(57)【要約】    【課題】  小型で且つ広画角および大口径を実現して、しかも被写体距離にかかわらず高性能を得る。    【解決手段】  撮影光学系は、物体側から像面に向かって、順次、非球面を形成した強い凹面を像面側に向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第１レンズＥ１、物体側に弱い凸面を向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第２レンズＥ２、両凸タイプの正レンズである第３レンズＥ３、絞りＦＡ、両凸タイプの正レンズである第４レンズＥ４と両凹タイプの負レンズである第５レンズＥ５とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、両面に非球面を形成した両凸タイプの正レンズである第６レンズＥ６を配置した構成となっている。第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３が前群ＧＦを構成し、第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６が後群ＧＲを構成する。この後群ＧＲを絞りＦＡと共に繰り出し移動させてピント合わせを行う。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズからなる第１レンズ、負レンズからなる第２レンズ、正レンズからなる第３レンズを配置してなる前群と、物体側から、順次、正レンズからなる第４レンズ、負レンズからなる第５レンズ、正レンズからなる第６レンズを配置してなる後群とを、物体側から、順次、配設して構成し、前記後群を移動させることにより物体距離の変化に対応するピント合わせを行うことを特徴とする撮影光学系。
【請求項２】
前記後群の焦点距離をｆＲとし、前記撮影光学系の全系の焦点距離をｆとして、
条件式：
１．５  ＜  ｆＲ／ｆ  ＜  ３      （１）
を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮影光学系。
【請求項３】
前記後群の焦点距離をｆＲとし、前記後群の最も像面側に配置された正レンズからなる第６レンズの焦点距離をｆ６として、
条件式：
１  ＜  ｆＲ／ｆ６  ＜  １．６      （２）
を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮影光学系。
【請求項４】
前記前群の負レンズからなる第１レンズおよび第２レンズのいずれかの像面側の面を非球面とし、且つ該非球面は、非球面の光軸と交わる点と、該非球面と最大像高へ到達する光束の主光線とが交わる点との光軸方向の距離をＳとし、前記撮影光学系の全系の焦点距離をｆとして、
条件式：
０．２  ＜  Ｓ／ｆ  ＜  １      （３）
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項５】
前記後群の物体側の正レンズからなる第４レンズと負レンズからなる第５レンズとを、密接して一体に接合して、接合レンズを形成していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項６】
物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、負レンズからなる第２レンズと、正レンズからなる第３レンズと、絞りと、正レンズからなる第４レンズと、負レンズからなる第５レンズと、正レンズからなる第６レンズとを配設して構成し、前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとを一体的に移動させることにより物体距離の変化に対応するピント合わせを行うことを特徴とする撮影光学系。
【請求項７】
前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとの合成焦点距離をｆＲとし、前記撮影光学系の全系の焦点距離をｆとして、
条件式：
１．５  ＜  ｆＲ／ｆ  ＜  ３      （１）
を満足することを特徴とする請求項６に記載の撮影光学系。
【請求項８】
前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとの合成焦点距離をｆＲとし、前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとのうちで最も像面側に配置された前記正レンズからなる第６レンズの焦点距離をｆ６として、
条件式：
１  ＜  ｆＲ／ｆ６  ＜  １．６      （２）
を満足することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の撮影光学系。
【請求項９】
前記絞りよりも物体側の物体側に凸面を向けた前記負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、前記負レンズからなる第２レンズと、前記正レンズからなる第３レンズとのうちの前記負のメニスカスレンズからなる第１レンズおよび前記負レンズからなる第２レンズのいずれかの像面側の面を非球面とし、且つ該非球面は、非球面の光軸と交わる点と、該非球面と最大像高へ到達する光束の主光線とが交わる点との光軸方向の距離をＳとし、前記撮影光学系の全系の焦点距離をｆとして、
条件式：
０．２  ＜  Ｓ／ｆ  ＜  １      （３）
を満足することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項１０】
前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとのうちの物体側の前記正レンズからなる第４レンズと前記負レンズからなる第５レンズとを、密接して一体に接合して、接合レンズを形成していることを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項１１】
前記物体距離の変化に対応するピント合わせに際し、前記絞りを、当該絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズと一体的に移動させることを特徴とする請求項６〜請求項１０のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項１２】
前記物体距離の変化に対応するピント合わせに際し、前記絞りを移動させず、当該絞りよりも物体側の物体側に凸面を向けた前記負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、前記負レンズからなる第２レンズと、前記正レンズからなる第３レンズと一体的に固定しておくことを特徴とする請求項６〜請求項１０のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項１３】
光学系として、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の撮影光学系を含むことを特徴とする撮影レンズユニット。
【請求項１４】
撮影用光学系として、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の撮影光学系を含むことを特徴とするカメラ。
【請求項１５】
カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の撮影光学系を含むことを特徴と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に撮影用光学系として用いられる単焦点の撮影光学系の改良に係り、特に、ディジタルカメラおよびビデオカメラ等のカメラに好適な撮影光学系、並びにそのような撮影光学系を用いる撮影レンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、ディジタルカメラまたは電子カメラ等と称され、被写体像を、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等の固体撮像素子により撮像し、被写体の静止画像（スティル画像）または動画像（ムービー画像）の画像データを得て、フラッシュメモリに代表される不揮発性半導体メモリ等にディジタル的に記録するタイプのカメラが、一般化している。このようなディジタルカメラの市場は非常に大きなものとなっており、ディジタルカメラに対するユーザの要求も広範囲に且つ高度になってきている。特に、高性能化および小型化ならびに低価格化または信頼性の向上につながる構成の簡単化は、いつもユーザの要求の根幹をなしている。
ところで、このようなディジタルカメラ等における撮影光学系のように、ＣＣＤ等の撮像素子を受光素子として用いる光学系においては、撮像素子にほぼ垂直に光線を入射させる必要があること、そして光学系と撮像素子との間に光学的ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等のようなフィルタ類を配置する必要があることなどから、長いバックフォーカスを確保する必要がある。このように、バックフォーカスを長くした光学系においては、画角を拡げて広画角化し、大口径化すると、諸収差の補正が困難となる。また、画角が広くなると、近距離被写体に対して焦点合わせを行うことによる、像面の平面性の悪化（像面湾曲の変化）が大きくなり、無限遠から近距離までの被写体に対して、充分な結像性能を維持することが困難となる。
【０００３】
すなわち、撮影光学系には、ズームレンズまたは、いわゆるバリフォーカルレンズのように焦点距離を可変選択し得る可変焦点距離光学系と、焦点距離が固定、つまり画角が固定、された単焦点光学系とがある。一般に、焦点距離固定の単焦点光学系におけるピント合わせは、光学系全体を、繰り出し／繰り込むことにより、像面に対して進退移動させて行う。ところが、近年における光学系の高性能化および加工組立精度の向上から、単焦点光学系であっても可変焦点距離光学系のように多数のレンズを用いて構成される多レンズ構成の光学系が用いられることが多くなってきている。このような、多レンズ構成の光学系の場合、光学系全体を、進退移動させてピント合わせを行うことは、性能維持の面からも、困難になってきている。
そこで、単焦点距離の光学系であっても、ズームレンズ等と同様に、光学系の一部分を移動させることによるピント合わせが行われている。例えば、特許文献１（特開２００４−１７７４３５号）においては、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズと、負レンズからなる第２レンズと、正レンズからなる第３レンズ、正レンズからなる第４レンズ、負レンズからなる第５レンズ、そして少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを配し、前記第１レンズと前記第２レンズとで、負の屈折力を有する第１レンズ群を、前記第３レンズと前記第４レンズと前記第５レンズとで正の屈折力を有する第２レンズ群を、そして前記第６レンズ群で正の屈折力を有する第３レンズ群を、それぞれ構成し、前記第４レンズと前記第５レンズとは密に貼り合わせて接合レンズとした光学系が示されている。そして、前記第１レンズ群または第３レンズ群を移動させて、近距離物体に対するピント合わせを行うことも示されている。
【０００４】
この特許文献１に示された光学系は、小型で半画角３５度程度の広画角が得られる光学系ではあるが、ピント合わせの際における像面湾曲の変化、すなわち像面の平面性の悪化による性能の劣化については充分に考慮されてはいない。特に、さらに広い画角、例えば半画角３９度ないし４０度程度の広画角を得ようとする場合には、ピント合わせの際における像面湾曲の変化、すなわち像面の平面性の劣化はさらに問題となる。
これに対して、特許文献２（特開２００４−２９６４１号）には、ピント合わせ時における性能劣化を防止するために、複数のレンズ群を異なる移動量で移動させることによって、無限遠から近距離までの被写体に対して性能劣化を補償しつつピント合わせを行う、フローティング方式等と称されるフォーカシング技術が示されている。この方式では合焦動作のための機構が、著しく複雑になると同時にその制御も複雑化し、部品点数の増加、装置の大型化、さらにコストアップを招くことになる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１７７４３５号公報
【特許文献２】特開２００４−２９６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、小型で且つ広画角および大口径を実現して、しかも被写体距離にかかわらず高性能を得ることを可能とする撮影光学系、撮影レンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置を提供することを目的としている。
本発明の請求項１の目的は、特に、広画角化した場合のピント合わせ時の像面の平面性の劣化を有効に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることを可能とする撮影光学系を提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、広画角化した場合のピント合わせ時の像面の平面性の劣化を一層効果的に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることを可能とする撮影光学系を提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、周辺像の最良面と中心像の最良面とをほぼ一致させて、ピント合わせ時の像面の平面性の劣化を一層効果的に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることを可能とする撮影光学系を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、広画角化に伴う歪曲収差の劣化をも防止して、ピント合わせ時の像面の平面性の劣化をさらに効果的に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることを可能とする撮影光学系を提供することにある。
【０００７】
本発明の請求項５の目的は、特に、組み立て時に生ずるレンズ位置のずれを効果的に抑制し得る撮影光学系を提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、広画角化した場合のピント合わせ時の像面の平面性の劣化を有効に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることを可能とする撮影光学系を提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、特に、広画角化した場合のピント合わせ時の像面の平面性の劣化を一層効果的に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることを可能とする撮影光学系を提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、特に、周辺像の最良面と中心像の最良面とをほぼ一致させて、ピント合わせ時の像面の平面性の劣化を一層効果的に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることを可能とする撮影光学系を提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、広画角化に伴う歪曲収差の劣化をも防止して、ピント合わせ時の像面の平面性の劣化をさらに効果的に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることを可能とする撮影光学系を提供することにある。
【０００８】
本発明の請求項１０の目的は、特に、組み立て時に生ずるレンズ位置のずれを効果的に抑制し得る撮影光学系を提供することにある。
本発明の請求項１１の目的は、特に、絞りと絞りの物体側に隣接するレンズ面との間の間隔が広く絞りと絞りの像面側に隣接するレンズ面との間の間隔が狭い場合に好適な撮影光学系を提供することにある。
本発明の請求項１２の目的は、特に、絞りと絞りの物体側に隣接するレンズ面との間の間隔が狭く絞りと絞りの像面側に隣接するレンズ面との間の間隔が広い場合に好適な撮影光学系を提供することにある。
本発明の請求項１３の目的は、特に、広画角化した場合のピント合わせ時の像面の平面性の劣化を有効に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることを可能とする撮影レンズユニットを提供することにある。
本発明の請求項１４の目的は、特に、広画角化した場合のピント合わせ時の像面の平面性の劣化を有効に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることを可能とするカメラを提供することにある。
本発明の請求項１５の目的は、特に、広画角化した場合のピント合わせ時の像面の平面性の劣化を有効に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることを可能とする携帯情報端末装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載した本発明に係る撮影光学系は、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズからなる第１レンズ、負レンズからなる第２レンズ、正レンズからなる第３レンズを配置してなる前群と、物体側から、順次、正レンズからなる第４レンズ、負レンズからなる第５レンズ、正レンズからなる第６レンズを配置してなる後群とを、物体側から、順次、配設して構成し、前記後群を移動させることにより物体距離の変化に対応するピント合わせを行うことを特徴としている。
請求項２に記載した本発明に係る撮影光学系は、請求項１の撮影光学系であって、
前記後群の焦点距離をｆＲとし、前記撮影光学系の全系の焦点距離をｆとして、
条件式：
１．５  ＜  ｆＲ／ｆ  ＜  ３      （１）
を満足することを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載した本発明に係る撮影光学系は、請求項１または請求項２の撮影光学系であって、
前記後群の焦点距離をｆＲとし、前記後群の最も像面側に配置された正レンズからなる第６レンズの焦点距離をｆ６として、
条件式：
１  ＜  ｆＲ／ｆ６  ＜  １．６      （２）
を満足することを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係る撮影光学系は、請求項１〜請求項３のいずれか１項の撮影光学系であって、
前記前群の負レンズからなる第１レンズおよび第２レンズのいずれかの像面側の面を非球面とし、且つ該非球面は、非球面の光軸と交わる点と、該非球面と最大像高へ到達する光束の主光線とが交わる点との光軸方向の距離をＳとし、前記撮影光学系の全系の焦点距離をｆとして、
条件式：
０．２  ＜  Ｓ／ｆ  ＜  １      （３）
を満足することを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載した本発明に係る撮影光学系は、請求項１〜請求項４のいずれか１項の撮影光学系であって、
前記後群の物体側の正レンズからなる第４レンズと負レンズからなる第５レンズとを、密接して一体に接合して、接合レンズを形成していることを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係るカメラは、上述した目的を達成するために、
物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、負レンズからなる第２レンズと、正レンズからなる第３レンズと、絞りと、正レンズからなる第４レンズと、負レンズからなる第５レンズと、正レンズからなる第６レンズとを配設して構成し、前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとを一体的に移動させることにより物体距離の変化に対応するピント合わせを行うことを特徴としている。
【００１２】
請求項７に記載した本発明に係る撮影光学系は、請求項６の撮影光学系であって、
前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとの合成焦点距離をｆＲとし、前記撮影光学系の全系の焦点距離をｆとして、
条件式：
１．５  ＜  ｆＲ／ｆ  ＜  ３      （１）
を満足することを特徴としている。
請求項８に記載した本発明に係る撮影光学系は、請求項６または請求項７の撮影光学系であって、
前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとの合成焦点距離をｆＲとし、前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとのうちで最も像面側に配置された前記正レンズからなる第６レンズの焦点距離をｆ６として、
条件式：
１  ＜  ｆＲ／ｆ６  ＜  １．６      （２）
を満足することを特徴としている。
【００１３】
請求項９に記載した本発明に係る撮影光学系は、請求項６〜請求項８のいずれか１項の撮影光学系であって、
前記絞りよりも物体側の物体側に凸面を向けた前記負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、前記負レンズからなる第２レンズと、前記正レンズからなる第３レンズとのうちの前記負のメニスカスレンズからなる第１レンズおよび前記負レンズからなる第２レンズのいずれかの像面側の面を非球面とし、且つ該非球面は、非球面の光軸と交わる点と、該非球面と最大像高へ到達する光束の主光線とが交わる点との光軸方向の距離をＳとし、前記撮影光学系の全系の焦点距離をｆとして、
条件式：
０．２  ＜  Ｓ／ｆ  ＜  １      （３）
を満足することを特徴としている。
請求項１０に記載した本発明に係る撮影光学系は、請求項６〜請求項９のいずれか１項の撮影光学系であって、
前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとのうちの物体側の前記正レンズからなる第４レンズと前記負レンズからなる第５レンズとを、密接して一体に接合して、接合レンズを形成していることを特徴としている。
【００１４】
請求項１１に記載した本発明に係る撮影光学系は、請求項６〜請求項１０のいずれか１項の撮影光学系であって、
前記物体距離の変化に対応するピント合わせに際し、前記絞りを、当該絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズと一体的に移動させることを特徴としている。
【００１５】
請求項１２に記載した本発明に係る撮影光学系は、請求項６〜請求項１０のいずれか１項の撮影光学系であって、
前記物体距離の変化に対応するピント合わせに際し、前記絞りを移動させず、当該絞りよりも物体側の物体側に凸面を向けた前記負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、前記負レンズからなる第２レンズと、前記正レンズからなる第３レンズと一体的に固定しておくことを特徴としている。
請求項１３に記載した本発明に係る撮影レンズユニットは、光学系として、請求項１〜請求項１２のいずれか１項の撮影光学系を含むことを特徴としている。
請求項１４に記載した本発明に係るカメラは、撮影用光学系として、請求項１〜請求項１２のいずれか１項の撮影光学系を含むことを特徴としている。
請求項１５に記載した本発明に係る携帯情報端末装置は、カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項１２のいずれか１項の撮影光学系を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小型で且つ広画角および大口径を実現して、しかも被写体距離にかかわらず高性能を得ることを可能とする撮影光学系、撮影レンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置を提供することができる。
すなわち本発明の請求項１の撮影光学系によれば、
物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズからなる第１レンズ、負レンズからなる第２レンズ、正レンズからなる第３レンズを配置してなる前群と、物体側から、順次、正レンズからなる第４レンズ、負レンズからなる第５レンズ、正レンズからなる第６レンズを配置してなる後群とを、物体側から、順次、配設して構成し、前記後群を移動させることにより物体距離の変化に対応するピント合わせを行うことにより、特に、広画角化した場合のピント合わせ時の像面の平面性の劣化を有効に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることが可能となる。
また、本発明の請求項２の撮影光学系によれば、請求項１の撮影光学系において、
前記後群の焦点距離をｆＲとし、前記撮影光学系の全系の焦点距離をｆとして、
条件式：
１．５  ＜  ｆＲ／ｆ  ＜  ３      （１）
を満足することにより、特に、周辺像最良面の変化をより小さくすることができ、広画角化した場合のピント合わせ時の像面の平面性の劣化を一層効果的に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることが可能となる。
【００１７】
本発明の請求項３の撮影光学系によれば、請求項１または請求項２の撮影光学系において、
前記後群の焦点距離をｆＲとし、前記後群の最も像面側に配置された正レンズからなる第６レンズの焦点距離をｆ６として、
条件式：
１  ＜  ｆＲ／ｆ６  ＜  １．６      （２）
を満足することにより、特に、周辺像の最良面と中心像の最良面とをほぼ一致させて、ピント合わせ時の像面の平面性の劣化を一層効果的に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項４の撮影光学系によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の撮影光学系において、
前記前群の負レンズからなる第１レンズおよび第２レンズのいずれかの像面側の面を非球面とし、且つ該非球面は、非球面の光軸と交わる点と、該非球面と最大像高へ到達する光束の主光線とが交わる点との光軸方向の距離をＳとし、前記撮影光学系の全系の焦点距離をｆとして、
条件式：
０．２  ＜  Ｓ／ｆ  ＜  １      （３）
を満足することにより、特に、広画角化に伴う歪曲収差の劣化をも防止して、ピント合わせ時の像面の平面性の劣化をさらに効果的に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることが可能となる。
【００１８】
本発明の請求項５の撮影光学系によれば、請求項１〜請求項４のいずれか１項の撮影光学系において、
前記後群の物体側の正レンズからなる第４レンズと負レンズからなる第５レンズとを、密接して一体に接合して、接合レンズを形成することにより、特に、組み立て時に生ずるレンズ位置のずれを効果的に抑制することができる。
本発明の請求項６の撮影光学系によれば、
物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、負レンズからなる第２レンズと、正レンズからなる第３レンズと、絞りと、正レンズからなる第４レンズと、負レンズからなる第５レンズと、正レンズからなる第６レンズとを配設して構成し、前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとを一体的に移動させることにより物体距離の変化に対応するピント合わせを行うことにより、特に、広画角化した場合のピント合わせ時の像面の平面性の劣化を有効に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることが可能となる。
【００１９】
本発明の請求項７の撮影光学系によれば、請求項６の撮影光学系において、
前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとの合成焦点距離をｆＲとし、前記撮影光学系の全系の焦点距離をｆとして、
条件式：
１．５  ＜  ｆＲ／ｆ  ＜  ３      （１）
を満足することにより、特に、広画角化した場合のピント合わせ時の像面の平面性の劣化を一層効果的に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項８の撮影光学系によれば、請求項６または請求項７の撮影光学系において、
前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとの合成焦点距離をｆＲとし、前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとのうちで最も像面側に配置された前記正レンズからなる第６レンズの焦点距離をｆ６として、
条件式：
１  ＜  ｆＲ／ｆ６  ＜  １．６      （２）
を満足することにより、特に、周辺像の最良面と中心像の最良面とをほぼ一致させて、ピント合わせ時の像面の平面性の劣化を一層効果的に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることが可能となる。
【００２０】
本発明の請求項９の撮影光学系によれば、請求項６〜請求項８のいずれか１項の撮影光学系において、
前記絞りよりも物体側の物体側に凸面を向けた前記負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、前記負レンズからなる第２レンズと、前記正レンズからなる第３レンズとのうちの前記負のメニスカスレンズからなる第１レンズおよび前記負レンズからなる第２レンズのいずれかの像面側の面を非球面とし、且つ該非球面は、非球面の光軸と交わる点と、該非球面と最大像高へ到達する光束の主光線とが交わる点との光軸方向の距離をＳとし、前記撮影光学系の全系の焦点距離をｆとして、
条件式：
０．２  ＜  Ｓ／ｆ  ＜  １      （３）
を満足することにより、特に、広画角化に伴う歪曲収差の劣化をも防止して、ピント合わせ時の像面の平面性の劣化をさらに効果的に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることが可能となる。
【００２１】
本発明の請求項１０の撮影光学系によれば、請求項６〜請求項９のいずれか１項の撮影光学系において、
前記絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズとのうちの物体側の前記正レンズからなる第４レンズと前記負レンズからなる第５レンズとを、密接して一体に接合して、接合レンズを形成していることにより、特に、組み立て時に生ずるレンズ位置のずれを効果的に抑制することができる。
本発明の請求項１１の撮影光学系によれば、請求項６〜請求項１０のいずれか１項の撮影光学系において、
前記物体距離の変化に対応するピント合わせに際し、前記絞りを、当該絞りよりも像面側の前記正レンズからなる第４レンズと、前記負レンズからなる第５レンズと、前記正レンズからなる第６レンズと一体的に移動させることにより、特に、絞りと絞りの物体側に隣接するレンズ面との間の間隔が広く絞りと絞りの像面側に隣接するレンズ面との間の間隔が狭い場合に好適な構成とすることができる。
【００２２】
本発明の請求項１２の撮影光学系によれば、請求項６〜請求項１０のいずれか１項の撮影光学系において、
前記物体距離の変化に対応するピント合わせに際し、前記絞りを移動させず、当該絞りよりも物体側の物体側に凸面を向けた前記負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、前記負レンズからなる第２レンズと、前記正レンズからなる第３レンズと一体的に固定しておくことにより、特に、絞りと絞りの物体側に隣接するレンズ面との間の間隔が狭く絞りと絞りの像面側に隣接するレンズ面との間の間隔が広い場合に好適な構成とすることができる。
本発明の請求項１３の撮影レンズユニットによれば、光学系として、請求項１〜請求項１２のいずれか１項の撮影光学系を含むことにより、特に、広画角化した場合のピント合わせ時の像面の平面性の劣化を有効に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項１４のカメラによれば、撮影用光学系として、請求項１〜請求項１２のいずれか１項の撮影光学系を含むことにより、特に、広画角化した場合のピント合わせ時の像面の平面性の劣化を有効に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項１５の携帯情報端末装置によれば、カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項１２のいずれか１項の撮影光学系を含むことにより、特に、広画角化した場合のピント合わせ時の像面の平面性の劣化を有効に補償し、被写体距離にかかわらず高性能を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の撮影光学系、撮影レンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置を詳細に説明する。具体的な実施の形態について説明する前に、まず、本発明の原理的な構成を説明する。
本発明に係る撮影光学系は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、負レンズからなる第２レンズ、正レンズからなる第３レンズ、正レンズからなる第４レンズ、負レンズからなる第５レンズ、正レンズからなる第６レンズを配置してなり、前記物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズと、前記負レンズからなる第２レンズと、前記正レンズからなる第３レンズとを一体的に支持することにより前群を構成し、前記正レンズからなる第４レンズと前記負レンズからなる第５レンズを密接して一体に接合して構成した接合レンズと、正レンズからなる第６レンズとを一体に支持することにより後群を構成してなり、前記後群を移動させることによって物体距離すなわち被写体距離の変化による焦点位置の調整、すなわちピント合わせを行う(請求項１および請求項６に対応する)。
【００２４】
ここで、被写体が無限遠から近距離へ近づくと、周辺像の最良面は、画面中心に対して、光軸方向のプラス側（被写体から像面へ向かう方向をプラスとする）へ変化する。これに対し、前記前群と前記後群の間隔が狭くなるように変化すると、周辺像の最良面は、光軸方向のマイナス側へ変化する。無限遠被写体に合焦している状態から被写体位置が近距離へ変化した場合、ピントを合わせる（合焦させる）ために前記後群を移動させると、前記後群は被写体側へ移動することになる。すなわち、前記前群と前記後群との間隔が狭くなる。したがって、被写体距離の変化による周辺像最良面の変化を、ピント調整操作による前記前群と前記後群との間隔変化による周辺像最良面の移動が相殺することになる。この結果、被写体距離が変化しても周辺像最良面の位置がほぼ一定に保たれ、被写体距離変化による性能劣化を防止することができる。
本発明に係る撮影光学系は、上述した構成に加えて、さらに次の条件式を満足することが望ましい(請求項２および請求項７に対応している)。
【００２５】
１．５  ＜  ｆＲ／ｆ  ＜  ３      （１）
ここで、ｆＲは、前記後群の焦点距離をあらわし、ｆは、撮影光学系全系の焦点距離をあらわしている。
【００２６】
条件式（１）を満足することにより、上述した周辺像最良面の変化を、より小さくすることができる。条件式（１）の上限を超えると、前記前群と前記後群との間隔変化による周辺像最良面の変化を、被写体距離変化による周辺像最良面の変化とが相殺することができなくなる。また、条件式（１）の下限に満たない場合には、前記後群の屈折力が弱くなり、前記後群のピント合わせのための移動量が大きくなるため、光学系の全長が長くなる。また、ピント合わせ、つまり合焦のための動作に要する時間が長くなってしまう。
また、本発明に係る撮影光学系は、上述した構成に加えて、さらに次の条件式を満足することが望ましい(請求項３および請求項８に対応している)。
【００２７】
１  ＜  ｆＲ／ｆ６  ＜  １．６      （２）
ここで、ｆＲは、前記後群の焦点距離をあらわし、ｆ６は、前記後群の最も像面側に配置された正レンズ、すなわち第６レンズ、の焦点距離をあらわしている。
条件式（２）は、周辺像最良面を中心像最良面とほぼ一致させるための条件である。条件式（２）の下限に満たない場合には、周辺像最良面が、中心像最良面に比べて物体側に偏って位置してしまう。また、条件式（２）の上限を超えると、逆に、周辺像最良面が、中心像最良面に比べて像面側に偏って位置してしまう。したがって、条件式(２)の条件を満たさなければ、ある像平面上で中心から周辺まで良好な像性能を得ることが不可能となってしまう。
【００２８】
そして、本発明に係る撮影光学系は、上述した構成に加えて、さらに前記前群の負レンズ、つまり第１レンズおよび第２レンズ、のいずれかの像面側の面が非球面であり、且つ該非球面が次の条件式を満足することが望ましい(請求項４および請求項９に対応している)。
【００２９】
０．２  ＜  Ｓ／ｆ  ＜  １      （３）
ここで、Ｓは、前記非球面の光軸と交わる点と、当該非球面と最大像高へ到達する光束の主光線とが交わる点と、の間の光軸方向の距離をあらわし、ｆは、撮影光学系全系の焦点距離をあらわしている。
条件式（３）を満足すると、歪曲収差をさらに良好に補正することが可能となり、広画角化にともなって悪化しがちな歪曲収差を良好に保つことが可能となる。
さらにまた、前記後群の物体側の正レンズと負レンズ、すなわち第４レンズと第５レンズとを接合するようにすれば、組立時に生じるレンズ位置の変位を効果的に抑制することが可能となり、組立性も一層向上する(請求項５および請求項１０に対応している)。
【００３０】
さらに、本発明に係る撮影光学系は、前記前群と前記後群との間に絞りを設けており(請求項６〜請求項１０に対応する)、該絞りを、ピント合わせ時に、前記後群つまり第４レンズ〜第６レンズと一体的に動作させても良く(請求項１１に対応する)、前記前群つまり第１レンズ〜第３レンズと一体的に固定したままとしても良い(請求項１２に対応する)。
さらに、本発明に係る撮影レンズユニットは、光学系として、上述した撮影光学系を含んで構成し、本発明に係るカメラは、撮影用光学系として、上述した撮影光学系を含んで構成し、そして本発明に係る携帯情報端末装置は、カメラ機能部の撮影用光学系として、上述した撮影光学系を含んで構成する。
以上のように、本発明によれば、小型、広画角、大口径で、物体距離によらず高性能な撮影光学系を、被写体距離の変動に伴う性能の変化を補償するための特別の機構を別途に設けることなく、実現することができる。また、その撮影光学系を用いて、同様に、小型、広画角、大口径で、物体距離によらず高性能の、撮影レンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置を構成することができる。その結果、撮影光学系、撮影レンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置における部品点数の削減などの省資源にも寄与し得る。
【実施例１】
【００３１】
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。以下に述べる第１の実施例〜第５の実施例は、本発明に係る撮影光学系の具体的数値例による具体的構成の実施例である。その後に、第１の実施例〜第５の実施例に示されるような撮影光学系を用いた本発明に係る撮影レンズユニットを撮影用光学系に採用した本発明に係るカメラまたは携帯情報端末装置の実施の形態を説明する。
本発明に係る撮影光学系を示す第１の実施例〜第５の実施例においては、撮影光学系の構成およびその具体的な数値例を示している。
本発明のように撮影光学系を構成することによって、充分な小型化を達成しながら非常に良好な結像性能を確保し得ることは、これら第１の実施例〜第５の実施例から明らかとなるであろう。
以下の第１の実施例〜第５の実施例に関連する説明においては、次のような各種記号を用いている。
光軸からの高さをＨとするとき、面頂点から光軸方向の変位量をＳ、曲率半径をＲ、そして非球面係数をＡ２ｉとして、非球面は、次式で定義される。
【００３２】
【数１】
2006349920.tif 000003
【００３３】
また、ｆは全系の焦点距離、面間隔はレンズ厚またはレンズ間隔に相当し、Ｎｄはｄ線の屈折率、そしてνｄはｄ線のアッベ数を示している。さらに、Ｋは、非球面の円錐定数、Ａ４は、４次の非球面係数、Ａ６は、６次の非球面係数、Ａ８は、８次の非球面係数、Ａ１０は、１０次の非球面係数とする。
また、第１の実施例〜第５の実施例の各実施例において、最も像面側の正の屈折力を有する第６レンズと像面との間にある平行平板は水晶ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等のフィルタ類、または例えばＣＣＤ撮像素子等の撮像素子を保護する保護ガラスなどである。
図１は、本発明の第１の実施例に係る撮影光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。図１に示す光学系は、物体側から像面に向かって、順次、非球面を形成した強い凹面を像面側に向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第１レンズＥ１、物体側に弱い凸面を向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第２レンズＥ２、両凸タイプの正レンズである第３レンズＥ３、絞りＦＡ、両凸タイプの正レンズである第４レンズＥ４と両凹タイプの負レンズである第５レンズＥ５とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、両面に非球面を形成した両凸タイプの正レンズである第６レンズＥ６を配置した構成となっている。第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３が前群ＧＦを構成し、第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６が後群ＧＲを構成する。この後群ＧＲを絞りＦＡと共に繰り出し移動させてピント合わせを行う。
【００３４】
例えば、ディジタルスティルカメラのようにＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子を用いるタイプのカメラの撮影光学系では、第６レンズＥ６の最終面と像面ＦＳとの間に、ローパスフィルタ、赤外カットフィルタおよびＣＣＤ撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス類の少なくともいずれかを構成する、例えば２枚の平行平板ガラスＰ１およびＰ２が挿入される。したがって、第１の実施例〜第５の実施例におけるレンズ構成、データおよび収差図は、いずれも撮影レンズの最終面と像面との間に２枚の平行平板ガラスＰ１およびＰ２が入った状態を示している。なお、図１には、各光学面の面番号も付して示している。図１に対する各参照符号は、説明の煩雑化を避けるため、各実施の形態毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施の形態と共通の構成ではない。
また、図２は、図１の光学系における物体距離が無限遠のときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図３は、図１の光学系における物体距離が１ｍのときに後群のみを繰り出してピント合わせを行った場合の球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図４は、比較のために、図１の光学系における物体距離が１ｍのときに撮影光学系を、本発明に係る後群のみの繰り出しでなく、全体繰り出しとしてピント合わせを行った場合の球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図である。
この第１の実施例においては、焦点距離ｆ＝５．９ｍｍ、Ｆナンバ＝２．４、そして半画角ω＝３９°としている。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００３５】
【表１】
2006349920.tif 000004
【００３６】
表１において面番号にアスタリスク「＊」を付した第２面、第１１面および第１２面の各光学面が非球面であり、各非球面の（４）式におけるパラメータは、次表の通りである。
【００３７】
【表２】
2006349920.tif 000005
【００３８】
また、この第１の実施例における先に述べた条件式（１）に係る｛ｆＲ／ｆ｝、条件式（２）に係る｛ｆＲ／ｆ６｝、条件式（３）に係る｛Ｓ／ｆ｝の各数値は、次の通りとなる。
条件式数値
条件式（１）＝２．１
条件式（２）＝１．２
条件式（３）＝０．５
したがって、この第１の実施例における先に述べた本発明の各条件式に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
図２〜図４には、上述した第１の実施例に係る図１に示した撮影光学系からなる各収差の収差曲線を示しており、図２は、物体距離が無限遠であるときにおける収差曲線、図３は、物体距離１ｍのときに本発明に従い後群の移動でピント合わせする場合の収差曲線、そして図４は、物体距離１ｍのときに本発明とは異なり全群の移動でピント合わせする場合の収差曲線である。各収差曲線中、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、破線はメリディオナルをあらわしている。
上述した本発明の第１の実施例に係る図１に示した構成の撮影光学系によれば、図２および図３に示すように、非点収差は良好に補正されあるいは抑制されており、像面の平面性が改善されていることがわかる。
【実施例２】
【００３９】
図５は、本発明の第２の実施例に係る撮影光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。図５に示す光学系は、物体側から像面に向かって、順次、非球面を形成した強い凹面を像面側に向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第１レンズＥ１、両凹タイプの負レンズである第２レンズＥ２、両凸タイプの正レンズである第３レンズＥ３、絞りＦＡ、両凸タイプの正レンズである第４レンズＥ４と両凹タイプの負レンズである第５レンズＥ５とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、両面に非球面を形成した両凸タイプの正レンズである第６レンズＥ６を配置した構成となっている。第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３が前群ＧＦを構成し、第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６が後群ＧＲを構成する。この後群ＧＲを絞りＦＡと共に繰り出し移動させてピント合わせを行う。
この第２の実施例においても、第６レンズＥ６の最終面と像面ＦＳとの間に、ローパスフィルタ、赤外カットフィルタおよびＣＣＤ撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス類の少なくともいずれかを構成する、例えば２枚の平行平板ガラスＰ１およびＰ２が挿入されている。なお、図５には、各光学面の面番号も付して示している。図５に対する各参照符号は、説明の煩雑化を避けるため、各実施の形態毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施の形態と共通の構成ではない。
【００４０】
また、図６は、図５の光学系における物体距離が無限遠のときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図７は、図５の光学系における物体距離が１ｍのときに後群のみを繰り出してピント合わせを行った場合の球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図８は、比較のために、図５の光学系における物体距離が１ｍのときに撮影光学系を、後群のみの繰り出しでなく全体繰り出しとしてピント合わせを行った場合の球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図である。
この第２の実施例においては、焦点距離ｆ＝５．９ｍｍ、Ｆナンバ＝１．９、そして半画角ω＝３８°としている。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００４１】
【表３】
2006349920.tif 000006
【００４２】
表３において面番号にアスタリスク「＊」を付した第２面、第１１面および第１２面の各光学面が非球面であり、各非球面の（４）式におけるパラメータは、次表の通りである。
【００４３】
【表４】
2006349920.tif 000007
【００４４】
また、この第２の実施例における先に述べた条件式（１）に係る｛ｆＲ／ｆ｝、条件式（２）に係る｛ｆＲ／ｆ６｝、条件式（３）に係る｛Ｓ／ｆ｝の各数値は、次の通りとなる。
条件式数値
条件式（１）＝２．５
条件式（２）＝１．１
条件式（３）＝０．９
したがって、この第２の実施例における先に述べた本発明の各条件式に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
【００４５】
図６〜図８は、上述した第２の実施例に係る図５に示した撮影光学系からなる各収差の収差曲線を示しており、図６は、物体距離が無限遠であるときにおける収差曲線、図７は、物体距離１ｍのときに本発明に従い後群の移動でピント合わせする場合の収差曲線、そして図８は、物体距離１ｍのときに本発明とは異なり全群の移動でピント合わせする場合の収差曲線である。各収差曲線中、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、破線はメリディオナルをあらわしている。
上述した本発明の第２の実施例に係る図５に示した構成の撮影光学系においても、図６および図７に示すように、非点収差は良好に補正されあるいは抑制されており、像面の平面性が改善されていることがわかる。
【実施例３】
【００４６】
図９は、本発明の第３の実施例に係る撮影光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。図９に示す光学系は、物体側から像面に向かって、順次、非球面を形成した強い凹面を像面側に向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第１レンズＥ１、両凹タイプの負レンズである第２レンズＥ２、両凸タイプの正レンズである第３レンズＥ３、絞りＦＡ、両凸タイプの正レンズである第４レンズＥ４、両凹タイプの負レンズである第５レンズＥ５、両面に非球面を形成した両凸タイプの正レンズである第６レンズＥ６を配置した構成となっている。第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３が前群ＧＦを構成し、第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６が後群ＧＲを構成する。この後群ＧＲを絞りＦＡと共に繰り出し移動させてピント合わせを行う。
この第３の実施例においても、第６レンズＥ６の最終面と像面ＦＳとの間に、ローパスフィルタ、赤外カットフィルタおよびＣＣＤ撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス類の少なくともいずれかを構成する、例えば２枚の平行平板ガラスＰ１およびＰ２が挿入されている。なお、図９には、各光学面の面番号も付して示している。図９に対する各参照符号は、説明の煩雑化を避けるため、各実施の形態毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施の形態と共通の構成ではない。
【００４７】
また、図１０は、図９の光学系における物体距離が無限遠のときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図１１は、図９の光学系における物体距離が１ｍのときに後群のみを繰り出してピント合わせを行った場合の球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図１２は、比較のために、図９の光学系における物体距離が１ｍのときに撮影光学系を、後群のみの繰り出しでなく全体繰り出しとしてピント合わせを行った場合の球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図である。
この第３の実施例においては、焦点距離ｆ＝５．９ｍｍ、Ｆナンバ＝２．４、そして半画角ω＝３９°としている。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００４８】
【表５】
2006349920.tif 000008
【００４９】
表５において面番号にアスタリスク「＊」を付した第２面、第１２面および第１３面の各光学面が非球面であり、各非球面の（４）式におけるパラメータは次表の通りである。
【００５０】
【表６】
2006349920.tif 000009
【００５１】
また、この第３の実施例における先に述べた条件式（１）に係る｛ｆＲ／ｆ｝、条件式（２）に係る｛ｆＲ／ｆ６｝、条件式（３）に係る｛Ｓ／ｆ｝の各数値は、次の通りとなる。
条件式数値
条件式（１）＝１．６
条件式（２）＝１．５
条件式（３）＝０．５
したがって、この第３の実施例における先に述べた本発明の各条件式に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
図１０〜図１２は、上述した第３の実施例に係る図９に示した撮影光学系からなる各収差の収差曲線を示しており、図１０は、物体距離が無限遠であるときにおける収差曲線、図１１は、物体距離１ｍのときに本発明に従い後群の移動でピント合わせする場合の収差曲線、そして図１２は、物体距離１ｍのときに本発明とは異なり全群の移動でピント合わせする場合の収差曲線である。各収差曲線中、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、破線はメリディオナルをあらわしている。
上述した本発明の第３の実施例に係る図９に示した構成の撮影光学系においても、図１０および図１１に示すように、非点収差は良好に補正されあるいは抑制されており、像面の平面性が改善されていることがわかる。
【実施例４】
【００５２】
図１３は、本発明の第４の実施例に係る撮影光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。図１３に示す光学系は、物体側から像面に向かって、順次、非球面を形成した強い凹面を像面側に向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第１レンズＥ１、像面側に強い凹面を向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第２レンズＥ２、両凸タイプの正レンズである第３レンズＥ３、絞りＦＡ、物体側の凸面に非球面を形成した両凸タイプの正レンズである第４レンズＥ４と両凹タイプの負レンズである第５レンズＥ５とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、両面に非球面を形成した両凸タイプの正レンズである第６レンズＥ６を配置した構成となっている。第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３が前群ＧＦを構成し、第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６が後群ＧＲを構成する。この場合、ピント合わせは、絞りＦＡを前群ＧＦと共に固定したまま、後群ＧＲを繰り出し移動させて行うようにしても良いし、後群ＧＲを絞りＦＡと共に繰り出し移動させて行うようにしても良い。
【００５３】
この第４の実施例においても、第６レンズＥ６の最終面と像面ＦＳとの間に、ローパスフィルタ、赤外カットフィルタおよびＣＣＤ撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス類の少なくともいずれかを構成する例えば２枚の平行平板ガラスＰ１およびＰ２が挿入されている。なお、図１３には、各光学面の面番号も付して示している。図１３に対する各参照符号は、説明の煩雑化を避けるため、各実施の形態毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施の形態と共通の構成ではない。
また、図１４は、図１３の光学系における物体距離が無限遠のときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図１５は、図１３の光学系における物体距離が１ｍのときに後群のみを繰り出してピント合わせを行った場合の球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図１６は、比較のために、図１３の光学系における物体距離が１ｍのときに撮影光学系を、後群のみの繰り出しでなく全体繰り出しとしてピント合わせを行った場合の球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図である。
この第４の実施例においては、焦点距離ｆ＝５．９ｍｍ、Ｆナンバ＝２．４、そして半画角ω＝３９°としている。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００５４】
【表７】
2006349920.tif 000010
【００５５】
表７において面番号にアスタリスク「＊」を付した第２面、第８面、第１１面および第１２面の各光学面が非球面であり、各非球面の（４）式におけるパラメータは次表の通りである。
【００５６】
【表８】
2006349920.tif 000011
【００５７】
また、この第４の実施例における先に述べた条件式（１）に係る｛ｆＲ／ｆ｝、条件式（２）に係る｛ｆＲ／ｆ６｝、条件式（３）に係る｛Ｓ／ｆ｝の各数値は、次の通りとなる。
条件式数値
条件式（１）＝２．６
条件式（２）＝１．３
条件式（３）＝０．５
したがって、この第４の実施例における先に述べた本発明の各条件式に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
【００５８】
図１４〜図１６は、上述した第４の実施例に係る図１３に示した撮影光学系からなる各収差の収差曲線を示しており、図１４は、物体距離が無限遠であるときにおける収差曲線、図１５は、物体距離１ｍのときに本発明に従い後群の移動でピント合わせする場合の収差曲線、そして図１６は、物体距離１ｍのときに本発明とは異なり全群の移動でピント合わせする場合の収差曲線である。各収差曲線中、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、破線はメリディオナルをあらわしている。
上述した本発明の第４の実施例に係る図１３に示した構成の撮影光学系においても、図１４および図１５に示すように、非点収差は良好に補正されあるいは抑制されており、像面の平面性が改善されていることがわかる。
【実施例５】
【００５９】
図１７は、本発明の第５の実施例に係る撮影光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。図１７に示す光学系は、物体側から像面に向かって、順次、像面側に強い凹面を向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第１レンズＥ１、非球面を形成した強い凹面を像面側に向けた負メニスカスタイプの負レンズからなる第２レンズＥ２、両凸タイプの正レンズである第３レンズＥ３、絞りＦＡ、物体側の凸面に非球面を形成した両凸タイプの正レンズである第４レンズＥ４と両凹タイプの負レンズである第５レンズＥ５とを密接して貼り合わせてなる接合レンズ、両面に非球面を形成した両凸タイプの正レンズである第６レンズＥ６を配置した構成となっている。第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３が前群ＧＦを構成し、第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６が後群ＧＲを構成する。この場合も、第４の実施例と同様に、ピント合わせは、絞りＦＡを前群ＧＦと共に固定したまま、後群ＧＲを繰り出し移動させて行うようにしても良いし、後群ＧＲを絞りＦＡと共に繰り出し移動させて行うようにしても良い。
この第５の実施例においても、第６レンズＥ６の最終面と像面ＦＳとの間に、ローパスフィルタ、赤外カットフィルタおよびＣＣＤ撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス類の少なくともいずれかを構成する、例えば２枚の平行平板ガラスＰ１およびＰ２が挿入されている。なお、図１７には、各光学面の面番号も付して示している。図１７に対する各参照符号は、説明の煩雑化を避けるため、各実施の形態毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施の形態と共通の構成ではない。
【００６０】
また、図１８は、図１７の光学系における物体距離が無限遠のときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図１９は、図１７の光学系における物体距離が１ｍのときに後群のみを繰り出してピント合わせを行った場合の球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図２０は、比較のために、図１７の光学系における物体距離が１ｍのときに撮影光学系を、後群のみの繰り出しでなく全体繰り出しとしてピント合わせを行った場合の球面収差、非点収差、そして歪曲収差をそれぞれ示す収差図である。
この第５の実施例においては、焦点距離ｆ＝５．９ｍｍ、Ｆナンバ＝２．５、そして半画角ω＝３９°としている。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００６１】
【表９】
2006349920.tif 000012
【００６２】
表９において面番号にアスタリスク「＊」を付した第４面、第８面、第１１面および第１２面の各光学面が非球面であり、各非球面の（４）式におけるパラメータは、次表の通りである。
【００６３】
【表１０】
2006349920.tif 000013
【００６４】
また、この第５の実施例における先に述べた条件式（１）に係る｛ｆＲ／ｆ｝、条件式（２）に係る｛ｆＲ／ｆ６｝、条件式（３）に係る｛Ｓ／ｆ｝の各数値は、次の通りとなる。
条件式数値
条件式（１）＝２．２
条件式（２）＝１．２
条件式（３）＝０．３
したがって、この第５の実施例における先に述べた本発明の各条件式に係る数値は、いずれも各条件式の範囲内である。
図１８〜図２０は、上述した第５の実施例に係る図１７に示した撮影光学系からなる各収差の収差曲線を示しており、図１８は、物体距離が無限遠であるときにおける収差曲線、図１９は、物体距離１ｍのときに本発明に従い後群の移動でピント合わせする場合の収差曲線、そして図２０は、物体距離１ｍのときに本発明とは異なり全群の移動でピント合わせする場合の収差曲線である。各収差曲線中、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、破線はメリディオナルをあらわしている。
【００６５】
上述した本発明の第５の実施例に係る図１７に示した構成の撮影光学系においても、図１８および図１９に示すように、非点収差は良好に補正されあるいは抑制されており、像面の平面性が改善されていることがわかる。
次に、上述した第１の実施例〜第５の実施例に示されたような本発明に係る撮影光学系を用いて構成した撮影レンズユニットを撮影用光学系として採用してカメラを構成した本発明の実施の形態に係るディジタルカメラについて図２１を参照して説明する。図２１は、撮影者側である背面側から見たディジタルカメラの外観を示す斜視図である。なお、ここでは、カメラについて説明しているが、いわゆるＰＤＡ（personal data assistant）や携帯電話機等の携帯情報端末装置にカメラ機能を組み込んだものが、近年登場している。このような携帯情報端末装置も外観は若干異にするもののカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような携帯情報端末装置における撮影用光学系として本発明に係る撮影光学系を採用してもよい。
【００６６】
図２１に示すように、ディジタルカメラは、撮影レンズユニット１０１、レリーズボタン１０２、光学ファインダ１０４、液晶表示部１０５、液晶モニタ１０６およびメインスイッチ１０７等を備えている。
ディジタルカメラは、撮影レンズユニット１０１とＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子（図示していない）を有しており、撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を、撮影光学系である撮影レンズユニット１０１によって結像して受光素子によって読み取るように構成されている。この撮影レンズユニット１０１としては、第１の実施例〜第５の実施例において説明したような本発明に係る撮影光学系を用いる。
受光素子の出力は、中央処理装置（ＣＰＵ）（図示されていない）によって制御される信号処理装置（図示されていない）によって処理され、ディジタル画像情報に変換される。信号処理装置によってディジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置によって制御される画像処理装置（図示されていない）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（図示されていない）に記録される。この場合、半導体メモリは、メモリカードスロット等に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ１０６には、撮影中の画像を電子ファインダとして表示することもできるし、半導体メモリに記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリに記録した画像は、通信カードスロット等に装填した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。
【００６７】
撮影レンズユニット１０１は、カメラの携帯時には沈胴状態にあってカメラのボディー内に埋没しており、ユーザがメインスイッチ１０７を操作して電源を投入すると、図示のように鏡胴が繰り出され、カメラのボディーから突出する構成とする。
多くの場合、レリーズボタン１０２の半押し操作により、フォーカシングつまりピント合わせがなされる。本発明に係る撮影光学系におけるフォーカシングは、この場合、後群ＧＲ、つまり第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６、の移動によって行うことができる。レリーズボタン１０２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。
上述のようなカメラまたは携帯情報端末装置には、既に述べた通り、第１の実施例〜第５の実施例に示されたような撮影光学系を使用することができる。したがって、高画質で小型のカメラまたは携帯情報端末装置を達成することが可能となる。この場合、携帯情報端末装置では、高画質な画像を撮影し、その画像を外部へ送信することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１の実施例に係る撮影光学系の構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図２】図１に示す本発明の第１の実施例による撮影光学系の物体距離が無限遠のときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図３】図１に示す本発明の第１の実施例による撮影光学系の物体距離が１ｍで且つ本発明による後群繰り出しでピント合わせを行ったときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図４】図３の本発明の第１の実施例の後群繰り出しによる撮影光学系の特性と比較するために物体距離が１ｍで且つ全体繰り出しでピント合わせを行ったときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る撮影光学系の構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図６】図５に示す本発明の第２の実施例による撮影光学系の物体距離が無限遠のときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図７】図５に示す本発明の第２の実施例による撮影光学系の物体距離が１ｍで且つ本発明による後群繰り出しでピント合わせを行ったときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図８】図７の本発明の第２の実施例の後群繰り出しによる撮影光学系の特性と比較するために物体距離が１ｍで且つ全体繰り出しでピント合わせを行ったときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図９】本発明の第３の実施例に係る撮影光学系の構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図１０】図９に示す本発明の第３の実施例による撮影光学系の物体距離が無限遠のときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図１１】図９に示す本発明の第３の実施例による撮影光学系の物体距離が１ｍで且つ本発明による後群繰り出しでピント合わせを行ったときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図１２】図１１の本発明の第３の実施例の後群繰り出しによる撮影光学系の特性と比較するために物体距離が１ｍで且つ全体繰り出しでピント合わせを行ったときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図１３】本発明の第４の実施例に係る撮影光学系の構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図１４】図１３に示す本発明の第４の実施例による撮影光学系の物体距離が無限遠のときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図１５】図１３に示す本発明の第４の実施例による撮影光学系の物体距離が１ｍで且つ本発明による後群繰り出しでピント合わせを行ったときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図１６】図１５の本発明の第４の実施例の後群繰り出しによる撮影光学系の特性と比較するために物体距離が１ｍで且つ全体繰り出しでピント合わせを行ったときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図１７】本発明の第５の実施例に係る撮影光学系の構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図１８】図１７に示す本発明の第５の実施例による撮影光学系の物体距離が無限遠のときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図１９】図１７に示す本発明の第５の実施例による撮影光学系の物体距離が１ｍで且つ本発明による後群繰り出しでピント合わせを行ったときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図２０】図１９の本発明の第５の実施例の後群繰り出しによる撮影光学系の特性と比較するために物体距離が１ｍで且つ全体繰り出しでピント合わせを行ったときの球面収差、非点収差、そして歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図２１】撮影光学系として本発明の撮影光学系を含むディジタルカメラの要部の構成を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
ＧＦ  前群光学系
ＧＲ  後群光学系
Ｅ１〜Ｅ６  第１レンズ〜第６レンズ
ＦＡ  絞り
Ｐ１，Ｐ２  平行平板ガラス（光学フィルタ等)
１０１  撮影レンズユニット
１０２  レリーズボタン
１０４  光学ファインダ
１０５  液晶表示部
１０６  液晶モニタ
１０７  メインスイッチ
【図１】
2006349920.tif 000014
【図２】
2006349920.tif 000015
【図３】
2006349920.tif 000016
【図４】
2006349920.tif 000017
【図５】
2006349920.tif 000018
【図６】
2006349920.tif 000019
【図７】
2006349920.tif 000020
【図８】
2006349920.tif 000021
【図９】
2006349920.tif 000022
【図１０】
2006349920.tif 000023
【図１１】
2006349920.tif 000024
【図１２】
2006349920.tif 000025
【図１３】
2006349920.tif 000026
【図１４】
2006349920.tif 000027
【図１５】
2006349920.tif 000028
【図１６】
2006349920.tif 000029
【図１７】
2006349920.tif 000030
【図１８】
2006349920.tif 000031
【図１９】
2006349920.tif 000032
【図２０】
2006349920.tif 000033
【図２１】
2006349920.tif 000034