JP7135597B2

JP7135597B2 - 結像光学系、撮像装置および携帯情報端末装置

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Publication number: JP7135597B2
Application number: JP2018160446A
Authority: JP
Inventors: 和泰大橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2022-09-13
Anticipated expiration: 2038-08-29
Also published as: US10845572B2; US20190121062A1; JP2019079033A

Description

本発明は、結像光学系、撮像装置および携帯情報端末装置に関する。

近年の撮像装置、中でもデジタルカメラの市場は非常に大きく、ユーザのデジタルカメラに対する要望も多岐にわたっている。
仲でも、対角長が２０ｍｍ～４５ｍｍ程度の比較的大きな撮像素子と、高性能な単焦点レンズを搭載した高画質のコンパクトカメラが大きな期待を集めている。
こうした撮像装置は、高性能であることに加えて、携帯性に優れている、言い換えると小型であることに対する要望が強い。

高性能化という面では、少なくとも２４００万画素以上の撮像素子に対応した解像力を有することに加え、絞り開放からコマフレアが少なく高コントラストで画角の周辺部まで点像の乱れが少ないこと、色収差が少なく輝度の差が大きい部分にも不要な色付きを生じないこと、歪曲収差が少なく直線を直線として描写可能なことなどが必要である。

また、大口径化という面では、ズームレンズを搭載した一般のコンパクトカメラと差別化する必要性から、少なくともＦ２．８～Ｆ３．３程度が必要である。
小型化の面では、撮像素子が比較的大きいために実焦点距離が長くなるので、結像光学系全体の長さを焦点距離、または最大像高で正規化した場合に、より全長が短くなっている必要がある。

こうした結像光学系の画角については、ある程度の広角を望むユーザが多く、結像レンズの半画角が３５度以上であることが望ましい。ここで言う半画角３５度は、３５ｍｍ銀塩カメラ換算の焦点距離では約３１ｍｍに相当する。

こうした結像光学系には多くの種類が考えられるが、広角単焦点レンズの代表的な構成として、物体側に負の屈折力のレンズ群、像側に正の屈折力のレンズ群を配設した、所謂レトロフォーカスタイプが挙げられる。
このようなレトロフォーカスタイプの結像光学系では、結像光学系の最も物体側の面から像面までの距離、すなわちレンズ全長が大きくなりやすいという問題があった。

そこで、レトロフォーカスタイプよりも小型化に適した結像光学系を有するレンズ構成として、略対称型やテレフォトタイプ等の様々なレンズ光学系が提案されている（特許文献１～６等参照）。
しかしながら、何れも小型化の面でなお改善の余地があり、高性能を維持しつつレンズ全長を小さく抑えることは難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、全体として小型化しながらも、各種収差を十分に低減しうる高性能の結像光学系の提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の結像光学系は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、開口絞り、正の屈折力を有する第４レンズ、負の屈折力を有する第５レンズ、第６レンズを配して構成される結像光学系において、前記第１レンズは像側に凹面を向けた負レンズで構成され、第１レンズ群を成し、前記第２レンズは両凹レンズで構成され、前記第３レンズは両凸レンズで構成され、前記第２レンズと前記第３レンズとは接合されて正の屈折力を有する第２レンズ群を成し、前記第４レンズは両凸レンズで構成され、前記第５レンズは両凹レンズで構成され、前記第４レンズと第５レンズとは接合されて正の屈折力を有する第３レンズ群を成し、前記第６レンズは物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズで構成され、第４レンズ群を成し、前記第１レンズ群の焦点距離：ｆ _１と、前記第４レンズ群の焦点距離：ｆ _４と、が条件式（１）：－０．１＜ｆ _１／ｆ _４＜０．６を満足する。

本発明の結像光学系によれば、全体として小型化しながらも、各種収差を十分に低減しうる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の全体構成の一例を示す図である。図１に示した撮像装置における結像光学系を示す図である。結像光学系の数値例実施例２を示す図である。結像光学系の数値例実施例３を示す図である。結像光学系の数値例実施例４を示す図である。結像光学系の数値例実施例５を示す図である。結像光学系の数値例実施例６を示す図である。結像光学系の数値例実施例７を示す図である。結像光学系の数値例実施例８を示す図である。図２に示した結像光学系の収差図を示す図である。図３に示した結像光学系の数値実施例の収差図を示す図である。図４に示した結像光学系の数値実施例の収差図を示す図である。図５に示した結像光学系の数値実施例の収差図を示す図である。図６に示した結像光学系の数値実施例の収差図を示す図である。図７に示した結像光学系の数値実施例の収差図を示す図である。図８に示した結像光学系の数値実施例の収差図を示す図である。図９に示した結像光学系の数値実施例の収差図を示す図である。情報端末装置の構成の一例を示す図である。図１８に示した制御部の構成の一例を示す図である。

本発明の実施形態の一例として図１に結像光学系を備える撮像装置１００の概略構成を示す。

撮像装置１００は、結像光学系を構成する複数のレンズＬを有する撮像装置であり、像面と受光面が一致するように配置された撮像素子２０と、撮像素子２０よりも物体側に設けられた絞り３０と、レンズＬが所定の並び順で配設された結像光学系たるレンズ系１０と、を有している。
レンズ系１０は、一例を図２に示すように、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズＬ１、負の屈折力を有する第２レンズＬ２、正の屈折力を有する第３レンズＬ３、絞り３０、正の屈折力を有する第４レンズＬ４、負の屈折力を有する第５レンズＬ５、第６レンズＬ６を配して構成される結像光学系である。
なお、レンズ系１０においては、像面Ｉｍに結像させた像を撮像素子２０で撮像する場合が想定されており、図２ないし図８において符号ＣＧは「撮像素子のカバーガラス」を示している。

カバーガラスＣＧは「平行平板状」で、撮像素子２０の受光面は像面Ｉｍに合致している。

カバーガラスＣＧは、撮像素子２０の受光面をシールドして保護する機能を持つが、赤外線カットフィルタ等の機能を併せ持つとしても良い。

このように、レンズ系１０は、絞り３０の前後に正の屈折力を有するレンズ、さらに外側に負の屈折力を有するレンズを配置した所謂『略対称型』のパワー配置を基本としている。
すなわち、レンズ系１０は、絞り３０を中心に見たとき、レンズ系１０を構成するレンズのパワーの符号が対称になるように配置される。
さらに、後述するように第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とを互いに凹面を向い合せになるように配置することで、コマ収差や歪曲収差、倍率色収差の補正が容易になる。

第１レンズＬ１は像側に凹面を向けた負レンズであり、本実施形態においては単体で第１レンズ群を構成する。
第２レンズＬ２は物体側に凹面を向けた負レンズである。すなわち、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは互いに凹面を向い合せになるように配置される。
第３レンズＬ３は、正の屈折力を有し、第２レンズＬ２と一体に接合される。
第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とが一体に接合された接合レンズは、全体として正の屈折力を有し、第２レンズ群を構成する。

絞り３０は、第３レンズＬ３よりも像側であって第４レンズＬ４よりも物体側に配置された開口絞りである。

第４レンズＬ４は、正の屈折力を有している。
第５レンズＬ５は、本実施形態では像側に凹面を向けた負レンズである。
第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とは、接合して正の屈折力を有する接合レンズ群たる第３レンズ群を構成する。
このように第３レンズ群を正の屈折力を有する接合レンズ群とすることで、軸上色収差の補正において有利となる。

第６レンズＬ６は、少なくとも近軸上において、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズである。第６レンズＬ６の屈折力は、レンズ系１０を構成するレンズの中で最も弱くなるようにレンズ系１０のパワー配置が定められている。
かかる構成により、レンズ系全系の負のパワーを絞りに対して物体側に偏らせた状態で配置されるから、さらにコマ収差や歪曲収差の補正において有利に働く。

また、本実施形態では、第１レンズＬ１を第１レンズ群Ｇ１、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とを第２レンズ群Ｇ２、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とを第３レンズ群Ｇ３、第６レンズＬ６を第４レンズ群Ｇ４とする。
本実施形態では、第１レンズ群の像側の面（すなわち第１レンズＬ１の像側面Ｓ２）と、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面（すなわち第２レンズＬ２のも物体側の面Ｓ３）と、が互いに凹面であり、対向するように配置される。
また、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側の面（すなわち第６レンズＬ６の物体側の面Ｓ１０）と、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面（すなわち第５レンズＬ５の像側の面Ｓ９）とが互いに凹面として対向するように配置される。
このように、双方を共に凹面として対向させることで、上述した収差の補正をより高いレベルで実現することが可能となる。
なお、図２～図８において、Ｓ１～Ｓ１１なる各光学面の記載は、レンズＬ１～Ｌ６のそれぞれのレンズ面と、絞り３０の光学面とを物体側から順に附番した面番号に対応している。

第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面Ｓ３を凹面とすることは、第１レンズ群Ｇ１の小径化を容易にするとともに、主光線より下側の光線（下光線）のコマ収差補正を容易とする効果がある。
第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面Ｓ９を凹面とすることは、第４レンズ群Ｇ４の小径化を容易にするとともに、主光線より上側の光線（上光線）のコマ収差補正を容易とする効果がある。

ところで、レンズ系１０のパワー構成は対称型を基本とするといえども、縮小倍率で用いられるカメラレンズとして用いる上では、高性能化する上で完全な対称型では不都合が生じる。

そこで本実施形態においては、絞り３０を挟んで対向する第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３との間に適度な非対称性を持たせて各種収差補正の自由度を確保しながらも、絞り３０と第１レンズ群Ｇ１との間、及び絞り３０と第４レンズ群Ｇ４との間にそれぞれ１組の接合レンズのみを配置する。
かかる構成により、製造誤差感度の上昇を防止するとともにレンズユニットへの組み立てを容易にすることができる。
また、かかる構成により、十分な小型化を果たしながらも、倍率色収差やコマ収差の色差を良好に補正可能である。

また、本実施形態では、第４レンズ群Ｇ４を構成する第６レンズＬ６を他のレンズ群よりも弱い屈折力としている。かかる構成により、射出瞳位置をコントロールし、周辺像高における主光線の像面への入射角が適切な範囲に設定される。

本発明のレンズ系１０は、承前の構成に加えて、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１、第４レンズ群Ｇ４の焦点距離ｆ４としたとき、以下の条件式（１）を更に満足することが望ましい。

数式１の数値範囲について説明する。
レンズ系１０は、最大像高に達する主光線の像面への入射角を半画角と同程度（いずれも３５度～４３度程度）にすることを条件として、小型化・高性能化を狙ったものである。

条件式（１）の下限値を下回ると、すなわちｆ１／ｆ４≦－０．１となると、レンズ系１０のレトロフォーカスの特性が強くなることにより主点が像側へと移動し、レンズ全長の短縮が難しくなるため、小型化の目的に適さない。
さらに、射出瞳が物体側へ移動することによって第４レンズ群Ｇ４すなわち第６レンズＬ６のレンズ径が大型化してしまう。
他方、条件式（１）の上限値を上回ると、すなわち０．６≦ｆ１／ｆ４となると、レンズ系１０のテレフォトの特性が強くなり主点が物体側へ移動するから、レンズ全長が短くなるが収差補正の自由度が制限されたり、製造誤差感度が高まるため、高性能化の目的に適さない。
さらに、射出瞳が像側へ移動することによって周辺像高における主光線の像面への入射角が大きくなってしまう。
さらに、射出瞳が物体側へ移動することによって第４レンズ群Ｇ４すなわち第６レンズＬ６のレンズ径が大型化してしまう。

このように、条件式（１）を満たすことにより、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４との間の屈折力比を最適化して、射出瞳位置をコントロールできるから、小型化を図りながらも、高性能の結像光学系となる。

本発明の各実施形態では、条件式（１）を満たすことにより、十分な小型化を果たしながらも、倍率色収差やコマ収差の色差を良好に補正可能である。

なお、Ｆナンバ２．８程度を狙う場合など、より良好な収差補正を行うためには、条件式（１）の範囲は、－０．１＜ｆ１／ｆ４＜０．３の範囲内であることがより望ましい。

また、レンズ系１０は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離：ｆ_１－２、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成焦点距離：ｆ_３－４としたとき、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。

条件式（２）は、絞り３０の前後における屈折力の比を表している。
条件式（２）が０．８以下であると、絞り３０よりも物体側の屈折力が相対的に強くなりすぎるため、歪曲収差が周辺部でプラスに曲がりやすくなったり、内向性のコマ収差が発生しやすくなったり、短波長の倍率色収差が画面内側へ向かって発生しやすくなる等のおそれがあるため好ましくない。
また、条件式（２）が３．０以上であると、絞り３０よりも像側の屈折力が相対的に強くなりすぎるため、マイナスの歪曲収差が発生しやすくなったり、外向性のコマ収差が発生しやすくなったり、短波長の倍率色収差が画面外側へ向かって発生しやすくなる等のおそれがあるため好ましくない。
このように、条件式（２）を満足することにより、絞り３０の前後における屈折力比を最適化することができる。

本発明の各実施形態では、条件式（２）を満たすことにより、十分な小型化を果たしながらも、倍率色収差やコマ収差の色差を良好に補正可能である。

また、レンズ系１０は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離：ｆ１、レンズ系１０を無限遠に合焦したときの焦点距離：ｆとすると、次の条件式（３）を満足することが望ましい。

条件式（３）は、レンズ系１０全体に対する第１レンズ群Ｇ１の屈折力の比を表している。
条件式（３）が－４．０以下であると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が相対的に弱すぎてしまい、像面湾曲が補正不足となりやすく像面の平坦性の維持が困難である。
また、条件式（３）が－２．２以上であると、絞り３０よりも像側の屈折力が相対的に強くなりすぎるため、マイナスの歪曲収差が発生しやすくなったり、外向性のコマ収差が発生しやすくなったり、短波長の倍率色収差が画面外側へ向かって発生しやすくなる等のおそれがあるため好ましくない。

本発明の各実施形態では、条件式（３）を満たすことにより、十分な小型化を果たしながらも、倍率色収差やコマ収差の色差を良好に補正可能である。

また、レンズ系１０は、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面の曲率半径：ｒ_２Ｆ、無限遠物体に合焦した状態での焦点距離：ｆとして、条件式（４）を満足することが望ましい。

条件式（４）が－１．６以下であると、下光線のコマ収差（コマフレア）が中間像高でプラス方向に発生しやすくなったり、非点収差が発生しやすくなってしまうため好ましくない。さらに、第１レンズ群Ｇ１を通過する軸外光線が高い位置を通るようになるから、第１レンズ群Ｇ１の大径化を招くおそれがある。
また、条件式（４）が－０．６以上であると、下光線のコマ収差（コマフレア）が中間像高でマイナス方向に発生しやすくなったり、プラス方向の球面収差が発生しやすくなったりして好ましくない。

本発明の各実施形態では、条件式（４）を満たすことにより、十分な小型化を果たしながらも、コマ収差や球面収差を良好に補正可能である。

また、レンズ系１０は、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面の曲率半径：ｒ_３Ｒ、無限遠物体に合焦した状態での焦点距離：ｆとして、条件式（５）を満足することが望ましい。

条件式（５）が０．４以下であると、上光線のコマ収差（コマフレア）が周辺像高でプラス方向に発生しやすくなったり、像面湾曲が発生しやすくなってしまうため好ましくない。
また、条件式（５）が１．０以上であると、上光線のコマ収差（コマフレア）が周辺像高でマイナス方向に発生しやすくなったり、非点収差が発生しやすくなったりして好ましくない。また、第４レンズ群Ｇ４を通る軸外光線が高い位置を通ることになるため、第４レンズ群Ｇ４が大径化してしまう。

本発明の各実施形態では、条件式（５）を満たすことにより、十分な小型化を果たしながらも、コマ収差を良好に補正可能である。

また、レンズ系１０は、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の有する正レンズの平均屈折率：ｎｄ_Ｐ２－３として、条件式（６）を満足することが望ましい。

条件式（６）が１．７５以下であると、像面湾曲の補正が不十分になりやすくなったり、中間像高に内向性のコマ収差が残存しやすくなるため望ましくない。
なお、条件式（６）に上限は特に定めないが、現存する光学ガラスの屈折率範囲やコストとの兼ね合いを考慮すると、概ね２．０～２．１程度を上限とすることがより望ましい。

本発明の各実施形態では、条件式（６）を満たすことにより、十分な小型化を果たしながらも、コマ収差を良好に補正可能である。

また、レンズ系１０は、無限遠物体に合焦した状態における第１レンズＬ１の最も物体側の面から像面までの距離：Ｌ、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：ｆとして、条件式（７）を満足することが望ましい。

条件式（７）は、レンズ系１０の最も効果的なレンズ全長すなわちレンズ系１０の最も物体側の面から像面までの距離を規定するものである。
条件式（７）の上限値を超えると、焦点距離に対する全長が十分に確保されるため、収差補正上は有利になるが、レンズが大型化して携帯性が悪化してしまう。
また条件式（７）の下限値を下回ると、過剰な小型化となってしまい収差補正が困難となる。

本発明の各実施形態では、条件式（７）を満たすことにより、十分な小型化を果たしながらも、各種収差を良好に補正することが可能である。

また、レンズ系１０は、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：ｆ、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の面から第４レンズ群Ｇ４の最も像側の面までの距離：Ｄ_Ｔとして、条件式（８）を満足することが望ましい。

条件式（８）は、レンズ全厚Ｄ_Ｔとレンズ系１０の全系の焦点距離との比を表すものである。
条件式（８）の上限値を上回ると、焦点距離に対するレンズ全厚が十分に確保されるため、収差補正上は有利になるが、レンズが大型化して携帯性が悪化してしまう。
また条件式（８）の下限値を下回ると、過剰な小型化となってしまい収差補正が困難となる。

本発明の各実施形態では、条件式（８）を満たすことにより、十分な小型化を果たしながらも、各種収差を良好に補正することが可能である。

また、撮像装置１００は、撮像素子に投影される像面の最大像高：Ｙ’、最大像高に達する主光線の像面への入射角：θＰ_ｍＡｘとしたとき、条件式（９）、条件式（１０）を満たすことが望ましい。

条件式（９）は、本発明のレンズ系１０を用いた撮像装置１００において、最も良く効果を発揮する画角を規定するものである。
条件式（１０）は、本発明のレンズ系１０を用いた撮像装置１００において、最も良く効果を発揮する軸外光線の像面への入射角を規定するものである。

本発明の各実施形態では、レンズ系１０の第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面と、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面は、共に凸面である。
本発明の各実施形態においては、既に述べたようにレンズ系１０は、略対称型のパワー配置を備えた結像光学系であるが、絞り３０を挟んで対抗する２つのレンズ面についても略対称型のパワー配置とすることによって、コマ収差や歪曲収差、倍率収差を非常に高いレベルで補正することが可能となる。

より具体的には、第２レンズ群の最も像側の面の曲率半径：ｒ_２Ｒ、第３レンズ群の最も物体側の面の曲率半径：ｒ_３Ｆとしたとき、条件式（１１）を満足することが最も望ましい。

また、第２レンズ群Ｇ２を構成する接合レンズの接合面：ｒ_２Ｃは、以下の条件式（１２）を満足することが望ましい。

かかる条件式（１２）が０．３以下であると、高次のコマ収差が発生しやすくなり、コマ収差の色収差が発生しやすくなるため好ましくない。
また条件式（１２）が０．７以上であると、軸上色収差の補正が困難になったり、像面湾曲が大きく発生しやすくなるため好ましくない。

また、レンズ系１０の第１レンズ群Ｇ１を構成する負レンズは、第１レンズ群Ｇ１を構成する負レンズのアッベ数：νｄ_ｎ１としたとき、条件式（１３）を満足することが望ましい。

アッベ数νｄ_ｎ１が５５以下であると、色収差補正のバランスが崩れて、軸上色収差と倍率色収差の双方を良好に補正することが難しい。
またアッベ数νｄ_ｎ１が８５以上となるような光学材料は一般に柔らかく傷つきやすかったり、化学的耐久性に難があるため、レンズ系１０の最も物体側、すなわち外界に露出する最も物体側のレンズとして用いるには相応しくない。

より良好な収差補正のためには、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４とはともに非球面レンズを用いることが望ましい。かかる構成によれば、非点収差やコマ収差、歪曲収差の補正にさらに大きな効果がある。

以下、上述したようなレンズ系１０の具体的な数値実施例について示す。
なお、すべての数値実施例において、最大像高は１４．２ｍｍとしているが、本発明はかかる構成に限定されるものではなく、上述の条件式を満たす範囲において適宜変更して良い。

以下の数値実施例における各記号の意味を示す。
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバ
ω ：半画角
Ｒ：曲率半径
Ｄ：面間隔
Ｎ_ｄ：屈折率
ν_ｄ：アッベ数
Ｐ_ｇ、Ｆ：部分分散比…Ｐ_ｇ、Ｆ＝（ｎ_ｇ－ｎ_Ｆ）／（ｎ_Ｆ－ｎ_Ｃ）
Ｋ：非球面の円錐定数
Ａ_４：４次の非球面係数
Ａ_６：６次の非球面係数
Ａ_８：８次の非球面係数
Ａ_１０：１０次の非球面係数
Ａ_１２：１２次の非球面係数
Ａ_１４：１４次の非球面係数
ただし、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨとするとき、以下の式で定義される。

数値実施例１
ｆ＝１８．４６、Ｆ＝２．８７、ω＝３８．０

非球面：第２面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝２．３９５８２×１０^－４、Ａ_６＝１．０９４０３×１０^－５、Ａ_８＝－８．９３６０２×１０^－７、Ａ_１０＝６．３３３７４×１０^－８、Ａ_１２＝－１．９４８０５×１０^－９、Ａ_１４＝２．５０８５６×１０^－１１
非球面：第１０面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝８．６１９８０×１０^－５、Ａ_６＝－２．７６７８７×１０^－６
非球面：第１１面
Ｋ＝８．６４１０３、Ａ_４＝４．７７３９２×１０^－４、Ａ_６＝７．１０１３７×１０^－６、Ａ_８＝－９．６２０３８×１０^－８、Ａ_１０＝６．７９７３４×１０^－９
条件式数値
（１）ｆ_１／ｆ_４＝０．０３１
（２）ｆ_１－２／ｆ_３－４＝１．７６７
（３）ｆ_１／ｆ＝－３．１２４
（４）ｒ_２Ｆ／ｆ＝－１．１９０
（５）ｒ_３Ｒ／ｆ＝０．６７０
（６）ｎｄ_Ｐ２－３＝１．８８３
（７）Ｌ／ｆ＝１．５９７
（８）Ｄ_Ｔ／ｆ＝０．７９０
（９）Ｙ’／ｆ＝０．７６９
（１０） tan（θＰ_ｍＡｘ）＝０．７６５
（１１）ｒ_２Ｒ／ｒ_３Ｆ＝－１．９００
（１２）ｒ_３Ｃ／ｆ＝０．４５７
（１３） νｄ_ｎ１＝６４．０６

数値実施例２
ｆ＝１８．４９、Ｆ＝２．８６、ω＝３７．９

非球面：第２面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝２．６８９６７×１０^－４、Ａ_６＝－４．５８２６３×１０^－７、Ａ_８＝４．００１３３×１０^－７、Ａ_１０＝－１．３５４７５×１０^－８、Ａ_１２＝３．１７３９５×１０^－１０、Ａ_１４＝－１．３６７１０×１０^－１２
非球面：第１０面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝８．１４０５１×１０^－５、Ａ_６＝－５．３５８４４×１０^－６
非球面：第１１面
Ｋ＝８．８４４７６、Ａ_４＝４．５７７０４×１０^－４、Ａ_６＝２．５２３６８×１０^－６、Ａ_８＝６．６６０３３×１０^－９、Ａ_１０＝３．９７２９９×１０^－９
条件式数値
（１）ｆ_１／ｆ_４＝－０．００４
（２）ｆ_１－２／ｆ_３－４＝１．５４１
（３）ｆ_１／ｆ＝－３．１４８
（４）ｒ_２Ｆ／ｆ＝－１．１５８
（５）ｒ_３Ｒ／ｆ＝０．６６９
（６）ｎｄ_Ｐ２－３＝１．８８３
（７）Ｌ／ｆ＝１．５９２
（８）Ｄ_Ｔ／ｆ＝０．７８９
（９）Ｙ’／ｆ＝０．７６８
（１０）ｔａｎ（θＰ_ｍＡｘ）＝０．７７３
（１１）ｒ_２Ｒ／ｒ_３Ｆ＝－１．７９３
（１２）ｒ_３Ｃ／ｆ＝０．４５２
（１３） νｄ_ｎ１＝５９．４６

数値実施例３
ｆ＝１７．８４、Ｆ＝２．８７、ω＝３８．８

非球面：第２面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝３．７２９５１×１０^－４、Ａ_６＝３．２４６０２×１０^－６、Ａ_８＝５．３３４０４×１０^－８、Ａ_１０＝２．０１８１８×１０^－８、Ａ_１２＝－９．５１７９９×１０^－１０、Ａ_１４＝１．９１２６０×１０^－１１
非球面：第１０面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝－３．２８２１５×１０^－４、Ａ_６＝－１．８３２４０×１０^－５
非球面：第１１面
Ｋ＝１９．９８００２、Ａ_４＝９．７３２７０×１０^－５、Ａ_６＝－３．０３４２３×１０^－６、Ａ_８＝－１．８９８９３×１０^－７、Ａ_１０＝１．３２５１１×１０^－８
条件式数値
（１）ｆ_１／ｆ_４＝０．０８１
（２）ｆ_１－２／ｆ_３－４＝１．２２３
（３）ｆ_１／ｆ＝－３．５１２
（４）ｒ_２Ｆ／ｆ＝－１．４２５
（５）ｒ_３Ｒ／ｆ＝０．６５８
（６）ｎｄ_Ｐ２－３＝１．８８３
（７）Ｌ／ｆ＝１．５４７
（８）Ｄ_Ｔ／ｆ＝０．７７９
（９）Ｙ’／ｆ＝０．７９６
（１０）ｔａｎ（θＰ_ｍＡｘ）＝０．８２８
（１１）ｒ_２Ｒ／ｒ_３Ｆ＝－１．８１６
（１２）ｒ_３Ｃ／ｆ＝０．４１０
（１３） νｄ_ｎ１＝６４．０６

数値実施例４
ｆ＝１８．２９、Ｆ＝２．８７、ω＝３８．２

非球面：第２面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝２．６７４１９×１０^－４、Ａ_６＝１．４６３３７×１０^－５、Ａ_８＝－１．１５２６２×１０^－６、Ａ_１０＝８．３０４７１×１０^－８、Ａ_１２＝－２．７０４４０×１０^－９、Ａ_１４＝３．７９７７５×１０^－１１
非球面：第１１面
Ｋ＝１．４２１１３、Ａ_４＝２．８７５９３×１０^－４、Ａ_６＝４．８１９１７×１０^－６、Ａ_８＝４．８３４１６×１０^－８、Ａ_１０＝６．１２５９２×１０^－１０
条件式数値
（１）ｆ_１／ｆ_４＝０．０４２
（２）ｆ_１－２／ｆ_３－４＝１．４６２
（３）ｆ_１／ｆ＝－３．３３９
（４）ｒ_２Ｆ／ｆ＝－１．１３４
（５）ｒ_３Ｒ／ｆ＝０．７０３
（６）ｎｄ_Ｐ２－３＝１．８８３
（７）Ｌ／ｆ＝１．５６０
（８）Ｄ_Ｔ／ｆ＝０．７６４
（９）Ｙ’／ｆ＝０．７７６
（１０）ｔａｎ（θＰ_ｍＡｘ）＝０．７７７
（１１）ｒ_２Ｒ／ｒ_３Ｆ＝－１．６６１
（１２）ｒ_３Ｃ／ｆ＝０．４３７
（１３） νｄ_ｎ１＝６４．０６

数値実施例５
ｆ＝１８．２８、Ｆ＝２．８７、ω＝３８．２

非球面；第２面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝２．４９５４６×１０^－４、Ａ_６＝５．３０７６７×１０^－６、Ａ_８＝－１．７７７７２×１０^－７、Ａ_１０＝２．５２５６７×１０^－８、Ａ_１２＝－９．４６５６０×１０^－１０、Ａ_１４＝１．７０５５２×１０^－１１
非球面：第１０面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝２．２１９６５×１０^－４、Ａ_６＝－７．８４１８１×１０^－７
非球面：第１１面
Ｋ＝７．２８４２２、Ａ_４＝６．０２７１２×１０^－４、Ａ_６＝８．８５５０５×１０^－６、Ａ_８＝－５．３９３９９×１０^－８、Ａ_１０＝４．６００８６×１０^－９
条件式数値
（１）ｆ_１／ｆ_４＝０．０３８
（２）ｆ_１－２／ｆ_３－４＝２．２９４
（３）ｆ_１／ｆ＝－３．３３１
（４）ｒ_２Ｆ／ｆ＝－１．０１１
（５）ｒ_３Ｒ／ｆ＝０．６９７
（６）ｎｄ_Ｐ２－３＝１．８８１
（７）Ｌ／ｆ＝１．６１３
（８）Ｄ_Ｔ／ｆ＝０．７９８
（９）Ｙ’／ｆ＝０．７７７
（１０）ｔａｎ（θＰ_ｍＡｘ）＝０．７６９
（１１）ｒ_２Ｒ／ｒ_３Ｆ＝－１．９２４
（１２）ｒ_３Ｃ／ｆ＝０．４５６
（１３） νｄ_ｎ１＝６４．０６

数値実施例６
ｆ＝１８．４５、Ｆ＝２．８７、ω＝３８．０

非球面：第２面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝２．２５５１３×１０^－４、Ａ_６＝５．６２６８４×１０^－６、Ａ_８＝－３．１１４９８×１０^－７、Ａ_１０＝２．９６３１９×１０^－８、Ａ_１２＝－９．９２９３９×１０^－１０、Ａ_１４＝１．４９４６３×１０^－１１
非球面：第１０面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝２．６７５９５×１０^－４、Ａ_６＝－７．２３８３４×１０^－８
非球面：第１１面
Ｋ＝８．０２１２７、Ａ_４＝６．３５１０６×１０^－４、Ａ_６＝１．０２１９５×１０^－５、Ａ_８＝－９．６０３０５×１０^－８、Ａ_１０＝６．１９３４５×１０^－９
条件式数値
（１）ｆ_１／ｆ_４＝０．０６０
（２）ｆ_１－２／ｆ_３－４＝２．３４８
（３）ｆ_１／ｆ＝－２．７７７
（４）ｒ_２Ｆ／ｆ＝－０．９１３
（５）ｒ_３Ｒ／ｆ＝０．６３４
（６）ｎｄ_Ｐ２－３＝１．８３５
（７）Ｌ／ｆ＝１．６３８
（８）Ｄ_Ｔ／ｆ＝０．８１８
（９）Ｙ’／ｆ＝０．７７０
（１０）ｔａｎ（θＰ_ｍａｘ）＝０．７５５
（１１）ｒ_２Ｒ／ｒ_３Ｆ＝－１．７２４
（１２）ｒ_３Ｃ／ｆ＝０．４７１
（１３） νｄ_ｎ１＝５９．３８

数値実施例７
ｆ＝１５．７０、Ｆ＝３．２７、ω＝４２．３

非球面：第２面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝２．７１５０２×１０^－４、Ａ_６＝９．０４３０８×１０^－６、Ａ_８＝－６．１４０１２×１０^－７、Ａ_１０＝５．７８０４８×１０^－８、Ａ_１２＝－２．１５１９９×１０^－９、Ａ_１４＝３．９３６０７×１０^－１１
非球面：第１０面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝５．７７８１６×１０^－４、Ａ_６＝－３．９８３２９×１０^－６
非球面：第１１面
Ｋ＝５．２９０８９、Ａ_４＝１．０１９９８×１０^－３、Ａ_６＝１．０３１２８×１０^－５、Ａ_８＝－３．０３２４９×１０^－８、Ａ_１０＝１．６１１７６×１０^－９
条件式数値
（１）ｆ_１／ｆ_４＝０．４４７
（２）ｆ_１－２／ｆ_３－４＝２．５２５
（３）ｆ_１／ｆ＝－３．３４８
（４）ｒ_２Ｆ／ｆ＝－０．７９６
（５）ｒ_３Ｒ／ｆ＝０．７６６
（６）ｎｄ_Ｐ２－３＝１．８３５
（７）Ｌ／ｆ＝１．７０９
（８）Ｄ_Ｔ／ｆ＝０．９１９
（９）Ｙ’／ｆ＝０．９０５
（１０）ｔａｎ（θＰ_ｍａｘ）＝０．９２５
（１１）ｒ_２Ｒ／ｒ_３Ｆ＝－１．５１５
（１２）ｒ_３Ｃ／ｆ＝０．６０６
（１３） νｄ_ｎ１＝５９．３８

数値実施例８

ｆ＝１７．００、Ｆ＝２．９６、ω ＝４０．２

非球面：第２面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝２．７３４２１×１０^－４、Ａ_６＝９．５７６２０×１０^－６、Ａ_８＝－５．１７９２７×１０^－７、Ａ_１０＝４．４２６９６×１０^－８、Ａ_１２＝－１．４６０８６×１０^－９、Ａ_１４＝２．３５２５６×１０^－１１
非球面：第１０面
Ｋ＝０．０、Ａ_４＝１．３８８８７×１０^－４、Ａ_６＝－５．０７７７０×１０^－６
非球面：第１１面
Ｋ＝１１．７７４１７、Ａ_４＝６．２６９９９×１０^－４、Ａ_６＝１．１５３００×１０^－５、Ａ_８＝－２．６６７０４×１０^－７、Ａ_１０＝１．３０４６２×１０^－８
条件式数値
（１）ｆ_１／ｆ_４＝０．２５２
（２）ｆ_１－２／ｆ_３－４＝１．８５０
（３）ｆ_１／ｆ＝－３．３５２
（４）ｒ_２Ｆ／ｆ＝－１．０６０
（５）ｒ_３Ｒ／ｆ＝０．６８７
（６）ｎｄ_Ｐ２－３＝１．８８３
（７）Ｌ／ｆ＝１．６２８
（８）Ｄ_Ｔ／ｆ＝０．８２８
（９）Ｙ’／ｆ＝０．８３５
（１０）ｔａｎ（θＰ_ｍａｘ）＝０．８４８
（１１）ｒ_２Ｒ／ｒ_３Ｆ＝－１．７２８
（１２）ｒ_３Ｃ／ｆ＝０．４８９
（１３） νｄ_ｎ１＝７１．６８

図１８および図１９を参照して、携帯情報端末装置としての実施例を示す。
本実施例における携帯情報端末装置たるカメラ２００は、撮影レンズ２１０と、図示しないエリアセンサたる受光素子としての撮像素子２０と、制御部２３０と、を有し、撮影レンズ２１０によって撮像素子２０上において形成される撮影対象物３００の像を読み取るように構成されている。
カメラ２００はまた、図１８（ｂ）に示すように、カメラ２００によって撮影された画像等の表示を行うための表示部たる液晶モニタ２４０と、カメラ２００の操作を行うためのボタンである操作部２５０と、を有している。

なお、撮影レンズ２１０は、数値実施例１～８で例に挙げて述べたレンズ系１０を用いた結像光学系を有するレンズユニットである。
すなわち、本実施例において、カメラ２００は、レンズ系１０によって、所定の撮像面に像を結像する撮像装置としての機能を有している。

制御部２３０は、図１９に示すように、撮像素子２０からの受光信号を処理する信号処理装置と、画像処理装置と、中央演算装置（ＣＰＵ）と、を有し、半導体メモリたる内部メモリや通信カード等を記憶部として備える計算機である。
撮像素子２０からの出力は、中央演算装置の制御を受ける信号処理装置によって処理され、デジタル情報に変換される。
信号処理装置によってデジタル化された画像情報は、中央演算装置の制御を受ける画像処理装置において所定の画像処理を受けた後、内部メモリに記録される。
液晶モニタ２４０には撮影中の画像を表示することもできるし、記憶部に記録されている画像を表示することもできる。また、内部メモリに記録した画像を通信カード等を介して外部へ送信することも可能である。

撮影レンズ２１０はカメラ２００の携帯時には図１８（ａ）に示すように沈胴状態にあり、ユーザが電源スイッチを操作して電源を入れると、図１８（ｃ）に示すように鏡胴が繰り出されることで、撮影可能状態となる。

また、撮影レンズ２１０は、ズームレバーを操作することで、画像の切り出し範囲を変えて擬似的に変倍する、いわゆるデジタルズームの操作を行うこともできる。このとき、ファインダも画角の変化に連動して変倍する。

ユーザがシャッタボタンの半押しを行うことにより、制御部２３０は撮影レンズ２１０を動作させてフォーカシングを行う。
数値実施例１～８に示した各実施例において、フォーカシングはレンズ系１０全体の移動によって行うことができるし、撮像素子２０の移動によっても行うことができる。
シャッタボタンを半押しの状態からさらに押し込むと撮影がなされる。
内部メモリに記録した画像を液晶モニタ２４０に表示したり、通信カード等を使用して外部へ送信する際は、操作部２５０の操作によって行う。内部メモリおよび通信カード等は、本実施例においてはそれぞれ専用または汎用のスロットに挿入して使用されるが、かかる構成に限定されるものではない。

なお、撮影レンズが沈胴状態にあるとき、撮影レンズ２１０の各レンズ群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、第２レンズ群Ｇ２が光軸上から退避して、第１レンズ群Ｇ１と並列に収納されるような機構とすれば、カメラのさらなる薄型化が実現できる。

以上に説明したようなカメラ（携帯情報端末装置）には，数値実施例1～数値実施例8で示したレンズ系１０を撮影レンズとして使用することができる。かかる構成により、2,400万画素以上の受光素子を使用した高画質で小型のカメラ（携帯情報端末装置）において、全体として小型化しながらも、各種収差を十分に低減しうる。
また、本実施例において、カメラ２００の撮像面における最大像高：Ｙ’、最大像高に達する主光線の像面への入射角：θＰ_ｍａｘ、レンズ系１０の無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：ｆとしたとき、承前の条件式（９）、（１０）を何れも満足させることが最も望ましい。
かかる構成により、カメラ２００を全体として小型化しながらも、各種収差を十分に低減しうる。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１０結像光学系（レンズ系）
２０撮像素子
３０開口絞り（絞り）
１００撮像装置
２００携帯情報端末装置（カメラ）
Ｇ１第１レンズ群
Ｇ２第２レンズ群
Ｇ３第３レンズ群
Ｇ４第４レンズ群
Ｌ１第１レンズ
Ｌ２第２レンズ（第２レンズ群）
Ｌ３第３レンズ（第２レンズ群）
Ｌ４第４レンズ（第３レンズ群）
Ｌ５第５レンズ（第３レンズ群）
Ｌ６第６レンズ（第４レンズ群）

特許第５８９５７１８号公報特開２０１３－２５０５３４号公報特開２００５－３５２０６０号公報特開平１１－３２６７５６号公報特開平０８－３１３８０２号公報特開平０５－１５７９６５号公報

Claims

物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、開口絞り、正の屈折力を有する第４レンズ、負の屈折力を有する第５レンズ、第６レンズを配して構成される結像光学系において、
前記第１レンズは像側に凹面を向けた負レンズで構成され、第１レンズ群を成し、
前記第２レンズは両凹レンズで構成され、前記第３レンズは両凸レンズで構成され、前記第２レンズと前記第３レンズとは接合されて正の屈折力を有する第２レンズ群を成し、
前記第４レンズは両凸レンズで構成され、前記第５レンズは両凹レンズで構成され、前記第４レンズと第５レンズとは接合されて正の屈折力を有する第３レンズ群を成し、
前記第６レンズは物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズで構成され、第４レンズ群を成し、
前記第１レンズ群の焦点距離：ｆ _１と、前記第４レンズ群の焦点距離：ｆ _４と、が以下の条件式（１）：
（１）－０．１＜ｆ _１／ｆ _４＜０．６
を満足することを特徴とする結像光学系。
物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、開口絞り、正の屈折力を有する第４レンズ、負の屈折力を有する第５レンズ、第６レンズを配して構成される結像光学系において、
前記第１レンズは像側に凹面を向けた負レンズで構成され、第１レンズ群を成し、
前記第２レンズは両凹レンズで構成され、前記第３レンズは両凸レンズで構成され、前記第２レンズと前記第３レンズとは接合されて正の屈折力を有する第２レンズ群を成し、
前記第４レンズは両凸レンズで構成され、前記第５レンズは両凹レンズで構成され、前記第４レンズと第５レンズとは接合されて正の屈折力を有する第３レンズ群を成し、
前記第６レンズは物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズで構成され、第４レンズ群を成し、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離：ｆ _１－２と、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の合成焦点距離：ｆ _３－４とが、以下の条件式（２）：
（２）０．８＜ｆ _１－２／ｆ _３－４＜３．０
を満足することを特徴とする結像光学系。
物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、開口絞り、正の屈折力を有する第４レンズ、負の屈折力を有する第５レンズ、第６レンズを配して構成される結像光学系において、
前記第１レンズは像側に凹面を向けた負レンズで構成され、第１レンズ群を成し、
前記第２レンズは両凹レンズで構成され、前記第３レンズは両凸レンズで構成され、前記第２レンズと前記第３レンズとは接合されて正の屈折力を有する第２レンズ群を成し、
前記第４レンズは両凸レンズで構成され、前記第５レンズは両凹レンズで構成され、前記第４レンズと第５レンズとは接合されて正の屈折力を有する第３レンズ群を成し、
前記第６レンズは物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズで構成され、第４レンズ群を成し、
前記第１レンズ群の焦点距離：ｆ _１、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：ｆとしたとき、以下の条件式（３）：
（３）－４．０＜ｆ _１／ｆ＜－２．２
を満足することを特徴とする結像光学系。
物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、開口絞り、正の屈折力を有する第４レンズ、負の屈折力を有する第５レンズ、第６レンズを配して構成される結像光学系において、
前記第１レンズは像側に凹面を向けた負レンズで構成され、第１レンズ群を成し、
前記第２レンズは両凹レンズで構成され、前記第３レンズは両凸レンズで構成され、前記第２レンズと前記第３レンズとは接合されて正の屈折力を有する第２レンズ群を成し、
前記第４レンズは両凸レンズで構成され、前記第５レンズは両凹レンズで構成され、前記第４レンズと第５レンズとは接合されて正の屈折力を有する第３レンズ群を成し、
前記第６レンズは物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズで構成され、第４レンズ群を成し、
前記第３レンズ群の最も像側の面の曲率半径：ｒ _３Ｒ、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：ｆとしたとき、以下の条件式（５）：
（５）０．４＜ｒ _３Ｒ／ｆ＜１．０
を満足することを特徴とする結像光学系。
請求項１乃至４の何れか１つに記載の結像光学系において、
前記第２レンズ群の最も物体側の面の曲率半径：ｒ _２Ｆ、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：ｆとしたとき、以下の条件式（４）：
（４）－１．６＜ｒ _２Ｆ／ｆ＜－０．６
を満足することを特徴とする結像光学系。
請求項１乃至５の何れか１つに記載の結像光学系において、
前記第２レンズ群および前記第３レンズ群が有する正レンズの平均屈折率：ｎｄ _Ｐ２－３としたとき、以下の条件式（６）：
（６）１．７５＜ｎｄ _Ｐ２－３＜２．０
を満足することを特徴とする結像光学系。
請求項１乃至６の何れか１つに記載の結像光学系において、
無限遠物体に合焦した状態における前記第１レンズ群の最も物体側の面から像面までの距離：Ｌ、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：ｆとしたとき、以下の条件式（７）：
（７）１．３＜Ｌ／ｆ＜１．９
を満足することを特徴とする結像光学系。
請求項１乃至７の何れか１つに記載の結像光学系において、
前記第１レンズ群の最も物体側の面から前記第４レンズ群の最も像側の面までの距離：Ｄ _Ｔ、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：ｆとしたとき、以下の条件式（８）：
（８）０．６＜Ｄ _Ｔ／ｆ＜１．１
を満足することを特徴とする結像光学系。
請求項１乃至８の何れか１つに記載の結像光学系によって、所定の撮像面に像を結像する撮像装置。
請求項９に記載の撮像装置を有する携帯情報端末装置。
請求項９に記載された撮像装置において、当該撮像装置の前記撮像面における最大像高：Ｙ’、最大像高に達する主光線の像面への入射角：θＰ _ｍａｘ、前記結像光学系の無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：ｆとしたとき、以下の条件式（９）、（１０）：
（９）０．７＜Ｙ’／ｆ＜０．９５
（１０）０．６＜ｔａｎ（θＰ _ｍａｘ）＜０．９５
を何れも満足することを特徴とする撮像装置。