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。
非球面は、第1レンズL1〜第3レンズL3のすべてのレンズの両面と、第4レンズL4の像側面との7面に設けられている。
次に、実施例9にかかる撮像光学系について説明する。図17は実施例9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。
図18は実施例9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9の撮像光学系は、図17に示すように、物体側より順に、開口絞りS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、両凹負レンズである。第3レンズL3は、物体側に凹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。
非球面は、第1レンズL1〜第4レンズL4のすべてのレンズの両面との8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、Fno.はFナンバー、fは全系焦点距離、*印は非球面を示している。
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
1(絞り) ∞ -0.03
2* 2.235 0.80 1.53368 55.90
3* -1.459 0.05
4* -3.364 0.40 1.58366 30.31
5* 2.059 0.45
6* -3.775 0.74 1.53368 55.90
7* -0.622 0.11
8 -7.340 0.40 1.53368 55.90
9* 0.798 0.68
10 ∞ 0.30 1.51633 64.14
11 ∞ 0.28
像面 ∞ 0.

非球面データ
第2面
K=1.770
A4=-7.72783e-02,A6=-3.40091e-02,A8=-2.24696e-01,A10=1.05804e-01,A12=-2.34225e-02
第3面
K=-11.405
A4=-3.61371e-01,A6=3.50779e-01,A8=-2.23847e-01,A10=-2.79617e-02,A12=-1.79443e-02
第4面
K=-61.495
A4=-2.53722e-01,A6=1.57749e-01,A8=2.04292e-01, A10=-1.70411e-01,A12=4.74592e-03

第5面
K=-11.082
A4=5.92593e-02,A6=-7.04438e-02,A8=4.27171e-0,A10=2.71522e-02,A12=-1.99514e-02

第6面
K=-3.776
A4=-1.32189e-01,A6=3.49062e-01,A8=-2.80220e-01,A10=7.07615e-02,A12=3.45995e-03
A14=2.84433e-03,A16=-6.71436e-03

第7面
K=-3.363
A4=-2.96456e-01,A6=3.31692e-01,A8=-1.08811e-01,A10=1.25186e-02,A12=3.50852e-04
A14=-7.12411e-05,A16=1.32893e-04

第9面
K=-7.403
A4=-8.01002e-02,A6=2.17325e-02,A8=-4.96820e-03,A10=4.13531e-04,A12=-5.04269e-06
A14=-2.26260e-07,A16=-9.99010e-07

各種データ
焦点距離 3.00
FNO. 2.5
画角ω 37.39
像高 2.291
BF (in air) 1.13
全長 (in air) 4.08
数値実施例2
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(絞り) ∞ -0.03
2* 2.235 0.78 1.53368 55.90
3* -1.459 0.05
4* -3.359 0.39 1.58366 30.31
5* 2.059 0.44
6* -3.759 0.73 1.53368 55.90
7* -0.621 0.11
8 -7.312 0.40 1.53368 55.90
9* 0.798 0.68
10 ∞ 0.30 1.51633 64.14
11 ∞ 0.28
像面 ∞ 0.

非球面データ
第2面
K=1.570
A4=-8.07021e-02,A6=-3.78734e-02,A8=-2.29717e-01,A10=1.00622e-01,A12=-2.48014e-02
第3面
K=-11.180
A4=-3.61943e-01,A6=3.52348e-01,A8=-2.20672e-01,A10=-2.72644e-02,A12=-3.43088e-02
第4面
K=-64.296
A4=-2.52382e-01,A6=1.58717e-01,A8=2.07503e-01,A10=-1.53876e-01 ,A12=2.78690e-02

第5面
K=-11.706
A4=5.64289e-02,A6=-7.37461e-02,A8=3.87010e-02,A10=2.38988e-02,A12=-1.21438e-02

第6面
K=-3.551
A4=-1.33343e-01,A6=3.45618e-01,A8=-2.82505e-01,A10=6.91217e-02,A12=2.13277e-03
A14=1.67222e-03,A16=-7.80080e-03

第7面
K=-3.323
A4=-2.96325e-01,A6=3.33203e-01,A8=-1.07909e-01,A10=1.30004e-02,A12=6.14409e-04
A14=7.86108e-05,A16=K=2.21878e-04

第9面
K=-7.525
A4=-7.96931e-02,A6=2.18417e-02,A8=-4.97927e-03,A10=4.07108e-04,A12=-5.81818e-06
A14=-7.35653e-07,A16=-1.24411e-06

各種データ
焦点距離 3.00
FNO. 2.5
画角ω 37.56
像高 2.291
BF (in air) 1.15
全長 (in air) 4.06
数値実施例3
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(絞り) ∞ -0.03
2* 2.229 0.76 1.53368 55.90
3* -1.462 0.05
4* -3.353 0.40 1.58366 30.31
5* 2.059 0.44
6* -3.763 0.72 1.53368 55.90
7* -0.621 0.11
8 -7.308 0.40 1.53368 55.90
9* 0.798 0.68
10 ∞ 0.30 1.51633 64.14
11 ∞ 0.29
像面 ∞ 0.

非球面データ
第2面
K=1.514
A4=-8.12697e-02,A6=-4.16126e-02,A8=-2.31151e-01,A10=1.00280e-01,A12=-3.39736e-02
第3面
K=-10.904
A4=-3.59641e-01,A6=3.53525e-01,A8=-2.22629e-01,A10=-2.40573e-02,A12=2.20672e-02

第4面
K=-61.131
A4=-2.58470e-01,A6=1.56163e-01,A8=2.42073e-01,A10=-6.60670e-02,A12=-6.01968e-02

第5面
K=-12.191
A4=5.49200e-02,A6=-7.45112e-02,A8=4.08911e-02,A10=3.32303e-02,A12=-6.79141e-03

第6面
K=-3.130
A4=-1.33869e-01,A6=3.47279e-01,A8=-2.78762e-01,A10=7.26884e-02,A12=4.90912e-03
A14=3.78657e-03,A16=-6.27607e-03

第7面
K=-3.225
A4=-2.91463e-01,A6=3.37034e-01,A8=-1.06180e-01,A10=1.36846e-02,A12=9.02189e-04
A14=2.25666e-04,A16=3.13157e-04

第9面
K=-7.007
A4=-8.10539e-02,A6=2.18068e-02,A8=-4.95410e-03,A10=4.16042e-04,A12=-4.69055e-06
A14=-9.02657e-07,A16=-1.44250e-06

各種データ
焦点距離 3.00
FNO. 2.4
画角ω 37.59
像高 2.291
BF (in air) 1.16
全長 (in air) 4.04
数値実施例4
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(絞り) ∞ -0.04
2* 2.229 0.76 1.53368 55.90
3* -1.462 0.05
4* -3.353 0.40 1.58366 30.31
5* 2.059 0.44
6* -3.764 0.72 1.53368 55.90
7* -0.621 0.11
8 -7.309 0.40 1.53368 55.90
9* 0.798 0.68
10 ∞ 0.30 1.51633 64.14
11 ∞ 0.29
像面 ∞ 0.

非球面データ
第2面
K=1.518
A4=-8.11644e-02,A6=-4.15925e-02,A8=-2.31418e-01,A10=9.92807e-02,A12=-3.66576e-02
第3面
K=-10.897
A4=-3.59669e-01,A6=3.53623e-01,A8=-2.22157e-01,A10=-2.26589e-02,A12=2.56664e-02

第4面
K=-61.180
A4=-2.58421e-01,A6=1.56164e-01,A8=2.41692e-01,A10=-6.76689e-02,A12=-6.45754e-02

第5面
K=-12.189
A4=5.49000e-02,A6=-7.45769e-02,A8=4.07218e-02 ,A10=3.26149e-02,A12=-8.90966e-03

第6面
K=-3.054
A4=-1.34017e-01,A6=3.47204e-01,A8=-2.78789e-01,A10=7.26807e-02,A12=4.91260e-03
A14=A4=3.80187e-03,A16=-6.24376e-03

第7面
K=-3.223
A4=-2.91587e-01,A6=3.36957e-01,A8=-1.06202e-01,A10= 1.37025e-02,A12=9.11053e-04
A14=2.29848e-04,A16=3.14798e-04

第9面
K=-7.012
A4=-8.12111e-02,A6=2.18012e-02,A8=-4.95386e-03,A10=4.17679e-04,A12=-4.33456e-06
A14=-8.24676e-07,A16=-1.42705e-06

各種データ
焦点距離 3.00
FNO. 2.3
画角ω 37.57
像高 2.291
BF (in air) 1.16
全長 (in air) 4.04
数値実施例5
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(絞り) ∞ -0.04
2* 2.227 0.79 1.53368 55.90
3* -1.464 0.05
4* -3.350 0.39 1.58366 30.31
5* 2.053 0.44
6* -3.779 0.72 1.53368 55.90
7* -0.622 0.11
8 -7.507 0.40 1.53368 55.90
9* 0.799 0.68
10 ∞ 0.30 1.51633 64.14
11 ∞ 0.29
像面 ∞ 0.

非球面データ
第2面
K=1.550
A4=-8.06882e-02,A6=-4.02224e-02,A8=-2.30828e-01,A10=9.62003e-02,A12=-4.85076e-02
第3面
K=-10.955
A4=-3.60275e-01,A6=3.52684e-01,A8=-2.21528e-01,A10=-1.82257e-02,A12=3.73561e-02

第4面
K=-59.899
A4=-2.57936e-01,A6=1.58385e-01,A8=2.43965e-01,A10=-6.49317e-02,A12=-6.77801e-02

第5面
K=-12.113
A4=5.50624e-02,A6=-7.39045e-02,A8=4.29937e-02,A10=3.64779e-02,A12=-7.44165e-03

第6面
K=-3.322
A4=-1.33400e-01,A6=3.47297e-01,A8=-2.79014e-01,A10=7.23383e-02,A12=4.71426e-03
A14=3.67525e-03,A16=-5.69845e-03

第7面
K=-3.229
A4=-2.91677e-01,A6=3.37029e-01,A8=-1.06206e-01,A10=1.36341e-02,A12=8.08565e-04
A14=1.30084e-04,A16=2.18372e-04

第9面
K=-7.060
A4=-8.10147e-02,A6=2.17944e-02,A8=-4.95708e-03,A10=4.16311e-04,A12=-4.94297e-06
A14=-9.40880e-07,A16=-1.31054e-06

各種データ
焦点距離 3.00
FNO. 2.2
画角ω 37.57
像高 2.291
BF (in air) 1.16
全長 (in air) 4.05
数値実施例6
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(絞り) ∞ -0.02
2* 2.752 0.95 1.53368 55.90
3* -1.808 0.06
4* -4.208 0.51 1.58366 30.31
5* 2.559 0.55
6* -5.127 0.89 1.53368 55.90
7* -0.780 0.14
8 -10.103 0.52 1.53368 55.90
9* 0.979 0.85
10 ∞ 0.30 1.51633 64.14
11 ∞ 0.25
像面 ∞ 0.

非球面データ
第2面
K=1.505
A4=-4.16755e-02,A6=-1.42717e-02,A8=-5.03376e-02,A10=1.22474e-02,A12=-6.52524e-04
第3面
K=-11.096
A4=-1.85216e-01,A6=1.16308e-01,A8=-4.70315e-02,A10=-7.85153e-03,A12=-8.65167e-03
第4面
K=-65.155
A4=-1.29531e-01,A6=5.12818e-02,A8=4.44380e-02,A10=-1.66526e-02,A12=-1.77233e-04

第5面
K=-11.722
A4=2.88106e-02,A6=-2.41356e-02,A8=8.13664e-03,A10=3.28100e-03,A12=-8.76236e-04

第6面
K=-2.733
A4=-6.89399e-02,A6=1.12794e-01,A8=-5.92483e-02,A10=9.29311e-03,A12=1.72055e-04
A14=7.04992e-05,A16=-2.95654e-04

第7面
K=-3.238
A4=-1.51732e-01,A6=1.09416e-01,A8=-2.25464e-02,A10=1.76828e-03,A12=6.25721e-05
A14=9.00277e-06,A16=1.01901e-05

第9面
K=-6.828
A4=-3.78831e-02,A6=6.92859e-03,A8=-1.10287e-03,A10=5.32732e-05,A12=-4.40645e-07
A14=-1.51789e-08,A16=-3.81205e-08

各種データ
焦点距離 3.57
FNO. 2.7
画角ω 38.86
像高 2.864
BF (in air) 1.29
全長 (in air) 4.91
数値実施例7
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(絞り) ∞ -0.02
2* 2.748 0.94 1.53368 55.90
3* -1.801 0.06
4* -4.223 0.47 1.58366 30.31
5* 2.566 0.55
6* -5.284 0.88 1.53368 55.90
7* -0.780 0.14
8 -11.683 0.52 1.53368 55.90
9* 0.976 0.85
10 ∞ 0.30 1.51633 64.14
11 ∞ 0.22
像面 ∞ 0.

非球面データ
第2面
K=1.411
A4=-4.23813e-02,A6=-1.54046e-02,A8=-5.17385e-02,A10=1.07342e-02,A12=-1.69464e-03
第3面
K=-11.082
A4=-1.85156e-01,A6=1.16518e-01,A8=-4.75890e-02,A10=-1.04993e-02,A12=-1.29558e-02
第4面
K=-65.496
A4=-1.29589e-01,A6=5.10939e-02,A8=4.46104e-02,A10=-1.58142e-02,A12=-1.84139e-03

第5面
K=-11.776
A4=2.88128e-02,A6=-2.41009e-02,A8=8.18791e-03,A10=3.36095e-03,A12=-7.58271e-04

第6面
K=-4.201
A4=-6.78039e-02,A6=1.13255e-01,A8=-5.91013e-02,A10=9.32900e-03,A12=1.79605e-04
A14=6.93827e-05,A16=-2.99544e-04

第7面
K=-3.219
A4=-1.51867e-01,A6=1.09418e-01,A8=-2.25447e-02 ,A10=1.77017e-03,A12=6.33282e-05
A14=9.57371e-06,A16=1.05533e-05

第9面
K=-6.612
A4=-3.72283e-02,A6=7.03455e-03A8=-1.10556e-03,A10=5.31473e-05,A12=-3.50640e-07
A14=-1.91372e-09,A16=-3.73361e-08

各種データ
焦点距離 3.46
FNO. 2.7
画角ω 39.77
像高 2.864
BF (in air) 1.27
全長 (in air) 4.83
数値実施例8
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(絞り) ∞ -0.02
2* 2.229 0.64 1.53368 55.90
3* -1.480 0.05
4* -3.790 0.44 1.61421 25.60
5* 2.165 0.44
6* -3.256 0.81 1.53368 55.90
7* -0.614 0.11
8 -8.994 0.40 1.53368 55.90
9* 0.772 0.68
10 ∞ 0.30 1.51633 64.14
11 ∞ 0.28
像面 ∞ 0.

非球面データ
第2面
K=0.752
A4=-9.23846e-02,A6=-6.51163e-02,A8=-2.62825e-01,A10=7.21874e-02,A12=-8.47073e-03
第3面
K=-11.875
A4=-3.55736e-01,A6=3.54209e-01,A8=-2.32499e-01,A10=-2.17661e-02,A12=1.34921e-01

第4面
K=-105.486
A4=-2.26646e-01,A6=2.21163e-01,A8=3.13503e-01,A10=-7.90071e-02,A12=-1.60029e-01

第5面
K=-15.234
A4=4.91755e-02,A6=-7.37328e-02,A8=4.87899e-02,A10=4.03077e-02,A12=-2.45237e-02

第6面
K=1.209
A4=-1.47938e-01,A6=3.52452e-01,A8=-2.82518e-01,A10=6.19811e-02,A12=-8.37973e-03
A14=-1.01549e-02,A16=-2.01662e-02

第7面
K=-3.241
A4=-2.88986e-01,A6=3.34359e-01,A8=-1.07870e-01,A10=1.32379e-02,A12=9.38235e-04
A14=3.51121e-04,A16=4.15950e-04

第9面
K=-6.930
A4=-8.46530e-02,A6=2.09949e-02,A8=-4.85174e-03,A10=4.52464e-04,A12=-1.57481e-06
A14=-1.59823e-06,A16=-1.86998e-06

各種データ
焦点距離 3.00
FNO. 2.7
画角ω 37.48
像高 2.291
BF (in air) 1.16
全長 (in air) 4.05
数値実施例9
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(絞り) ∞ -0.03
2* 2.222 0.75 1.53368 55.90
3* -1.464 0.05
4* -3.359 0.41 1.58366 30.31
5* 2.058 0.44
6* -3.720 0.74 1.53368 55.90
7* -0.620 0.11
8* -7.332 0.40 1.53368 55.90
9* 0.798 0.68
10 ∞ 0.30 1.51633 64.14
11 ∞ 0.28
像面 ∞ 0.

非球面データ
第2面
K=1.382
A4=-8.39984e-02,A6=-4.00715e-02,A8=-2.32847e-01,A10=9.21794e-02,A12=-5.00696e-02
第3面
K=-11.244
A4=-3.61412e-01,A6=3.52396e-01,A8=-2.22552e-01,A10=-3.05449e-02,A12=-1.21648e-02
第4面
K=-63.354
A4=-2.52595e-01,A6=1.62626e-01,A8=2.31615e-01,A10=-8.98057e-02,A12=-4.32192e-02

第5面
K=-12.200
A4=5.49801e-02,A6=-7.44690e-02,A8=3.91594e-02,A10=2.66605e-02,A12=-6.31817e-03

第6面
K=-2.432
A4=-1.35459e-01,A6=3.45330e-01,A8=-2.81284e-01,A10=7.03665e-02,A12=2.92459e-03
A14=1.93672e-03,A16=-8.07542e-03

第7面
K=-3.251
A4=-2.94075e-01,A6=3.35069e-01,A8=-1.07050e-01,A10=1.34157e-02,A12=8.54903e-04
A14=2.39373e-04,A16=3.43445e-04

第8面
K=0.887
A4=-1.63656e-04,A6=-1.09321e-05,A8=-9.97062e-06,A10=-9.19578e-06

第9面
K=-7.157
A4=-8.12820e-02,A6=2.17617e-02,A8=-4.97833e-03,A10=4.09491e-04,A12=-6.11565e-06
A14=-1.21975e-06,A16=-1.48942e-06

各種データ
焦点距離 2.99
FNO. 2.5
画角ω 37.63
像高 2.291
BF (in air) 1.15
全長 (in air) 4.05
また、以下に条件式対応値を掲げる。

条件式 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
ω 37.39 37.56 37.59 37.57
Fno 2.5 2.5 2.4 2.3
1/v2-1/v1 0.02 0.02 0.02 0.02
f4/f -0.44 -0.44 -0.44 -0.44
(r8+r9)/(r8-r9) 0.80 0.80 0.80 0.80
(r2+r3)/(r2-r3) 0.21 0.21 0.21 0.21
(r4+r5)/(r4-r5) 0.24 0.24 0.24 0.24
(r6+r7)/(r6-r7) 1.394 1.396 1.396 1.396
αi 23.61 23.67 24.21 24.39

条件式 実施例5 実施例6 実施例7 実施例8
ω 37.57 38.86 39.77 37.48
Fno 2.2 2.7 2.7 2.7
1/v2-1/v1 0.02 0.02 0.02 0.02
f4/f -0.44 -0.46 -0.48 -0.44
(r8+r9)/(r8-r9) 0.81 0.82 0.85 0.84
(r2+r3)/(r2-r3) 0.21 0.21 0.21 0.20
(r4+r5)/(r4-r5) 0.24 0.24 0.24 0.27
(r6+r7)/(r6-r7) 1.393 1.359 1.346 1.465
αi 24.26 19.23 18.20 21.60

条件式 実施例9
ω 37.63
Fno 2.5
1/v2-1/v1 0.015
f4/f -0.44
(r8+r9)/(r8-r9) 0.80
(r2+r3)/(r2-r3) 0.21
(r4+r5)/(r4-r5) 0.24
(r6+r7)/(r6-r7) 1.400
αi 23.10
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、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。
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19〜図21に示す。図19はパソコン300のカバーを開いた状態の前方斜視図、図20はパソコン300の撮影光学系303の断面図、図21は図19の側面図である。図19〜図21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19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αiによる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22に示す。図22(a)は携帯電話400の正面図、図22(b)は側面図、図22(c)は撮影光学系405の断面図である。図22(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、入力ダイアル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。入力ダイアル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、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αiによる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。
以上のように、本発明は、小型で高性能な撮像光学系及び撮像装置に有用である。
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
CG カバーガラス
I 撮像面
S 開口絞り
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 入力ダイアル
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 (8)

  1. 物体側より順に、
    両凸面形状の正の屈折力の第1レンズと、
    両凹形状の負の屈折力の第2レンズと、
    物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の屈折力の第3レンズと、
    両凹形状の負の屈折力の第4レンズと、
    の4枚のレンズよりなり、
    最も物体側に絞りが配置され、
    以下の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
    −0.9<f4/f<0 (1)
    −0.04<(r8+r9)/(r8−r9)<0.9 (2’’’)
    −0.03<(r4+r5)/(r4−r5)<0.55 (4)
    1.10<(r6+r7)/(r6−r7)<1.52 (5’’’)
    ここで、
    f4は前記第4レンズの近軸での焦点距離、
    fは前記撮像光学系全系の焦点距離、
    r8は前記第4レンズの物体側面の曲率半径、
    r9は前記第4レンズの像側面の曲率半径、
    r4は前記第2レンズの物体側面の曲率半径、
    r5は前記第2レンズの像側面の曲率半径、
    r6は前記第3レンズの物体側面の曲率半径、
    r7は前記第3レンズの像側面の曲率半径、
    である。
  2. 前記第4レンズの物体側面は変曲点を持たないことを特徴とする請求項1に記載の撮像光学系。
  3. 前記第4レンズの物体側面は球面であることを特徴とする請求項1に記載の撮像光学系。
  4. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の撮像光学系。
    0.08<(r2+r3)/(r2−r3)<0.42 (3)
    ここで、
    r2は前記第1レンズの物体側面の曲率半径、
    r3は前記第1レンズの像側面の曲率半径、
    である。
  5. 前記撮像光学系において前記第1レンズと、前記第2レンズと、前記第3レンズと、前
    記第4レンズとは、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の撮像光学系。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の撮像光学系と、
    撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置であって、
    以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
    15°<αi<30° (6)
    ここで、αiは最大像高における主光線の前記撮像面への入射角度である。
  7. 前記撮像光学系に一体化されたオートフォーカス機構を備えることを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
  8. 前記撮像光学系と前記電子撮像素子とを一体化したことを特徴とする請求項6または7に記載の撮像装置。
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