(57)【要約】    【課題】  画角７６°と広角で、Ｆナンバ２．８程度の大口径であり、レンズ全長、レンズ総厚およびレンズ径において小型であって且つ軽量であり、各種収差を充分に低減し、高画素数に対応する解像力を有する高性能化を図る。    【解決手段】  第１レンズ群Ｇ１は、負メニスカスレンズからなる第１レンズＬ１から構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、平凹レンズからなる第２レンズＬ２、負メニスカスレンズからなる第３レンズＬ３、両凸レンズからなる第４レンズＬ４から構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズからなる第５レンズＬ５、両凹レンズからなる第６レンズＬ６から構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、負メニスカスレンズからなる第７レンズＬ７から構成されている。第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に、開口絞りＳが配置されている。【選択図】    図１
2014126844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群からなり、前記第１レンズ群は像側に凹面を向けた負レンズで構成され、前記第２レンズ群は物体側から像面側に向かって順に、物体側に凹面を向けた負レンズおよび物体側に凸面を向けた負レンズと正レンズとの接合レンズで構成され、前記第３レンズ群は正レンズと負レンズとの接合レンズで構成され、前記第４レンズ群は物体側に凹面を向けた負レンズで構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
０．６０＜ＩＹ／ＡＰ＜０．８５                    （１）
ただし、ＩＹは撮像光学系の最大像高、ＡＰは像面から撮像光学系の射出瞳位置までの光軸上距離を表す。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像光学系において、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
１．００＜ＡＰ／ＴＬ＜１．４０                    （２）
ただし、ＡＰは像面から撮像光学系の射出瞳位置までの光軸上の距離、ＴＬは無限遠合焦時における、前記第１レンズ群先頭面から前記第４レンズ群最終面までの光軸上距離を表す。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像光学系において、前記第２レンズ群最終面と前記第３レンズ群先頭面との間で形成される空気レンズは、正の屈折力を有することを特徴とする撮像光学系。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像光学系において、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
０．５０＜ｆ１２／ｆ３４＜１．６０                    （３）
ただし、ｆ１２は前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離、ｆ３４は前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の合成焦点距離を表す。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像光学系において、前記第４レンズ群内に少なくとも１面以上の非球面を有し、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＜ｆ／｜ｆ４｜＜０．３０                    （４）
ただし、ｆは全系の焦点距離、ｆ４は前記第４レンズ群の焦点距離を表す。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮像光学系において、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
０．７０＜ＴＬ／ｆ＜１．１０                    （５）
但し、ＴＬは無限遠合焦時における、前記第１レンズ群先頭面から前記第４レンズ群最終面までの光軸上距離、ｆは全系の焦点距離を表す。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の撮像光学系において、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
１．００＜｜ＡＰ／Ｒｇ４１｜＜２．５０                    （６）
ただし、ＡＰは像面から撮像光学系の射出瞳位置までの光軸上距離、Ｒｇ４１は、前記第４レンズ群先頭面の曲率半径、を表す。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の撮像光学系を有するカメラ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のカメラ装置において、撮影画像をデジタル情報とする機能を有することを特徴とするカメラ装置。
【請求項１０】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の撮像光学系を有する携帯情報端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる銀塩カメラを含む各種のカメラ、特に、デジタルカメラおよびビデオカメラ等における被写体像を結像させるための単焦点の撮像光学系の改良に係り、特にデジタルカメラおよびデジタルビデオカメラ等のように電子的撮像手段を用いた撮像装置における撮像光学系、そのような撮像光学系を用いるカメラ装置および撮像機能を有する携帯情報端末装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を用いて被写体のデジタル画像データを取得する、いわゆるデジタルカメラ等の市場は非常に大きな市場となっており、この種のデジタルカメラ等に対するユーザの要望も多岐にわたっている。その中でも、対角長が２０ｍｍ〜４５ｍｍ程度の比較的大きな撮像素子を使用し、高性能な単焦点の光学系からなる結像レンズを搭載した高画質のコンパクトカメラというカテゴリは、ユーザから大きな期待が寄せられている。ユーザからの要望としては、高性能であることに加えて、Ｆナンバが小さい、つまり大口径でありながら、携帯性に優れる、すなわち、小型軽量であることに対するウエイトが高い。
ここで、高性能化という面では、少なくとも、１，０００万〜２，０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有することに加えて、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崩れが少ないこと、色収差が少なく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じないこと、そして歪曲収差が少なく、直線を直線として描写可能なこと等が必要である。
さらに、大口径化という面では、ズームレンズを搭載した一般的な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程度のＦ値が必要である。
【０００３】
小型化という面では、光学全長、レンズの径を小さく抑えることが必要である。さらに、非撮影時の小型化という面では、沈胴タイプと呼ばれる、非撮影時には、絞り前後やバックフォーカスなどの撮影光学系内の光軸上の空気間隔を短縮してレンズ全長を短くする機構を有することが必要である。
また、撮影レンズの画角については、ある程度の広角を望むユーザが多いため、３５ｍｍ銀塩カメラ（いわゆるライカ版）換算の焦点距離で２８ｍｍに相当する画角７６度以上、つまり半画角３８度以上であることが望ましい。
この種のデジタルカメラ用の結像レンズ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は、物体側に負の屈折力のレンズ群、像面側に正の屈折力のレンズ群を配設した、いわゆるレトロフォーカスタイプが挙げられる．各画素ごとに色フィルタやマイクロレンズを有するエリアセンサの特性から、射出瞳位置を像面から遠ざけ、周辺光束がセンサに対し垂直に近い角度で入射するようにしたいという要求の存在が、レトロフォーカスタイプが採用される主な理由である。しかしながら、レトロフォーカスタイプの光学系は、そもそも、広角レンズを一眼レフレックスカメラの交換レンズとして用いるためのバックフォーカス確保を目的としていたことからも分かるように、レンズ全長（最も物体側の面から像面までの距離）が大きくなり易い。
【０００４】
その一方で、対角長が２０〜４５ｍｍ程度の比較的大きな撮像素子においては、近年オンチップマイクロレンズの改良や最適化、画像処理の進歩等によって、周辺光束がセンサに対し、ある程度斜めに入射しても、大きな問題にならないような状況になってきている。具体的には、最大像高において、主光線と光軸とのなす角が、３５度〜４０度程度であっても、充分に許容できるようなシステムを構築することが可能になってきた。従って、以前ほど周辺光束の垂直入射にこだわることなく、より小型化に適したレンズタイプを選択することができるようになってきた。
このような状況のもとで、レトロフォーカスタイプの光学系よりも小型化に適したレンズタイプの光学系として、略対称型や、像面側に負の屈折力のレンズ群を配設したテレフォトタイプの光学系が挙げられる。このようなレンズタイプの従来の結像レンズの例として、例えば、特許文献１（特開平０８−３１３８０２号公報）や、特許文献２（特開平１１−３２６７５６号公報）、特許文献３（特開２００５−３５２０６０号公報）等が開示されている。さらに、レトロフォーカスタイプの特徴が残るものとして、特許文献４（特開２０１２−００８３４７号公報）に開示のものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された結像光学系は、略対称型の広角レンズであり、十分な大口径化もなされているが、レンズ全長（レンズ系の最も物体側の面から像面までの距離）やレンズ総厚（レンズ系の最も物体側の面から最も像側の面までの距離）が大きく、小型化の面で課題が残る。また、特許文献２に開示された結像光学系は、やはり対称型に近い構成で、半画角が５０度を越える広角化を達成しているが、Ｆナンバが４〜４．５と大きく、本発明とは目的を異にしている。また、特許文献３に開示された結像光学系は、レンズ全長およびレンズ総厚は小さいものの、バックフォーカスが短いことから像面に近いレンズの径が大きくなっており、これも十分に小型であるとは言えない。そして、特許文献４に開示された結像光学系は、画角・Ｆナンバ・結像性能の点では改善されているが、レトロフォーカスタイプの特徴が強く残っている構成であり、やはり小型化に課題を残している。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、高性能且つ画角７６°程度の広画角で、Ｆナンバ２．８程度の大口径でありながら、十分に小型軽量の撮像光学系を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る撮像光学系は、上述した目的を達成するために、物体側より像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群からなり、前記第１レンズ群は像面側に凹面を向けた負レンズで構成され、前記第２レンズ群は物体側から像面側に向かって順に、物体側に凹面を向けた負レンズおよび物体側に凸面を向けた負レンズと正レンズとの接合レンズで構成され、前記第３レンズ群は正レンズと負レンズとの接合レンズで構成され、前記第４レンズ群は物体側に凹面を向けた負レンズで構成され、
撮像光学系の最大像高をＩＹとし、像面から撮像光学系の射出瞳位置までの光軸上距離をＡＰとして、
下記条件式（１）：
０．６０＜ＩＹ／ＡＰ＜０．８５                    （１）
を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、物体側より像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群からなり、前記第１レンズ群は像面側に凹面を向けた負レンズで構成され、前記第２レンズ群は物体側から像面側に向かって順に、物体側に凹面を向けた負レンズおよび物体側に凸面を向けた負レンズと正レンズとの接合レンズで構成され、前記第３レンズ群は正レンズと負レンズとの接合レンズで構成され、前記第４レンズ群は物体側に凹面を向けた負レンズで構成され、
撮像光学系の最大像高をＩＹとし、像面から撮像光学系の射出瞳位置までの光軸上距離をＡＰとして、
下記条件式（１）：
０．６０＜ＩＹ／ＡＰ＜０．８５                    （１）
を満足することにより、
画角７６度程度の広画角、Ｆ２．８程度以下の大口径でありながら、十分に小型、軽量で、非常に良好な像性能を確保し得る撮像光学系を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る実施例１における撮像光学系の断面構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
【図２】図１に示す本発明の実施例１に係る撮像光学系におけるｄ線およびｇ線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る実施例２における撮像光学系の断面構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
【図４】図３に示す本発明の実施例２に係る撮像光学系におけるｄ線およびｇ線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る実施例３における撮像光学系の断面構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
【図６】図５に示す本発明の実施例３に係る撮像光学系におけるｄ線およびｇ線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る実施例４における撮像光学系の断面構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
【図８】図７に示す本発明の実施例４に係る撮像光学系におけるｄ線およびｇ線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る実施例５における撮像光学系の断面構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
【図１０】図９に示す本発明の実施例５に係る撮像光学系におけるｄ線およびｇ線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係る実施例６における撮像光学系の断面構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
【図１２】図１１に示す本発明の実施例６に係る撮像光学系におけるｄ線およびｇ線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
【図１３】本発明の第７の実施の形態に係るカメラ装置としてのデジタルカメラの外観構成を前面側、すなわち被写体である物体側、から見た斜視図である。
【図１４】図１３のデジタルカメラの外観構成を背面側、すなわち撮影者側、から見た斜視図である。
【図１５】図１３および図１４のデジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の第１〜第６の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係る撮像光学系、カメラ装置および携帯情報端末装置を詳細に説明する。具体的な数値による実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。
本発明の第１の実施の形態は、物体の光学像を結像させる撮像光学系の実施の形態であるが、第２の実施の形態〜第６の実施の形態も同様である。
本発明の第１の実施の形態に係る結像レンズは、複数のレンズで構成され、被写体像を結像させるための単焦点の結像レンズにおいて、半画角が３８度程度と広角で、Ｆ値がＦ２．８程度と大口径であり、十分に小型、軽量であって、各種収差を充分に低減し、非常に良好な像性能を確保し得る撮像光学系である。
現在、デジタルカメラは、高画質化、小型化、広角化、大口径化のニーズが強くなっており、これらの要望に応える開発をしていく必要がある。一般に、広角化を進めると、コマ収差、非点収差、像面湾曲や、特に歪曲収差が増大し易く、また、大口径化を進めると、コマ収差などや、特に球面収差が増大し、それらの収差を補正するために光学系が長大化する傾向にある。
【００１０】
本発明は、以下の構成を採ることによってこれら収差補正上の課題および光学系長大化の課題を解決できることを見出したものである。
物体側より像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群からなる。前記第１レンズ群は像面側に凹面を向けた負レンズで構成される。前記第２レンズ群は物体側から像面側に向かって順に、物体側に凹面を向けた負レンズおよび物体側に凸面を向けた負レンズと正レンズとの接合レンズで構成され、前記第３レンズ群は正レンズと負レンズとの接合レンズで構成される。前記第４レンズ群は物体側に凹面を向けた負レンズで構成され、撮像光学系の最大像高をＩＹとし、像面から前記撮像光学系の射出瞳位置までの光軸上距離をＡＰとして、以下の条件式（１）：
０．６０＜ＩＹ／ＡＰ＜０．８５                    （１）
を満足することを特徴とする（請求項１に対応する）。
まず、本発明の撮像光学系において、前記開口絞りを挟んで、最物体側に負の屈折力を有する第１レンズ群と、最像面側に負の屈折力を有する前記第４レンズ群を配し、その中間の前記第２レンズ群と前記第３レンズ群に正の屈折力を持たせることで、厳密ではないが、屈折力配置に対称性を持たせ、コマ収差、倍率の色収差、歪曲収差の補正の難易度を下げている。
【００１１】
さらに、前記第１レンズ群の像面側の面と、前記第４レンズ群の物体側面の双方を凹面形状として対向させることで前記した収差の補正をより高いレベルで補正することが可能となっている。加えて、前記第１レンズ群先頭の負レンズの像面側は凹面の形状とすることで、大口径化に伴って増大する球面収差の補正にも特に効果がある。また、正の屈折力を持つ前記第２レンズ群と前記第３レンズ群にそれぞれ、正レンズと負レンズの組合せを少なくとも１組以上ずつ配することで、軸上色収差、コマ収差の色差の補正に効果を持たせている。
加えて、前記開口絞りを挟んで、正負接合レンズをそれぞれ配置することで、屈折力配置の対称性をある程度保ちながら、軸上色収差の効果的な補正が可能となる。また、前記開口絞りに近く、球面収差の補正を大きく行うレンズ要素であるため製造誤差による像性能劣化を生じやすいが、接合レンズとして製造誤差をある程度小さくすることで、像性能劣化を抑制することが可能となる。また、前記第２レンズ群の物体側に凹面を向けた負レンズと、前記第３レンズ群の負レンズとを有することで、収差補正の対称性を保ちつつ、特にコマ収差の良好な補正に効果がある。
さらに、前記第１レンズ群内の負レンズの像面側の凹面と、前記第２レンズ群内の正レンズの物体側の凸面、また、前記第３レンズ群内の正レンズの像面側に向けた凸面と、前記第４レンズ群内の負レンズの物体側の凹面がそれぞれペアとなって球面収差を補正する。このようにして、前記開口絞りを跨いだ球面収差補正のやりとりを抑制することで、製造誤差による性能劣化の抑制に効果がある。
【００１２】
前記条件式（１）は、撮像光学系の像高に対する、上記した光学系の構成を以ってして収差補正の効果が十分に発揮される射出瞳距離の適正範囲を規定している。この条件式（１）の上限値を超えると、光学系がテレフォトタイプに近付き、下限値を下回ると光学系がレトロフォーカスタイプに近付くため、いずれにしても屈折力の対称性が大きく崩れ、特に、広角化によって増大するコマ収差、歪曲収差等の諸収差の補正難易度が上昇する。
上記の撮像光学系の構成によれば、以上説明したように収差補正上の大きな効果を得ることが可能であり、半画角３８度程度の広角、Ｆナンバ２．８程度の大口径という厳しい条件の下でも、高い像性能を保った小型光学系を構成することが可能となる。
なお、さらに良好な性能にするためには、無限遠合焦時における前記第１レンズ群先頭面から前記第４レンズ群最終面までの光軸上距離をＴＬとして、以下の条件式（２）：
１．００＜ＡＰ／ＴＬ＜１．４０                    （２）
を満足すればよい（請求項２に対応する）。
条件式（２）は、射出瞳距離に対するレンズ全長の適正範囲を規定している。条件式（２）の下限値を下回ると、前記第１レンズ群が前記開口絞りから離れすぎて前記第１レンズ群が径方向に大型化するか、前記第１レンズ群が強い負のパワーを持って光学系全体の屈折力配置の対称性が大きく崩れる。そのため、特に、コマ収差、倍率の色収差、歪曲収差などの補正の難易度が上昇し、それを補正するために光学系全体が長大化する恐れがある。
【００１３】
条件式（２）の上限値を超えると、前記第１レンズ群内で過度な収差のやり取りが生じて製造誤差による像性能劣化が大きくなったりするか、やはり、光学系全体の屈折力配置の対称性が大きく崩れ、下限値を下回るのと同様の弊害を生じたりする恐れがある。また、前記第４レンズ群が前記開口絞りから離れすぎて径方向に大型化する恐れがある。
さらに高性能にするためには、前記第２レンズ群最終面と前記第３レンズ群先頭面との間で形成される空気レンズは、正の屈折力を有することとすればよい（請求項３に対応する）。
この構成とすることで、ペッツバール和のバランスが採りやすくなって像面湾曲の制御の難易度が下がり、像面性能の平坦性確保に効果がある。また、シャッタスペースにレンズの凸形状が存在することになって空間の利用効率が上がり、光学系の小型化に効果がある。
より高性能にするためには、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆ１２とし、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の合成焦点距離をｆ３４として、以下の条件式（３）：
０．５０＜ｆ１２／ｆ３４＜１．６０                    （３）を満足すればよい（請求項４に対応する）。
【００１４】
条件式（３）は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離に対する、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の合成焦点距離の適正範囲を規定している。条件式（３）の下限値を下回っても上限値を超えても、光学系の屈折力配置の対称性が大きく崩れて、特に、コマ収差、倍率の色収差、歪曲収差などの補正の難易度が上昇し、それを補正するために光学系全体が長大化する恐れがある。
なお、さらに良好な性能にするためには、以下の条件式（３Ａ）：
０．６０＜ｆ１２／ｆ３４＜１．４５                    （３Ａ）
を満足することが望ましい。
さらに高性能にするためには、前記第４レンズ群内に少なくとも１面以上の非球面を有し、全系の焦点距離をｆとし、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４として、以下の条件式（４）：
０＜ｆ／｜ｆ４｜＜０．３０                    （４）を満足すると良い（請求項５に対応する）。
【００１５】
条件式（４）は、全系の焦点距離に対する前記第４レンズ群の焦点距離の適正範囲を規定している。本光学系における前記第４レンズ群は、射出瞳位置の制御と、像面内の各像高への光線入射角度の制御を主な機能として担っている。前記第４レンズ群内に少なくとも１面以上の非球面を有することで、像面内の各像高への光線入射角度の制御をより効果的に行うことが可能となる。条件式（４）の上限値を超えると、前記第４レンズ群の屈折力が大きくなり過ぎて、射出瞳位置制御と、光線角度制御の両立が困難となる恐れがある。条件式（４）の下限値を下回ることは起こりえない。
なお、さらに良好な性能にするためには、以下の条件式（４Ａ）：
０＜ｆ／｜ｆ４｜＜０．２０                    （４Ａ）
を満足することが望ましい。
さらに高性能にするためには、全系の焦点距離をｆとし、無限遠合焦時における前記第１レンズ群先頭面から前記第４レンズ群で群最終面までの光軸上の距離をＴＬとして、以下の条件式（５）：
０．７０＜ＴＬ／ｆ＜１．１０                    （５）
を満足すると良い（請求項６に対応する）。
【００１６】
条件式（５）は、本発明の効果が最も発揮されるレンズ全長の適正範囲を、焦点距離に対して規定しているものである。
さらに高性能にするためには、像面から撮像光学系の射出瞳位置までの光軸上距離をＡＰとし、前記第４レンズ群先頭面の曲率半径をＲｇ４１として、以下の条件式（６）：
１．００＜｜ＡＰ／Ｒｇ４１｜＜２．５０                    （６）
を満足するとよい（請求項７に対応する）。
条件式（６）は、射出瞳距離に対する前記第４レンズ群の先頭面の曲率半径の適正範囲を規定している。条件式の下限値を下回ると前記第４レンズ群の像側面の屈折力が過大となり、上限値を超えると、前記第４レンズ群の物体側面の屈折力が過大となり、主にコマ収差の補正が不足し、また、前記第４レンズ群の製造誤差感度が上昇する恐れがある。また、条件式（６）の下限値を下回ると前記第４レンズ群のコバ厚が増加する。光学系全体の実質的な厚さが増加し、条件式（６）の上限値を超えると、前記第３レンズ群の最終面と前記第４レンズ群の先頭面の空気間隔が拡大し、光学系の光軸上長さが増加し、光学系をカメラ本体に沈胴して収納する場合のカメラ厚さが増加する恐れがある。
【００１７】
なお、さらに良好な収差補正を行うためには、以下の条件式（６Ａ）：
１．２０＜｜ＡＰ／Ｒｇ４１｜＜２．１０                    （６Ａ）
を満足すると良い。
なお、本発明に係る撮像光学系は、単焦点レンズとして構成されることが望ましく、フォーカシングは、撮像光学系全体を移動させて行うようにすると良い。
そして、本発明の第７の実施の形態は、上述した本発明の第１の実施の形態（後述する第２〜第６の実施の形態を含む）に係る撮像光学系を用いて構成したカメラ装置である。
すなわち、上述した撮像光学系により、いわゆるデジタルカメラ等のカメラ装置における撮像用光学系を構成するようにして、
半画角が３８度程度と広角で、Ｆ値がＦ２．８程度と大口径でありながら、レンズ全長、レンズ総厚およびレンズ径において十分に小型であり、各種収差を十分に低減して、非常に良好な像性能を確保し、画素数が１，０００万〜２，０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有する高性能の結像レンズを撮像光学系とした、小型で高画質のカメラ装置としても良い（請求項８に対応する）。
また、カメラ装置に撮影画像をデジタル情報とする機能を持たせても良い（請求項９に対応する）。
また、上述した撮像光学系により、撮像機能を有する携帯情報端末装置等の情報装置における撮像用光学系を構成するようにして、
同様に小型で高性能の撮像光学系を撮像機能部の撮像用光学系として使用した、小型で高画質が得られる携帯情報端末装置としても良い（請求項１０に対応する）。
【実施例】
【００１８】
次に、上述した本発明の実施の形態に基づく、具体的な実施例を詳細に説明する。以下に述べる実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５および実施例６は、本発明の第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態、第４の実施の形態、第５の実施の形態および第６の実施の形態に係る撮像光学系の具体的数値例による実施例である。そして第７の実施の形態は、実施例１〜実施例６に示される撮像光学系を撮像レンズとして用いたカメラ装置または携帯情報端末装置の実施の形態である。
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例１における撮像光学系としての結像レンズを説明するためのものである。図３および図４は、本発明の第２の実施の形態に係る実施例２における結像レンズを説明するためのものである。図５および図６は、本発明の第３の実施の形態に係る実施例３における結像レンズを説明するためのものである。図７および図８は、本発明の第４の実施の形態に係る実施例４における結像レンズを説明するためのものである。図９および図１０は、本発明の第５の実施の形態に係る実施例５における結像レンズを説明するためのものである。図１１および図１２は、本発明の第６の実施の形態に係る実施例６における結像レンズを説明するためのものである。
【００１９】
なお、実施例１〜実施例６の全ての実施例において、最大像高は１４．３ｍｍである。
実施例１〜実施例６の各実施例の結像レンズにおいて、第４レンズ群の像面側に配置される平行平板Ｆは、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、ＣＭＯＳセンサ等の受光素子のカバーガラス（シールガラス）を想定したものである。
なお、これら実施例１〜実施例６の各実施例において用いている光学ガラスの硝材は、ＨＯＹＡ株式会社（ＨＯＹＡ）、株式会社オハラ（ＯＨＡＲＡ）および株式会社住田光学ガラス（ＳＵＭＩＴＡ）の製品の光学硝種名で示している。
実施例１〜実施例６の各実施例の収差は、高いレベルで補正されており、球面収差および軸上色収差は非常に小さい。非点収差、像面湾曲および倍率色収差も充分に小さく、コマ収差やその色差の乱れも最周辺部まで良く抑えられている。本発明のように撮像光学系としての結像レンズを構成することにより、半画角が３８度強程度と広角で、Ｆ値がＦ２．８程度と大口径であって、しかも、レンズ全長、レンズ総厚およびレンズ径において十分に小型化を達成し、且つ非常に良好な像性能を有していることは、実施例１〜実施例６の各実施例より明らかである。
【００２０】
実施例１〜実施例６の各実施例に共通の記号の意味は、次の通りである。
ｆ：光学系全系の焦点距離
Ｆ：Ｆ値（Ｆナンバ）
ω：半画角
ｙ′：最大像高
Ｒ：曲率半径（非球面については近軸曲率半径）
Ｄ：面間隔
Ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
また、実施例１〜実施例６において、いくつかのレンズ面を非球面としている。非球面を形成するには、いわゆるモールド非球面レンズのように、各レンズ面を直接非球面とする構成がある。また、いわゆるハイブリッド非球面レンズのように、球面レンズのレンズ面に非球面を形成する樹脂薄膜を敷設して非球面を得る構成もある。それらのいずれを用いても良い。このような非球面形状は、面の頂点を基準としたときの光軸からの高さＨの位置での光軸方向の変位（つまり光軸方向における非球面量）Ｘが、非球面の円錐定数をＫ、４次の非球面係数をＡ４、６次の非球面係数をＡ６、８次の非球面係数をＡ８、１０次の非球面係数をＡ１０とし、そして近軸曲率半径Ｒの逆数をＣとして、次の式（７）で定義される。
【００２１】
【数１】
2014126844.tif 000003
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施の形態で且つ実施例１に係る撮像光学系としての結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例１に係る結像レンズの光学系は、図１に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、開口絞りＳ、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、そして第７レンズＬ７を配置しており、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４、並びに第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる５群７枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第１レンズＬ１により負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１を構成し、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４により正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を構成している。そして第５レンズＬ５〜第６レンズＬ６により正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を構成し、第７レンズＬ７により負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４を構成している。つまり、図１に示す結像レンズの光学系は、これら第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３、そして第４レンズ群Ｇ４を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
【００２３】
詳細には、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に非球面を形成してなり、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第１レンズＬ１を配置して負の屈折力を示すように構成している。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凹面を向けた平凹形状をなす負レンズからなる第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第３レンズＬ３と、そして物体側に像面側より大きな曲率の凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第４レンズＬ４とを配置して、正の屈折力を示すように構成している。なお、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＳを配置している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第５レンズＬ５と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第６レンズＬ６を配置して、正の屈折力を示すように構成している。第３レンズ群Ｇ３の第５レンズＬ５と第６レンズＬ６の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向け且つ像面側に非球面を形成してなる負メニスカス形状の第７レンズＬ７を配置して、負の屈折力を示すように構成している。
【００２４】
そして、さらに、これら第４レンズ群Ｇ４の後方、すなわち像面側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス（シールガラス）を等価的な平行平板として示すフィルタガラスＦが配置される。
いわゆるデジタルスティルカメラのように、ＣＣＤ（電荷結合素子）センサまたはＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）センサ等の固体撮像素子を用いるタイプの撮像光学系では、バック挿入ガラス、ローパスフィルタ、赤外カットガラスおよび固体撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス等の少なくとも何れかを介挿する。本実施例ではこれらを代表して上述したフィルタガラスＦとして、等価的に３枚の平行平板として示している。なお、実施例２〜実施例６においても等価的に３枚の平行平板としてフィルタガラスＦを示しているが、本実施例におけるフィルタガラスＦと同様に、バック挿入ガラス、ローパスフィルタ、赤外カットガラスおよびカバーガラス等の少なくとも何れかを代表してあらわしている。
第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、被写体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。
【００２５】
図１には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図１に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図３、図５、図７、図９および図１１等と共通の参照符号を付している。
この実施例１においては、光学系全系の焦点距離ｆ、開放Ｆ値Ｆｎｏおよび半画角ω〔度〕が、それぞれｆ＝１８．３０、Ｆｎｏ＝２．８５、ω＝３８．４２であり、この実施例１における各光学要素における光学面の曲率半径（非球面については近軸曲率半径）Ｒ、隣接する光学面の面間隔Ｄ、屈折率Ｎｄ、アッベ数νｄおよび硝種等の光学特性は、次表１の通りである。
【００２６】
【表１】
2014126844.tif 000004
【００２７】
表１において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、製造メーカー名を、ＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）、ＳＵＭＩＴＡ（株式会社住田光学ガラス）として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表１においては、「＊」が付された第２面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第２面
K= 3.65750, A4= 7.78870E-05, A6= -3.02515E-06, A8= 1.83970E-07, A10= -4.88835E-09
第１３面
K= -1.82416, A4= 1.79400E-04, A6= 5.52949E-06, A8= 4.13662E-08, A10= 8.00503E-10
この場合、条件式（１）〜条件式（６）に対応する値は、次表２の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（６）を満足している。
【００２８】
【表２】
2014126844.tif 000005
【００２９】
また、図２に、実施例１に係る結像レンズのｄ線とｇ線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図２の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるｄおよびｇはそれぞれ、ｄ線およびｇ線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
【実施例２】
【００３０】
図３は、本発明の第２の実施の形態で且つ実施例２に係る撮像光学系としての結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例２に係る結像レンズの光学系は、図３に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、開口絞りＳ、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、そして第７レンズＬ７を配置している。ここで、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４、並びに第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる５群７枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第１レンズＬ１により負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１を構成し、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４により正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を構成している。そして第５レンズＬ５〜第６レンズＬ６により正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を構成し、第７レンズＬ７により負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４を構成している。つまり、図３に示す結像レンズの光学系は、これら第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３、そして第４レンズ群Ｇ４を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
【００３１】
詳細には、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に非球面を形成してなり、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状をなす負レンズからなる第１レンズＬ１を配置して負の屈折力を示すように構成している。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凹面を向けた平凹形状をなす負レンズからなる第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第３レンズＬ３と、そして物体側に像面側より大きな曲率の凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第４レンズＬ４とを配置して、正の屈折力を示すように構成している。なお、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＳを配置している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第５レンズＬ５と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第６レンズＬ６を配置して、正の屈折力を示すように構成している。第３レンズ群Ｇ３の第５レンズＬ５と第６レンズＬ６の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向け且つ像面側に非球面を形成してなる負メニスカス形状の第７レンズＬ７を配置して、負の屈折力を示すように構成している。
【００３２】
そして、さらに、第４レンズ群Ｇ４の後方、すなわち像面側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス（シールガラス）を等価的な平行平板として示すフィルタガラスＦが配置される。
第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、被写体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。
図３には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図３に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いている。そのため、図１、図５、図７、図９および図１１等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
この実施例２においては、光学系全系の焦点距離ｆ、開放Ｆ値Ｆｎｏおよび半画角ω〔度〕が、それぞれｆ＝１８．３０、Ｆｎｏ＝２．８６、ω＝３８．４４である。この実施例２における各光学要素における光学面の曲率半径（非球面については近軸曲率半径）Ｒ、隣接する光学面の面間隔Ｄ、屈折率Ｎｄ、アッベ数νｄおよび硝種等の光学特性は、次表３の通りである。
【００３３】
【表３】
2014126844.tif 000006
【００３４】
表３において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、製造メーカー名を、ＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）、ＳＵＭＩＴＡ（株式会社住田光学ガラス）として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表３においては、「＊」が付された第２面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第２面
K= 2.40068, A4= 1.15154E-04, A6= -1.77420E-06, A8= 1.22313E-07, A10= -2.96548E-09
第１３面
K= -1.21261, A4= 1.90076E-04, A6= 5.87997E-06, A8= 4.28098E-08, A10= 1.06127E-09
この場合、上記条件式（１）〜条件式（６）に対応する値は、次表４の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（６）を満足している。
【００３５】
【表４】
2014126844.tif 000007
【００３６】
また、図４に、実施例２に係る結像レンズのｄ線とｇ線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図４の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるｄおよびｇはそれぞれ、ｄ線およびｇ線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
【実施例３】
【００３７】
図５は、本発明の第３の実施の形態で且つ実施例３に係る撮像光学系としての結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例３に係る結像レンズの光学系は、図５に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、開口絞りＳ、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、そして第７レンズＬ７を配置しており、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４、並びに第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる５群７枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第１レンズＬ１により負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１を構成し、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４により正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を構成している。そして第５レンズＬ５〜第６レンズＬ６により正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を構成し、第７レンズＬ７により負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４を構成している。つまり、図５に示す結像レンズの光学系は、これら第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３、そして第４レンズ群Ｇ４を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
【００３８】
詳細には、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に非球面を形成してなり、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状をなす負レンズからなる第１レンズＬ１を配置して負の屈折力を示すように構成している。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凹面を向けた平凹形状をなす負レンズからなる第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第３レンズＬ３と、そして物体側に像面側より大きな曲率の凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第４レンズＬ４とを配置して、正の屈折力を示すように構成している。なお、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＳを配置している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第５レンズＬ５と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第６レンズＬ６を配置して、正の屈折力を示すように構成している。第３レンズ群Ｇ３の第５レンズＬ５と第６レンズＬ６の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向け且つ像面側に非球面を形成してなる負メニスカス形状の第７レンズＬ７を配置して、負の屈折力を示すように構成している。
【００３９】
そして、さらに、第４レンズ群Ｇ４の後方、すなわち像面側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス（シールガラス）を等価的な平行平板として示すフィルタガラスＦが配置される。
第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、被写体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。
図５には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図５に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いている。そのため、図１、図３、図７、図９および図１１等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
この実施例３においては、光学系全系の焦点距離ｆ、開放Ｆ値Ｆｎｏおよび半画角ω〔度〕が、それぞれｆ＝１８．３０、Ｆｎｏ＝２．８３、ω＝３８．４２である。この実施例３における各光学要素における光学面の曲率半径（非球面については近軸曲率半径）Ｒ、隣接する光学面の面間隔Ｄ、屈折率Ｎｄ、アッベ数νｄおよび硝種等の光学特性は、次表５の通りである。
【００４０】
【表５】
2014126844.tif 000008
【００４１】
表５において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。
すなわち、表５においては、「＊」が付された第２面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第2面
K= 2.53768, A4= 6.94076E-05, A6= 8.02001E-07, A8= 1.54854E-09, A10= -9.06031E-10
第１３面
K= -17.27489, A4= -5.46560E-04, A6= 2.82261E-05, A8= -4.86001E-07, A10= 6.16411E-09
この場合、上記条件式（１）〜条件式（６）に対応する値は、次表６の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（６）を満足している。
【００４２】
【表６】
2014126844.tif 000009
【００４３】
また、図６に、実施例３に係る結像レンズのｄ線とｇ線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図６の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるｄおよびｇはそれぞれ、ｄ線およびｇ線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
【実施例４】
【００４４】
図７は、本発明の第４の実施の形態で且つ実施例４に係る撮像光学系としての結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例４に係る結像レンズの光学系は、図７に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、開口絞りＳ、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、そして第７レンズＬ７を配置している。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４、並びに第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる５群７枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第１レンズＬ１により負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１を構成し、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４により正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を構成している。そして第５レンズＬ５〜第６レンズＬ６により正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を構成し、第７レンズＬ７により負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４を構成している。つまり、図７に示す結像レンズの光学系は、これら第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３、そして第４レンズ群Ｇ４を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
【００４５】
詳細には、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に非球面を形成してなり、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状をなす負レンズからなる第１レンズＬ１を配置して負の屈折力を示すように構成している。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凹面を向けた平凹形状をなす負レンズからなる第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第３レンズＬ３と、そして物体側に像面側より大きな曲率の凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第４レンズＬ４とを配置して、正の屈折力を示すように構成している。なお、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＳを配置している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第５レンズＬ５と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第６レンズＬ６を配置して、正の屈折力を示すように構成している。第３レンズ群Ｇ３の第５レンズＬ５と第６レンズＬ６の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向け且つ像面側に非球面を形成してなる負メニスカス形状の第７レンズＬ７を配置して、負の屈折力を示すように構成している。
【００４６】
そして、さらに、第４レンズ群Ｇ４の後方、すなわち像面側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス（シールガラス）を等価的な平行平板として示すフィルタガラスＦが配置される。
第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されている。被写体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。
図７には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図７に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いている。
この実施例４においては、光学系全系の焦点距離ｆ、開放Ｆ値Ｆｎｏおよび半画角ω〔度〕が、それぞれｆ＝１８．３０、Ｆｎｏ＝２．８５、ω＝３８．４４である。この実施例１における各光学要素における光学面の曲率半径（非球面については近軸曲率半径）Ｒ、隣接する光学面の面間隔Ｄ、屈折率Ｎｄ、アッベ数νｄおよび硝種等の光学特性は、次表７の通りである。
【００４７】
【表７】
2014126844.tif 000010
【００４８】
表７において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、製造メーカー名を、ＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表７においては、「＊」が付された第２面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第２面
K= 0.99322, A4= 1.32749E-04, A6= 3.22758E-06, A8= -4.86729E-08, A10= 9.86255E-10
第１３面
K= -18.58415, A4= -5.62871E-04, A6= 2.90511E-05, A8= -5.10460E-07, A10= 6.39298E-09
この場合、上記条件式（１）〜条件式（６）に対応する値は、次表８の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（６）を満足している。
【００４９】
【表８】
2014126844.tif 000011
【００５０】
また、図８に、実施例４に係る結像レンズのｄ線とｇ線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図８の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるｄおよびｇはそれぞれ、ｄ線およびｇ線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
【実施例５】
【００５１】
図９は、本発明の第５の実施の形態で且つ実施例５に係る撮像光学系としての結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例５に係る結像レンズの光学系は、図９に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、開口絞りＳ、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、そして第７レンズＬ７を配置しており、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４、並びに第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる５群７枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第１レンズＬ１により負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１を構成し、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４により正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を構成している。そして第５レンズＬ５〜第６レンズＬ６により正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を構成し、第７レンズＬ７により負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４を構成している。つまり、図９に示す結像レンズの光学系は、これら第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３、そして第４レンズ群Ｇ４を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
【００５２】
詳細には、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に非球面を形成してなり、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状をなす負レンズからなる第１レンズＬ１を配置して負の屈折力を示すように構成している。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第３レンズＬ３と、そして物体側に像面側より大きな曲率の凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第４レンズＬ４とを配置して、正の屈折力を示すように構成している。なお、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＳを配置している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第５レンズＬ５と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第６レンズＬ６を配置して、正の屈折力を示すように構成している。第３レンズ群Ｇ３の第５レンズＬ５と第６レンズＬ６の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向け且つ像面側に非球面を形成してなる負メニスカス形状の第７レンズＬ７を配置して、負の屈折力を示すように構成している。
【００５３】
そして、さらに、第４レンズ群Ｇ４の後方、すなわち像面側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス（シールガラス）を等価的な平行平板として示すフィルタガラスＦが配置される。
第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されている。被写体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。
図９には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図９に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いている。
この実施例５においては、光学系全系の焦点距離ｆ、開放Ｆ値Ｆｎｏおよび半画角ω〔度〕が、それぞれｆ＝１８．３０、Ｆｎｏ＝２．８５、ω＝３８．４２である。この実施例５における各光学要素における光学面の曲率半径（非球面については近軸曲率半径）Ｒ、隣接する光学面の面間隔Ｄ、屈折率Ｎｄ、アッベ数νｄおよび硝種等の光学特性は、次表９の通りである。
【００５４】
【表９】
2014126844.tif 000012
【００５５】
表９において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、製造メーカー名を、ＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記している。
すなわち、表９においては、「＊」が付された第２面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第２面
K= 3.97738, A4= 8.45704E-05, A6= -4.46178E-07, A8= 6.21524E-08, A10= -1.75388E-09
第１３面
K= -15.07055, A4= -3.70772E-04, A6= 2.16275E-05, A8= -2.90008E-07, A10= 3.40041E-09
この場合、上記条件式（１）〜条件式（６）に対応する値は、次表１０の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（６）を満足している。
【００５６】
【表１０】
2014126844.tif 000013
【００５７】
また、図１０に、実施例５に係る結像レンズのｄ線とｇ線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図１０の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるｄおよびｇはそれぞれ、ｄ線およびｇ線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
【実施例６】
【００５８】
図１１は、本発明の第６の実施の形態で且つ実施例６に係る撮像光学系としての結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例６に係る結像レンズの光学系は、図１１に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、開口絞りＳ、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、そして第７レンズＬ７を配置している。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４、並びに第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる５群７枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第１レンズＬ１により負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１を構成し、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４により正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を構成している。そして第５レンズＬ５〜第６レンズＬ６により正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を構成し、第７レンズＬ７により負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４を構成している。つまり、図１に示す結像レンズの光学系は、これら第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３、そして第４レンズ群Ｇ４を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
【００５９】
詳細には、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に非球面を形成してなり、像面側に凹面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第１レンズＬ１を配置して負の屈折力を示すように構成している。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凹面を向けた物体側の面より曲率の大きな両凹形状をなす負レンズからなる第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第３レンズＬ３と、そして物体側に像面側より大きな曲率の凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第４レンズＬ４とを配置して、正の屈折力を示すように構成している。なお、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＳを配置している。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第５レンズＬ５と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第６レンズＬ６を配置して、正の屈折力を示すように構成している。第３レンズ群Ｇ３の第５レンズＬ５と第６レンズＬ６の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向け且つ像面側に非球面を形成してなる負メニスカス形状の第７レンズＬ７を配置して、負の屈折力を示すように構成している。
【００６０】
そして、さらに、第４レンズ群Ｇ４の後方、すなわち像面側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス（シールガラス）を等価的な平行平板として示すフィルタガラスＦが配置される。
第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されている。被写体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。
図１１には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図１１に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いてる。そのため、図１、図３、図５、図７および図９等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
この実施例６においては、光学系全系の焦点距離ｆ、開放Ｆ値Ｆｎｏおよび半画角ω〔度〕が、それぞれｆ＝１８．３０、Ｆｎｏ＝２．８５、ω＝３８．４２である。この実施例６における各光学要素における光学面の曲率半径（非球面については近軸曲率半径）Ｒ、隣接する光学面の面間隔Ｄ、屈折率Ｎｄ、アッベ数νｄおよび硝種等の光学特性は、次表１１の通りである。
【００６１】
【表１１】
2014126844.tif 000014
【００６２】
表１１において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の後には、製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）、ＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記している。
すなわち、表１１においては、「＊」が付された第２面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第２面
K= 2.02313, A4= 6.61565E-05, A6= -2.97180E-06, A8= 2.12746E-07, A10= -4.84798E-09
第１３面
K= -11.86578, A4= -3.80925E-04, A6= 2.39629E-05, A8= -2.62883E-07, A10= 4.29423E-09
この場合、上記条件式（１）〜条件式（６）に対応する値は、次表１２の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（６）を満足している。
【００６３】
【表１２】
2014126844.tif 000015
【００６４】
また、図１２に、実施例６に係る結像レンズのｄ線とｇ線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図１２の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるｄおよびｇはそれぞれ、ｄ線およびｇ線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
【００６５】
〔第７の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第１の実施の形態〜第６の実施の形態に係る撮像用光学系を採用して構成した本発明の第７の実施の形態に係るカメラ装置としてのデジタルカメラについて図１３〜図１５を参照して説明する。図１３は、物体側、すなわち被写体側、である前面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図、図１４は、撮影者側である背面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図であり、図１５は、デジタルカメラの機能構成を示す模式的ブロック図である。なお、ここでは、デジタルカメラを例にとってカメラ装置について説明しているが、在来の画像記録媒体として銀塩フィルムを用いる銀塩フィルムカメラに本発明に係る撮像光学系を採用してもよい。
また、いわゆるＰＤＡ（personal data assistant）や携帯電話機等の携帯情報端末装置のような情報装置にカメラ機能を組み込んだものが広く用いられている。このような情報装置も外観は若干異にするもののデジタルカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような情報装置における撮像用光学系として、採用してもよい。
【００６６】
図１３〜図１５に示すように、デジタルカメラは、撮影レンズ１、光学ファインダ２、ストロボ（フラッシュライト）３、シャッタボタン４、カメラボディ５、電源スイッチ６、液晶モニタ７、操作ボタン８、メモリカードスロット９等を具備している。さらに、図１５に示すように、デジタルカメラは、中央演算装置（ＣＰＵ）１１、画像処理装置１２、受光素子１３、信号処理装置１４、半導体メモリ１５および通信カード等１６を備えている。
デジタルカメラは、撮像用光学系としての撮影レンズ１と、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）撮像素子またはＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等を用いてイメージセンサとして構成された受光素子１３とを有しており、撮影レンズ１によって結像される被写体（物体）光学像を受光素子１３によって読み取る。この撮影レンズ１として、上述した第１〜第６の実施の形態において説明したような本発明に係る撮像光学系を用いる（請求項８または請求項１０に対応する）。
受光素子１３の出力は、中央演算装置１１によって制御される信号処理装置１４によって処理され、デジタル画像情報に変換される。すなわち、このようなデジタルカメラは、撮像された画像（被写体画像）をデジタル画像情報に変換する手段を含んでおり、この手段は、実質的に、受光素子１３、信号処理装置１４およびこれらを制御する中央演算装置（ＣＰＵ）１１等により構成される（請求項８に対応する）。
【００６７】
信号処理装置１４によってデジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置１１によって制御される画像処理装置１２において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ１５に記録される。この場合、半導体メモリ１５は、メモリカードスロット９に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に（オンボードで）内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ７には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ１５に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ１５に記録した画像は、通信カードスロット（図示していない）に装填した通信カード等１６を介して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ１は、カメラの携帯時には、その対物面がレンズバリア（図示していない）により覆われており、ユーザが電源スイッチ６を操作して電源を投入すると、レンズバリアが開き、対物面が露出する構成とする。
多くの場合、シャッタボタン４の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係る撮像光学系（請求項１〜請求項７で定義され、あるいは前述した実施例１〜実施例６に示される撮像光学系）におけるフォーカシングは、複数群の光学系の全部または一部のレンズ群の移動、もしくは受光素子の移動などによって行うことができる。シャッタボタン４をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
【００６８】
半導体メモリ１５に記録した画像を液晶モニタ７に表示させたり、通信カード等１６を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン８を所定のごとく操作する。半導体メモリ１５および通信カード等１６は、メモリカードスロット９および通信カードスロット等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
上述のようなデジタルカメラ（カメラ装置）または携帯情報端末装置には、既に述べた通り、第１〜第６の実施の形態に示されたような撮像光学系を用いて構成した撮影レンズ１を撮像用光学系として使用することができる。したがって、画角が７６度以上と十分に広画角でありながら、Ｆナンバが２．８程度以下の大口径であり、１，０００万画素〜２，０００万画素またはそれ以上の画素数の受光素子を使用した高画質で小型のカメラ（撮像装置）または携帯情報端末装置を実現することができる。
【符号の説明】
【００６９】
Ｇ１  第１レンズ群（負）
Ｇ２  第２レンズ群（正）
Ｇ３  第３レンズ群（正）
Ｇ４  第４レンズ群（負）
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
Ｌ６  第６レンズ
Ｌ７  第７レンズ
Ｓ  開口絞り
Ｆ  フィルタガラス
１  撮影レンズ
２  光学ファインダ
３  ストロボ（フラッシュライト）
４  シャッタボタン
５  カメラボディ
６  電源スイッチ
７  液晶モニタ
８  操作ボタン
１１  中央演算装置（ＣＰＵ）
１２  画像処理装置
１３  受光素子
１４  信号処理装置
１５  半導体メモリ
１６  通信カード等
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開平０８−３１３８０２号公報
【特許文献２】特開平１１−３２６７５６号公報
【特許文献３】特開２００５−３５２０６０号公報
【特許文献４】特開２０１２−００８３４７号公報
【図１】
2014126844.tif 000016
【図２】
2014126844.tif 000017
【図３】
2014126844.tif 000018
【図４】
2014126844.tif 000019
【図５】
2014126844.tif 000020
【図６】
2014126844.tif 000021
【図７】
2014126844.tif 000022
【図８】
2014126844.tif 000023
【図９】
2014126844.tif 000024
【図１０】
2014126844.tif 000025
【図１１】
2014126844.tif 000026
【図１２】
2014126844.tif 000027
【図１３】
2014126844.tif 000028
【図１４】
2014126844.tif 000029
【図１５】
2014126844.tif 000030