(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズを有し、
前記複数のレンズは、
物体側より順に、
両凸面形状の正の屈折力を有する第１レンズと、
負の屈折力を有する第２レンズと、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第３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を有する第４レンズと、
負の屈折力を有する第５レンズと、
の５枚のレンズよりなり、
前記第３レンズと前記第４レンズとは接合されており、
前記第３レンズの中心部における負の屈折力は、周辺部になるとともに徐々に強まり、前記第４レンズの中心部における正の屈折力は、周辺部になるとともに徐々に弱まり、
前記第３レンズと前記第４レンズとの接合面は非球面であり、前記接合面は中心部から周辺部まで常に物体側に対して凹面であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
０．７５＜（ｒ６＋ｒ８）／（ｒ６−ｒ８）＜４．０      （３）
ここで、
ｒ６は前記第３レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ８は前記第４レンズの像面側の面の曲率半径、
である。
【請求項２】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
２．５＜｜ｆ３／ｆ４｜＜１００      （１）
ここで、
ｆ３は前記第３レンズの焦点距離、
ｆ４は前記第４レンズの焦点距離、
である。
【請求項３】
前記撮像光学系の最も物体側に絞りが配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像光学系。
【請求項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。
０．４＜ｆ１／ｆ３４＜２．５      （２）
ここで、
ｆ３４は前記第３レンズと前記第４レンズの合成焦点距離、
ｆ１は前記第１レンズの焦点距離、
である。
【請求項５】
接合されているレンズの接合面の曲率は、近軸領域に比べて周辺部のほうが大きくなるような形状であ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。
【請求項６】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の撮像光学系。
０．３＜ｆ１／ｆ＜１．４      （４）
ここで、
ｆ１は前記第１レンズの焦点距離、
ｆは前記撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項７】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の撮像光学系。
０．２５＜｜ｆ５／ｆ｜＜１．１５      （５）
ここで、
ｆ５は前記第５レンズの焦点距離、
ｆは前記撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項８】
請求項１〜７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。
【請求項９】
前記撮像装置はオートフォーカス機構を備えたことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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は、レンズ枚数を４枚〜５枚とした例えば特許文献１、２に提案された光学系がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３１７９３３号公報
【特許文献２】特開２００７−２６４１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に提案されている光学系は、レンズを４枚使用している。そして、正、負、正、負のパワー配置により、色収差、非点収差、像面湾曲などの諸収差を良好に補正している。しかしながら、この構成では、Ｆnoがさらに明るくなった場合、色収差、コマ収差、非点収差などの軸外収差を補正することが出来なくなってしまう。
【０００６】
特許文献２に提案されている光学系は、レンズを５枚使用している。そして、高画素化に対する解像度を高めるために色収差と、コマ収差、像面湾曲などの軸外収差を良好に補正している。しかしながら、この構成では、光学系を小型化した場合、レンズ間隔の自由度がなくなる。このため、十分に性能を確保出来なくなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、明るい光学系であり、かつ諸収差を良好に補正した小型な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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、
複数のレンズを有し、
複数のレンズは、
物体側より順に、
両凸面形状の正の屈折力を有する第１レンズと、
負の屈折力を有する第２レンズと、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第３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を有する第４レンズと、
負の屈折力を有する第５レンズと、
の５枚のレンズよりなり、
第３レンズと第４レンズとは接合されており、
第３レンズの中心部における負の屈折力は、周辺部になるとともに徐々に強まり、第４レンズの中心部における正の屈折力は、周辺部になるとともに徐々に弱まり、
第３レンズと第４レンズとの接合面は非球面であり、接合面は中心部から周辺部まで常に物体側に対して凹面であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．７５＜（ｒ６＋ｒ８）／（ｒ６−ｒ８）＜４．０      （３）
ここで、
ｒ６は第３レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ８は第４レンズの像面側の面の曲率半径、
である。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
２．５＜｜ｆ３／ｆ４｜＜１００      （１）
ここで、
ｆ３は第３レンズの焦点距離、
ｆ４は第４レンズの焦点距離、
である。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像光学系の最も物体側に絞りが配置されていることが望ましい。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．４＜ｆ１／ｆ３４＜２．５      （２）
ここで、
ｆ３４は第３レンズと第４レンズの合成焦点距離、
ｆ１は第１レンズの焦点距離、
である。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、接合されているレンズの接合面の曲率は、近軸領域に比べて周辺部のほうが大きくなるような形状であることが望ましい。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．３＜ｆ１／ｆ＜１．４      （４）
ここで、
ｆ１は第１レンズの焦点距離、
ｆは撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．２５＜｜ｆ５／ｆ｜＜１．１５      （５）
ここで、
ｆ５は第５レンズの焦点距離、
ｆは撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００１８】
また、本発明の撮像装置は、
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。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像装置はオートフォーカス機構を備えたことが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、明るい光学系であり、かつ諸収差を良好に補正した小型な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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の撮像光学系の実施例１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】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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【図３】本発明の撮像光学系の実施例２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】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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【図５】本発明の撮像光学系の実施例３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】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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【図７】本発明の撮像光学系の実施例４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】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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【図９】本発明の撮像光学系の実施例５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】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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
【図１１】本発明による撮像光学系を組み込んだデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図である。
【図１２】デジタルカメラ４０の後方斜視図である。
【図１３】デジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。
【図１４】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。
【図１５】パソコン３００の撮影光学系３０３の断面図である。
【図１６】パソコン３００の側面図である。
【図１７】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。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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を有する第１レンズと、
負の屈折力を有する第２レンズと、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第３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を有する第４レンズと、
負の屈折力を有する第５レンズと、
の５枚のレンズよりなり、
第３レンズと第４レンズとは接合されており、
第３レンズの中心部における負の屈折力は、周辺部になるとともに徐々に強まり、第４レンズの中心部における正の屈折力は、周辺部になるとともに徐々に弱まり、
第３レンズと第４レンズとの接合面は非球面であり、接合面は中心部及び周辺部において常に物体側に対して凹面となることを特徴とする。
【００２４】
上述の５枚レンズの構成により、主点の位置を撮像光学系の物体側に配置することができる。これにより、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る。従って、光学系の全長短縮が実現できる。
【００２５】
また、第３レンズと第４レンズとは接合されている。絞りと像面の中間位置に接合レンズを配置することにより、倍率色収差をより最適に補正することが出来る。
【００２６】
また、第３レンズの中心部における負の屈折力は、周辺部になるとともに徐々に強まり、第４レンズの中心部における正の屈折力は、周辺部になるとともに徐々に弱まるように構成されている。これにより、周辺で前倒れになりやすい像面湾曲及び倍率色収差を補正することが出来る。
【００２７】
また、第３レンズと第４レンズとの接合面は非球面であり、接合面は中心部及び周辺部において常に物体側に対して凹面となるように構成されている。これにより、物体側及び像側の面への光線の入射角度を抑え、コマ収差及び非点収差を良好に補正できる。
【００２８】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（Ａ）を満足することが望ましい。
｜ν３−ν４｜＞２０      （Ａ）
ここで、
ν３は第３レンズのアッベ数（ｎd3−１）／（ｎF3−ｎC3）、
ν４は第４レンズのアッベ数（ｎd4−１）／（ｎF4−ｎC4）、
ｎd3、ｎC3、ｎF3は各々第３レンズのｄ線、Ｃ線、Ｆ線の屈折率、
ｎd4、ｎC4、ｎF4は各々第４レンズのｄ線、Ｃ線、Ｆ線の屈折率、
である。
条件式（Ａ）は第３レンズと第４レンズのアッベ数に関する関係式である。条件式（Ａ）を満足することで、色収差を良好に補正できる。
【００２９】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
２．５＜｜ｆ３／ｆ４｜＜１００      （１）
ここで、
ｆ３は第３レンズの焦点距離、
ｆ４は第４レンズの焦点距離、
である。
【００３０】
条件式（１）は、接合レンズの負レンズと正レンズとの焦点距離の比を規定している。条件式（１）を満足することで、光学系の全長を短くし、良好な収差補正を行うことができる。
【００３１】
条件式（１）の上限値を上回ると、負レンズの屈折力が小さくなり、色収差を十分に補正することが出来ない。
条件式（１）の下限値を下回ると、第３レンズと第４レンズの合成焦点距離が長くなってしまう。このため、全長を小型化することが出来なくなってしまう。
なお、全長を短縮する場合、第１レンズの屈折力を大きくしなければならない。このため、球面収差及び、コマ収差が増大し収差補正が困難になる。
【００３２】
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像光学系の最も物体側に絞りが配置されていることが望ましい。
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が小さくなる。このため、撮像素子周辺部の周辺光量の低下を回避することが可能となる。
【００３３】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．４＜ｆ１／ｆ３４＜２．５      （２）
ここで、
ｆ３４は第３レンズと第４レンズの合成焦点距離、
ｆ１は第１レンズの焦点距離、
である。
【００３４】
条件式（２）の上限値を上回ると、第１レンズの屈折力が小さくなってしまう。これにより、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。
なお、第２レンズの屈折力を小さくすることにより、全長を短縮することも出来る。しかしながら、この場合は、色収差が増大し、性能を確保することが困難になる。
【００３５】
条件式（２）の下限値を下回ると、第１レンズの屈折力が大きくなってしまう。これにより、諸収差、特にマージナル光線高が高くなるため球面収差及びコマ収差が増大し収差補正が困難になる。また、光学系全体の屈折力が第１レンズに集中するため第１レンズの製造誤差感度が大きくなり好ましくない。
【００３６】
また、本発明の好ましい態様によれば、接合されているレンズの接合面の曲率は、近軸領域に比べて周辺部のほうが大きくなるような形状であることが望ましい。
【００３７】
この構成により、物体側及び像側の面への光線の入射角度を抑えることができる。この結果、より良好にコマ収差及び非点収差の補正をすることができる。
【００３８】
また、本発明の好ましい態様によれば、接合されているレンズの接合面は、変曲点を有することが望ましい。
【００３９】
この構成により、物体側及び像側の面への光線の入射角度を抑えるこができる。この結果、特に光線高の高い位置において、より良好にコマ収差及び非点収差の補正をすることができる。
【００４０】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
０．７５＜（ｒ６＋ｒ８）／（ｒ６−ｒ８）＜４．０      （３）
ここで、
ｒ６は前記第３レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ８は前記第４レンズの像面側の面の曲率半径、
である。
【００４１】
条件式（３）は、第３レンズの物体側及び第４レンズの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。
【００４２】
条件式（３）の上限値を上回ると、第３レンズの物体側の面及び第４レンズの像側の面の負の曲率が小さくなりすぎることで、軸外光束の第３レンズの物体側及び第４レンズの像側の面に対する入射角が急になり、コマ収差の補正が困難になる。
【００４３】
条件式（３）の下限値を下回ると、第４レンズの像側の面の負の曲率が大きくなりすぎることで、第４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。
なお、全長の短縮化とテレセントリック性を両立させるために第２レンズからの射出角を大きくすることも考えられる。しかしながら、第２レンズからの射出角を大きくすると、コマ収差が増大し、性能が劣化してしまう。
【００４４】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．３＜ｆ１／ｆ＜１．４      （４）
ここで、
ｆ１は第１レンズの焦点距離、
ｆは撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００４５】
条件式（４）は、光学系の全長を短くし、良好な収差補正に好ましい条件を規定している。
条件式（４）の上限値を上回ると、第１レンズの屈折力は小さくなってしまい、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（４）の下限値を下回ると、第１レンズの屈折力は大きくなってしまい、諸収差、特にマージナル光線高が高くなる。このため、球面収差及び、コマ収差が増大し、収差補正が困難になる。また、光学系全体の屈折力が第１レンズに集中する。このため、第１レンズの製造誤差感度が大きくなり好ましくない。
【００４６】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．２５＜｜ｆ５／ｆ｜＜１．１５      （５）
ここで、
ｆ５は第５レンズの焦点距離、
ｆは撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００４７】
条件式（５）は、光学系の全長を短くし、性能を確保しつつ、十分なバックフォーカス長を確保するための条件を規定している。
条件式（５）の値が上限値を上回った場合、第５レンズの負の屈折力が小さくなってしまい、バックフォーカスを十分に確保することが困難になる。さらに、像面湾曲、及び歪曲収差の補正が困難になる。
【００４８】
条件式（５）の値が下限値を下回ると、第５レンズの負の屈折力が大きくなってしまい、全長の短縮が困難になってしまう。この場合、光学系の全長を短くするためには第１レンズＬ１及び第３レンズＬ３の屈折力を強くしなければならない。しかしながら、第１レンズＬ１及び第３レンズＬ３の屈折力を強くすると、像面湾曲などの軸外収差を補正することが困難になってしまう。
【００５１】
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が望ましい。
これにより、明るい光学系、かつ諸収差を良好に補正した小型な撮像光学系を用いた撮像装置を提供できる。
【００５２】
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像装置はオートフォーカス機構を備えたことが望ましい。
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。
【００５３】
以下に、本実施形態の撮像光学系及び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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角を示している。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。
【００５６】
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、両凸面形状の正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、の５枚のレンズより構成されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とは接合されている。
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。
【００５７】
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負メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、両凹負レンズである。
【００５８】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００５９】
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、両凸面形状の正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、の５枚のレンズより構成されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とは接合されている。
【００６０】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、両凹負レンズである。
【００６１】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００６２】
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、両凸面形状の正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、の５枚のレンズより構成されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とは接合されている。
【００６３】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、両凹負レンズである。
【００６４】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００６５】
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、両凸面形状の正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、の５枚のレンズより構成されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とは接合されている。
【００６６】
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負メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、両凹負レンズである。
【００６７】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００６８】
実施例５の撮像光学系は、図９に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、両凸面形状の正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、の５枚のレンズより構成されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とは接合されている。
【００６９】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、両凹負レンズである。
【００７０】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００７１】
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。
【００７２】
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）2｝1/2］
＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10＋Ａ１２ｙ12
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。
【００７３】
数値実施例１
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r           d              nd           νd   
1(絞り)     ∞         -0.24
2*         1.856        1.08          1.53367       55.87
3*        -5.955        0.05
4*    -14338.301        0.35          1.61420       25.60
5*         2.873        0.63
6*        -4.131        0.39          1.61700       27.20
7*        -5.364        0.53          1.52400       50.40
8*        -1.124        0.31
9*        -6.298        0.50          1.53367       55.87
10*        1.575        0.60
11          ∞          0.30          1.51633       64.14
12          ∞          0.34 
像面        ∞          0.
非球面データ
第2面
K=-0.608
A4=5.42282e-03,A6=-1.32665e-02,A8=1.94497e-02,A10=-1.91967e-02  
第3面
K=-1.132
A4=-4.75171e-02,A6=-2.13608e-02,A8=9.22856e-03,A10=-6.73286e-03  
第4面
K=-0.000
A4=-6.15188e-02,A6=-1.79612e-02,A8=1.89328e-02,A10=1.80698e-03  
第5面
K=-0.638
A4=1.51281e-03,A6=-7.49025e-04,A8=-4.36510e-03,A10=1.93490e-02,
A12=-5.18466e-03
第6面
K=11.806
A4=-2.53073e-03,A6=-2.22078e-02,A8=9.10678e-03,A10=-8.28913e-04  
第7面
K=12.640
A4=6.54414e-03,A6=-1.76564e-02,A8=-1.90853e-02,A10=1.30128e-02  
第8面
K=-3.428
A4=-6.43549e-02,A6=1.07122e-02,A8=-3.24140e-03,A10=2.44934e-03  
第9面
K=0.000
A4=-5.06133e-02,A6=5.36974e-03,A8=2.44905e-03,A10=-3.59220e-04  
第10面
K=-9.434
A4=-5.61038e-02,A6=1.38799e-02,A8=-3.24067e-03,A10=2.79623e-04,
A12=1.00000e-06,A14=-1.00000e-06  
【００７４】
数値実施例２
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r           d              nd           νd   
1(絞り)     ∞         -0.24
2*         1.856        1.07          1.53367       55.87
3*        -5.641        0.05
4*        53.010        0.35          1.61420       25.60
5*         2.714        0.60
6*        -3.998        0.39          1.61700       27.20
7*        -5.540        0.57          1.52400       50.40
8*        -1.132        0.31
9*        -6.676        0.50          1.53367       55.87
10*        1.553        0.60
11          ∞          0.30          1.51633       64.14
12          ∞          0.33
像面        ∞          0.
非球面データ
第2面
K=-0.664
A4=4.66296e-03,A6=-1.36071e-02,A8=1.86875e-02,A10=-2.06245e-02  
第3面
K=0.385
A4=-4.90249e-02,A6=-2.06081e-02,A8=7.38367e-03,A10=-6.46151e-03  
第4面
K=-0.006
A4=-6.01656e-02,A6=-1.75157e-02,A8=1.69188e-02,A10=3.19289e-03  
第5面
K=-0.418
A4=2.74177e-03,A6=-1.43877e-03,A8=-4.05819e-03,A10=2.00314e-02,
A12=-5.18466e-03 
第6面
K=11.400
A4=-8.33075e-04,A6=-1.79773e-02,A8=9.93857e-03,A10=-1.63408e-03  
第7面
K=13.555
A4=-4.59335e-03,A6=-1.80069e-02,A8=-1.14942e-02,A10=1.11751e-02  
第8面
K=-3.508
A4=-5.93405e-02,A6=7.94457e-03,A8=8.39768e-04,A10=9.37291e-04  
第9面
K=0.000
A4=-5.07290e-02,A6=4.38140e-03,A8=2.80330e-03,A10=-3.93085e-04  
第10面
K=-9.446
A4=-5.47869e-02,A6=1.32154e-02,A8=-3.18377e-03,A10=2.81705e-04,
A12=1.00000e-06,A14=-1.00000e-06  
【００７５】
数値実施例３
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r           d              nd           νd   
1(絞り)     ∞         -0.25
2*         1.776        1.00          1.53367       55.87
3*       -11.786        0.06
4*        16.683        0.35          1.61420       25.60
5*         2.628        0.72
6*        -4.883        0.27          1.61700       27.20
7*       -19.594        0.54          1.52400       50.40
8*        -1.038        0.17
9*        -7.442        0.51          1.53367       55.87
10*        1.387        0.60
11          ∞          0.30          1.51633       64.14
12          ∞          0.53 
像面        ∞          0.
非球面データ
第2面
K=-0.657
A4=7.83905e-03,A6=-7.70433e-03,A8=1.71064e-02,A10=-1.65701e-02  
第3面
K=0.082
A4=-3.75783e-02,A6=-2.83307e-02,A8=2.93728e-03,A10=-2.60012e-04  
第4面
K=0.649
A4=-5.07674e-02,A6=-2.78035e-02,A8=6.14931e-03,A10=1.22851e-02  
第5面
K=0.951
A4=5.68456e-04,A6=6.36465e-03,A8=-2.49656e-02,A10=3.55404e-02,
A12=-5.18466e-03
第6面
K=14.872
A4=2.01314e-03,A6=3.35717e-03,A8=2.08534e-03,A10=-1.76820e-03  
第7面
K=0.182
A4=-4.89104e-02,A6=-3.35508e-02,A8=1.45463e-02  
第8面
K=-3.632
A4=-2.82201e-02,A6=6.72065e-04,A8=1.37424e-02,A10=-3.93443e-03  
第9面
K=0.000
A4=-3.52124e-02,A6=-2.12477e-03,A8=4.16451e-03,A10=-5.21474e-04  
第10面
K=-10.231
A4=-5.78997e-02,A6=1.40719e-02,A8=-3.32962e-03,A10=2.85041e-04,
A12=1.00000e-06,A14=-1.00000e-06  
【００７６】
数値実施例４
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r           d              nd           νd   
1(絞り)     ∞         -0.15
2*         2.315        1.20          1.53367       60.87
3*        -6.270        0.08
4*       -58.293        0.35          1.61420       25.60
5*         3.746        0.81
6*        -4.730        0.61          1.61700       27.20
7*        -5.093        0.66          1.52400       50.40
8*        -1.596        0.67
9*        -4.354        0.50          1.53367       55.87
10*        2.797        0.82
11          ∞          0.30          1.51633       64.14
12          ∞          0.34
像面        ∞          0.
非球面データ
第2面
K=-0.905
A4=1.32337e-03,A6=-5.57899e-04,A8=-1.43473e-03,A10=-2.22137e-03  
第3面
K=1.862
A4=-1.09219e-02,A6=-8.04554e-03,A8=-2.35317e-03,A10=-1.18504e-03  
第4面
K=0.002
A4=-3.66422e-03,A6=-2.01230e-03,A8=-5.31835e-04,A10=4.79498e-04  
第5面
K=4.335
A4=2.70899e-03,A6=-1.13574e-03,A8=-4.90260e-04,A10=1.80836e-03,
A12=-1.62478e-04 
第6面
K=10.316
A4=-7.27178e-03,A6=-3.91332e-04,A8=1.54472e-03,A10=-1.16789e-03  
第7面
K=-0.141
A4=1.42977e-03,A6=-2.77270e-03,A8=-6.35765e-04,A10=3.11470e-05  
第8面
K=-2.148
A4=-2.89521e-04,A6=-7.32016e-03,A8=2.30191e-03,A10=-2.24670e-04  
第9面
K=0.000
A4=-7.12690e-03,A6=-3.53107e-04,A8=3.55327e-04,A10=-2.23638e-05  
第10面
K=-12.054
A4=-2.27895e-02,A6=2.94208e-03,A8=-4.26294e-04,A10=2.18443e-05,
A12=-9.57743e-09,A14=-1.59351e-08  
【００７７】
数値実施例５
単位  ｍｍ
面データ
面番号       r           d              nd           νd   
1(絞り)     ∞         -0.24
2*         1.788        1.03          1.53367       55.87
3*        -8.947        0.05
4*        37.841        0.35          1.61420       25.60
5*         2.962        0.62
6*        -3.561        0.29          1.61700       27.20
7*        -4.294        0.60          1.52400       50.40
8*        -0.974        0.10
9*       -21.383        0.52          1.53367       55.87
10*        1.192        0.60
11          ∞          0.30          1.51633       64.14
12          ∞          0.59
像面        ∞          0.
非球面データ
第2面
K=-0.717
A4=5.41868e-03,A6=7.11784e-04,A8=6.31601e-03,A10=-1.57879e-02  
第3面
K=1.447
A4=-5.82913e-02,A6=-3.17970e-02,A8=4.34054e-03,A10=2.33570e-03  
第4面
K=-0.013
A4=-6.59541e-02,A6=-2.74697e-02,A8=-3.29402e-03,A10=2.53063e-02  
第5面
K=0.568
A4=1.04789e-02,A6=-1.26990e-02,A8=-4.40329e-03,A10=2.10703e-02,
A12=-5.00015e-03
第6面
K=9.279
A4=2.04861e-02,A6=1.50804e-02,A8=-1.57867e-02,A10=9.10052e-03,
A12=-1.66094e-03
第7面
K=0.418
A4=-2.22894e-02,A6=-1.09510e-02  
第8面
K=-3.758
A4=-2.84590e-02,A6=-2.51788e-03,A8=1.42327e-02,A10=-3.83965e-03,
A12=2.13172e-05
第9面
K=0.000
A4=-5.12228e-02,A6=1.95939e-03,A8=3.64575e-03,A10=-5.41573e-04,
A12=4.33386e-06
第10面
K=-9.213
A4=-6.09156e-02,A6=1.43598e-02,A8=-3.33029e-03,A10=3.02825e-04,
A12=-3.58157e-06,A14=-1.00000e-06  
【００７８】
次に、各実施例における条件式の値を掲げる。
条件式対応値
実施例              実施例１   実施例２   実施例３   実施例４   実施例５
ν3-ν4              23.2       23.2       23.2       23.2       23.2
f3/f4               -12.75      -9.92      -5.13     -72.05     -17.66 
f1/f34                1.04       1.01       1.23       0.83       1.26 
(r6+r8)/(r6-r8)       1.75       2.00       1.54       2.02       1.75 
f1/f                  0.66       0.66       0.69       0.61       0.68 
f5/f                 -0.55      -0.55      -0.50      -0.57      -0.50 
【００７９】
さて、以上のような本発明の撮像光学系は、物体の像をＣＣＤやＣＭＯＳなどの電子撮像素子で撮影する撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、携帯端末、特に持ち運びに便利な携帯電話等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
【００８０】
図１１〜図１３に本発明による結像光学系をデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図１１はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１２は同後方斜視図、図１３はデジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。
【００８１】
デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッタ４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含む。そして、撮影者が、カメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１の撮像光学系４８を通して撮影が行われる。
【００８２】
撮影光学系４１によって形成された物体像は、ＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、画像処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この画像処理手段５１にはメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、このメモリは画像処理手段５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。
【００８３】
さらに、ファインダー用光路４４上には、ファインダー用対物光学系５３が配置されている。このファインダー用対物光学系５３は、カバーレンズ５４、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０、フォーカス用レンズ６６からなる。このファインダー用対物光学系５３によって、結像面６７上に物体像が形成される。この物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。このポロプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。
【００８４】
このように構成されたデジタルカメラ４０によれば、撮影光学系４１の構成枚数を少なくした小型化・薄型化の電子撮像装置が実現できる。なお、この沈胴式のデジタルカメラの撮像光学系は、上記各数値実施例のレンズ断面構成とは異なっているが、上述したように上記各実施例の撮像光学系を搭載している。
【００８５】
次に、本発明の結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１４〜図１６に示す。図１４はパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図、図１５はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図１６は図１８の側面図である。図１４〜図１６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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
なお、このパソコンの撮像光学系は、上記各数値実施例のレンズ断面構成とは異なっているが、上述したように上記各実施例の撮像光学系を搭載している。
【００８８】
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１４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。
【００８９】
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２１に示す。図１７（a）は携帯電話４００の正面図、図１７（b）は側面図、図１７（c）は撮影光学系４０５の断面図である。図１７（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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
なお、この情報処理装置の撮像光学系は、上記各数値実施例のレンズ断面構成とは異なっているが、上述したように上記各実施例の撮像光学系を搭載している。
【００９３】
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。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
以上のように、本発明は、小型で高性能な撮像光学系に有用である。
【符号の説明】
【００９５】
Ｌ１          第１レンズ
Ｌ２          第２レンズ
Ｌ３          第３レンズ
Ｌ４          第４レンズ
Ｌ５          第５レンズ
ＣＧ          カバーガラス
Ｉ            撮像面
Ｅ            観察者の眼球
４０          デジタルカメラ
４１          撮影光学系
４２          撮影用光路
４３          ファインダー光学系
４４          ファインダー用光路
４５          シャッタ
４６          フラッシュ
４７          液晶表示モニター
４８          撮像光学系
４９          ＣＣＤ
５０          撮像面
５１          処理手段
５３          ファインダー用対物光学系
５５          ポロプリズム
５７          視野枠
５９          接眼光学系
６６          フォーカス用レンズ
６７          結像面
１００        対物光学系
１０２        カバーガラス
１６２        電子撮像素子チップ
１６６        端子
３００        パソコン
３０１        キーボード
３０２        モニター
３０３        撮影光学系
３０４        撮影光路
３０５        画像
４００        携帯電話
４０１        マイク部
４０２        スピーカ部
４０３        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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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