(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、負の第１レンズ群と、正の第２レンズ群から構成される単焦点の撮像光学系において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に開口絞りを配置し、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、
正の第１Ｆレンズ群と、負の第１Ｒレンズ群からなり、前記第１Ｆレンズ群は、正の単レンズからなり、
前記第１Ｒレンズ群は、負メニスカスレンズ、少なくとも１枚の正レンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、正の第２Ｆレンズ群と、正の第２Ｒレンズ群からなり、
前記第２Ｆレンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズが接合されてなる、正の接合レンズからなり、
撮像光学系を構成する全レンズがガラス球面レンズであり、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、
物体側に凸面を向けた正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
物体側に凸面を向けた正レンズからなり、
前記第２Ｒレンズ群は、物体側から順に、
像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた正レンズからなり、
全系のｄ線に対する焦点距離：ｆ、前記第１Ｆレンズ群の焦点距離：ｆ１Ｆ、前記第１Ｒレンズ群の焦点距離：ｆ１Ｒが、下記条件式（１）、（２）：
（１）２．５＜ｆ１Ｆ／ｆ＜７．１
（２）−３．７＜ｆ１Ｒ／ｆ＜−０．８
を満足することを特徴とする撮像光学系。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像光学系において、
前記第２Ｆレンズ群内の、前記負レンズと前記正レンズが、物体側に凹面、像側に凸面を向けて接合してなる接合レンズで構成され、全系のｄ線に対する焦点距離：ｆ、前記第２Ｆレンズ群の焦点距離：ｆ２Ｆが、下記条件式（３）：
（３）２．０＜ｆ２Ｆ／ｆ＜１２．６
を満足することを特徴とする撮像光学系。
【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、
全系のｄ線に対する焦点距離：ｆ、前記第１レンズ群の物体側のレンズ面から像面までの距離：Ｌが、条件式（４）：
（４）２．９＜Ｌ／ｆ＜４．６
を満足することを特徴とする撮像光学系。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像光学系を含むことを特徴とするカメラ装置。
【請求項５】
請求項４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６】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の撮像光学系を有する車載カメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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車載カメラ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像光学系とエリアセンサを用いた撮像装置において、監視カメラ、製造ラインの工程監視用カメラ、車載カメラなどが、実用化され需要が増加しつつある。
これらの撮像カメラは、対象となる物体の識別を行うセンシング用途に用いられ、例えば、車載カメラでは、走行車両の位置や路面状態の認識をするための性能が求められる。そのため、結像レンズは、比較的小さい物の識別や、比較的遠方での状況を的確に観察できるよう、高解像度であることが必要とされる。
また、レンズ性能としては、特に、センシング対象となる物体の大きさや、形状などの情報をより正確に取得することが求められるため、画角がある程度広いレンズであっても、光学的に歪曲収差が良好に補正されていることが必要となる。高解像度、低ディストーションであることに加え、夜などの暗い環境においても良好な撮像認識を可能とするために、Ｆナンバが小さい大口径であることがさらに求められる。また、一般にセンシング用途の撮像装置は、小型で目立たないことが望まれる。さらには、車載用や監視用に用いられる撮像光学系は、屋外で使用される機会が多いため、温度や使用環境中の変動に対して耐久性が高いことが好ましい。
【０００３】
センシング用途の撮像レンズでは、レトロフォーカスタイプの撮像レンズが用いられており、このレトロフォーカスタイプの撮像レンズによれば、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スペースを確保することができる。レトロフォーカスタイプを実現できる撮像レンズとしては、特許文献１（特許第４６６７２６９号公報）、特許文献２（特許第５４１８７４５号公報）、特許文献３（特開２０１２−２２０７４１号公報）等により知られている。
しかしながら、特許文献１に開示のものは、低ディストーションであり、性能的には優れているが、十分にＦｎｏが確保できていない。また、焦点距離が長く、小型センサで十分な画角が得られない。コンパクト性の面で必ずしも十分とは言えない。
特許文献２に開示のものは、レトロフォーカス系であり、低ディストーションを満たしているが、焦点距離が長く、小型センサで十分な画角が得られない。コンパクト性の面で必ずしも十分とは言えない。
耐環境性に優れ、コンパクトに実現できるものは、特許文献３等により知られている。しかしながら、この特許文献３に開示のものは、性能的には優れているが十分にバックフォーカスが確保できておらず、また、歪曲収差が残存しており、十分に低ディストーションを実現しているとは言い難い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、
低ディストーションを実現できる新規な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】
【０００５】
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、
物体側から順に、負の第１レンズ群と、正の第２レンズ群から構成される単焦点の撮像光学系において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に開口絞りを配置し、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、
正の第１Ｆレンズ群と、負の第１Ｒレンズ群からなり、前記第１Ｆレンズ群は、正の単レンズからなり、
前記第１Ｒレンズ群は、負メニスカスレンズ、少なくとも１枚の正レンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、正の第２Ｆレンズ群と、正の第２Ｒレンズ群からなり、
前記第２Ｆレンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズが接合されてなる、正の接合レンズからなり、
撮像光学系を構成する全レンズがガラス球面レンズであり、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、
物体側に凸面を向けた正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
物体側に凸面を向けた正レンズからなり、
前記第２Ｒレンズ群は、物体側から順に、
像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた正レンズからなり、
全系のｄ線に対する焦点距離：ｆ、前記第１Ｆレンズ群の焦点距離：ｆ１Ｆ、前記第１Ｒレンズ群の焦点距離：ｆ１Ｒが、下記条件式（１）、（２）：
（１）２．５＜ｆ１Ｆ／ｆ＜７．１
（２）−３．７＜ｆ１Ｒ／ｆ＜−０．８
を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の記載の発明によれば、
物体側から順に、負の第１レンズ群と、正の第２レンズ群から構成される単焦点の撮像光学系において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に開口絞りを配置し、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、
正の第１Ｆレンズ群と、負の第１Ｒレンズ群からなり、前記第１Ｆレンズ群は、正の単レンズからなり、
前記第１Ｒレンズ群は、負メニスカスレンズ、少なくとも１枚の正レンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、正の第２Ｆレンズ群と、正の第２Ｒレンズ群からなり、
前記第２Ｆレンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズが接合されてなる、正の接合レンズからなり、
撮像光学系を構成する全レンズがガラス球面レンズであり、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、
物体側に凸面を向けた正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
物体側に凸面を向けた正レンズからなり、
前記第２Ｒレンズ群は、物体側から順に、
像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた正レンズからなり、
全系のｄ線に対する焦点距離：ｆ、前記第１Ｆレンズ群の焦点距離：ｆ１Ｆ、前記第１Ｒレンズ群の焦点距離：ｆ１Ｒが、下記条件式（１）、（２）：
（１）２．５＜ｆ１Ｆ／ｆ＜７．１
（２）−３．７＜ｆ１Ｒ／ｆ＜−０．８
を満足することにより、
十分にバックフォーカスを確保しつつ、低ディストーションを確保し得る撮像光学系を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る実施例１の撮像光学系の光学配置図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る実施例２の撮像光学系の光学配置図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る実施例３の撮像光学系の光学配置図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る実施例４の撮像光学系の光学配置図である。
【図５】図１に示す本発明の実施例１に係る撮像光学系の収差曲線図である。
【図６】図２に示す本発明の実施例２に係る撮像光学系の収差曲線図である。
【図７】図３に示す本発明の実施例３に係る撮像光学系の収差曲線図である。
【図８】図４に示す本発明の実施例４に係る撮像光学系の収差曲線図である。
【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、即ち、被写体である物体側から見た斜視図である。
【図１０】図９のデジタルカメラの外観構成を背面側、即ち、撮影者側から見た斜視図である。
【図１１】図９および図１０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】
【０００８】
以下、本発明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、カメラ装置および車載カメラ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、先ず、本発明の原理的な撮像光学系の実施の形態を説明する。
本発明の撮像光学系は、車載カメラ装置、監視カメラ、製造ラインの工程監視用カメラなどのセンシング用途の撮像装置に用いられる撮像レンズ系として使用可能な撮像光学系であって、以下の特徴を有する。
物体側から順に、負の第１レンズ群と、正の第２レンズ群から構成される単焦点の撮像光学系において、物体側から順に、負の第１レンズ群と、開口絞り、正の第２レンズ群から構成され、
第１レンズ群は、物体側から順に、
１枚のレンズ（単レンズ）により構成され、正のパワーを有する第１Ｆレンズ群と、
物体側に凸の負メニスカスレンズと、少なくとも１枚の正レンズから構成され、全体として負のパワーを有する第１Ｒレンズ群からなり、
第２レンズ群は、物体側から順に、
負レンズ、正レンズが、正の接合レンズとして接合されてなる第２Ｆレンズ群と、
少なくとも１枚の正レンズからなる第２Ｒレンズ群からなる。
撮像光学系を構成する全レンズが、ガラス球面レンズであり、
第１レンズ群は、物体側から順に、
物体側に凸面を向けた正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
物体側に凸面を向けた正レンズからなり、
第２Ｒレンズ群は、物体側から順に、
像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた正レンズからなり、
全系のｄ線に対する焦点距離：ｆ、前記第１Ｆレンズ群の焦点距離：ｆ１Ｆ、前記第１Ｒレンズ群の焦点距離：ｆ１Ｒが、下記条件式（１）、（２）：
（１）２．５＜ｆ１Ｆ／ｆ＜７．１
（２）−３．７＜ｆ１Ｒ／ｆ＜−０．８
を満足する（以上、請求項１に対応する）。
【０００９】
また、本発明の撮像光学系は、
第２Ｆレンズ群内の、負レンズと正レンズが、
物体側に凹面、像側に凸面を向けて互いに密接して貼り合わせられて一体に接合してなる接合レンズで構成され、
全系のｄ線に対する焦点距離：ｆ、第２Ｆレンズ群の焦点距離：ｆ２Ｆが、条件：
（３）２．０＜ｆ２Ｆ／ｆ＜１２．６
を満足することが望ましい（請求項２に対応する）。
【００１０】
また、本発明の撮像光学系は、
全系のｄ線に対する焦点距離：ｆ、第１レンズ群の物体側のレンズ面から像面までの距離：Ｌが、条件：
（４）２．９＜Ｌ／ｆ＜４．６
を満足することが望ましい（請求項３に対応する）。
尚、上記第１レンズ群の物体側の面から像面までの距離Ｌは、空気換算長でなく、実長である。
また、本発明の撮像光学系を含むカメラ装置を構成することができる（請求項４に対応する）。
また、上記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ように構成することができる（請求項５に対応する）。
前述の如く、本発明の撮像光学系は、レトロフォーカスタイプに類するものである。
【００１１】
一般に、レトロフォーカス型の撮像光学系は、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。絞りに対して、物体側の前群（第１レンズ群）に負のパワーのレンズ群、像側の後群（第２レンズ群）に正のパワーのレンズ群を配置したものであり、全体として非対称なパワー構成となる。そのため、歪曲収差や倍率色収差等が発生しやすい。また、物体側の前群の負の屈折力を強くして、長いバックフォーカスを得ているため、諸収差の発生量が多くなり、バランス良く補正するのが難しい。
本発明の撮像光学系は、開口絞りを挟んで物体側に位置する負の第１レンズ群と、像側に位置する正の第２レンズ群とから構成されるレトロフォーカスタイプレンズにおいて、広画角で、大口径でありながら十分に小型で、低ディストーションを満たすことを実現している。
第１レンズ群は、全体としては負の屈折力を与える。
即ち、開口絞りよりも物体側に位置する第１レンズ群を全体として負として構成することで、比較的小さいサイズで、広い画角を実現している。
歪曲収差は、第１Ｆレンズ群と第１Ｒレンズ群とにより良好に補正される。第１レンズ群での歪曲収差のバランスをとるために、第１Ｆレンズ群として１枚の正レンズを最も物体側に配置した構成としている。第１Ｒレンズ群は、負の屈折力とすることで、大口径化により生じる球面収差を補正する機能をもっている。また、第１Ｒレンズ群は、負・正レンズ各１枚からなる構成として、比較的厚い正レンズを開口絞り近傍に配置することにより歪曲収差を補正している。
【００１２】
第２レンズ群は、全体としては、正の屈折力を与える。
第２Ｆレンズ群は、球面収差とともに色収差を補正する機能を有する。軸外収差に与える影響を小さく保ったまま全系で発生する球面収差を補正するために、負の球面収差を発生させる少なくとも１枚の負レンズを含ませている。また、第２Ｆレンズ群は、負レンズ、正レンズが接合されてなる正の接合レンズで構成され、軸上色収差を補正している。
第２Ｒレンズ群は、正の屈折力を持たせ、第２Ｒレンズ群より物体側のレンズ群で発生する諸収差を良好に補正する。また、第２Ｒレンズ群は、正の屈折力により射出瞳距離を確保している。
さらには、第２Ｒレンズ群は、像面側に凸の正メニスカスレンズを有することで、球面収差を抑制する効果を得ることができる。この第２Ｒレンズ群は、第２Ｒレンズ群より物体側のレンズ群で発生する諸収差を良好に補正する。第１レンズ群内の負レンズとの収差のやり取りバランスをとり、光軸から離れた軸外収差を抑制する効果がある。
本発明の撮像光学系の構成によれば、上述の通り、収差補正を行うことで良好な像性能を確保することが可能となる。
【００１３】
また、撮像光学系を車載用途とする場合、環境変動に対して信頼性の高い撮像光学系が求められる。高温となる使用環境で、プラスチックレンズを使用すると、プラスチック材料の線膨張係数が大きいため、レンズ面が変形して、所望の光学性能を満たさない場合がある。また、プラスチックレンズ面のコートクラックなどの劣化が生じやすい等の課題がある。
本発明の撮像光学系の構成によれば、全てのレンズがガラスレンズであることで、高温状態でもレンズ変形や膨張が小さく、使用環境変動に対して優れた信頼性を実現できる。
また、本発明の撮像レンズは、前述の如くレンズが配置された構成で、下記条件式（１）〜（４）を満足することが好ましい。
（１）  ２．５＜ｆ１Ｆ／ｆ＜７．１
（２）  −３．７＜ｆ１Ｒ／ｆ＜−０．８
（３）  ２．０＜ｆ２Ｆ／ｆ＜１２．６
（４）  ２．９＜Ｌ／ｆ＜４．６
上記条件式（１）は、撮像光学系全系の焦点距離に対する、第１Ｆレンズ群の正のパワーの適正範囲を規定している。条件式（１）の上限を超えると、第１Fレンズ群の正のパワーが相対的に弱くなり、撮像光学系全体での非点収差と歪曲収差が増大し易くなる。また、第１Ｆレンズ群の正レンズ径が大きくなりやすく、撮像光学系全長の短縮化も難しくなる。
【００１４】
第１レンズ群の正のパワーが強くなると、十分なバックフォーカスを確保することができなくなる。
条件式（１）の下限値を下回ると、第１Ｆレンズ群の正のパワーが相対的に強くなり、撮像光学系全体で、特に非点収差と歪曲収差の補正が難しくなる。相対的に第１Ｒレンズ群内の負のパワーが強くなると、バックフォーカスは充分に確保できるが、球面収差、像面湾曲及び歪曲収差を充分に補正できなくなる。
条件式（２）は、撮像光学系全系の焦点距離に対する、第１Ｒレンズ群の負のパワーの適正範囲を規定している。
条件式（２）の上限を超えると、第１Ｒレンズ群の負のパワーが相対的に強くなり、球面収差と歪曲収差が増大しやすい。また、第１Ｆレンズ群とのバランスを取り難くなり歪曲補正が増大しやすい。
条件式（２）の下限値を下回ると、第１Ｒレンズ群の負のパワーが相対的に弱くなり、やはり収差のバランスをとり難くなり、球面収差、歪曲収差が増大しやすい。
一方、第２Ｆレンズ群は、物体側に凹面の負レンズ、像側に凸面の正レンズが接合してなる接合レンズで構成され、全体として正のパワーを有する。よりパワーの強い正レンズを低分散でアッベ数が大きい硝材とし、パワーの劣る負レンズを高分散でアッベ数の小さい硝材とすることで、全体として軸上色収差を補正している。
【００１５】
条件式（３）は、撮像光学系全系の焦点距離に対する、第２Ｆレンズ群の正のパワーの適正範囲を規定している。条件式（３）の下限値を下回ると、第２Ｆレンズ群の正のパワーが相対的に強くなり、撮像光学系全体で、他群との収差のバランスをとり難くなり、球面収差が増大し、また軸上・倍率色収差も増大し、収差補正ができなくなる。
条件式（３）の上限値を超えると、第２Ｆレンズ群の正のパワーが相対的に弱くなり、やはり撮像レンズ全体での収差のバランスをとり難くなる。第２レンズ群内の収差バランスをとるため、第２Ｒレンズ群の正のパワーが強くなりやすく、球面収差が増大し、他のレンズ群との収差のバランスをとり難くなる。また軸上・倍率色収差も増大し、収差補正が難しくなる。また、第２Ｒレンズ群の射出瞳調整の機能が減少し、十分なバックフォーカスを確保することができなくなる。
条件式（４）は、撮像光学系全系の焦点距離に対する光学系全長（第１レンズ群の物体側のレンズ端面から像面までの距離）の適正範囲を規定している。
条件式（４）の上限値を超えると、収差は補正しやすくなるが、色収差と横収差の補正が難くなる。
光学全長Ｌが長くなるため、撮像光学系全体の小型化が難しくなる。
条件式（４）の下限値を下回ると、全系の屈折力が大きくなり、
球面収差と歪曲収差の難易が困難になり、所望の像性能を得られない。
【００１６】
本発明の撮像光学系の構成によれば、上述の通り、収差補正を行うことで良好な像性能を確保し、十分に小型でありながら、半画角３０度程度の広画角、Ｆ２．０程度の大口径とすることが可能であり、１％程度の低ディストーションを保ち、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可能となる。
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および実施例４は、本発明の第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態および第４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５の実施の形態は、実施例１〜実施例４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監視用カメラの実施の形態である。
図１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２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３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４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。
【００１７】
実施例２および実施例３の各実施例の撮像光学系としての結像レンズにおいて、第２Ｒレンズ群の像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である。実施例１〜４の各実施例の撮像レンズにおいて、結像面の直前に配置された薄い平行平板は、ＣＭＯＳセンサ等の受光素子のカバーガラス（シールガラス）ＣＧを想定したものである。
実施例１〜実施例４の各実施例の収差は、高いレベルで補正されている。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３０度程度の広角で、Ｆ値がＦ２．０程度と大口径であって、しかも、レンズ全長およびレンズ径において十分に小型化を達成し、且つ１％程度の低ディストーションを保ち、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４の各実施例より明らかである。
【００１８】
実施例１〜実施例４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
Ｆｎｏ：Ｆ値（Ｆナンバ）
ω：半画角
ｒ：曲率半径
ｄ：面間隔
Ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例１の撮像光学系の光学配置図を示している。
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、開口絞りＳ、第４レンズＬ４、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４レンズＬ４と第５レンズＬ５は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる６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〜第３レンズＬ３により第１レンズ群１Ｇを構成している。第４レンズＬ４〜第７レンズＬ７により第２レンズ群２Ｇを構成している。そして第１レンズＬ１により、正の屈折力を有する第１Ｆレンズ群１ＦＧを構成している。
そして、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３により負の屈折力を有する第１Ｒレンズ群１ＲＧを構成している。
そして、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とにより正の屈折力を有する第２Ｆレンズ群２ＦＧを構成している。さらに、第６レンズＬ６と第７レンズＬ７により、正の屈折力を有する第２Ｒレンズ群２ＲＧを構成している。
【００２０】
つまり、図１に示す結像光学系は、これら第１Ｆレンズ群１ＦＧ、第１Ｒレンズ群１ＲＧ、開口絞りＳ、第２Ｆレンズ群２ＦＧおよび第２Ｒレンズ群２ＲＧを、物体側から像側に向かって、順次、配置した構成としている。
詳細には、第１レンズ群１Ｇは、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第１レンズＬ１、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２レンズＬ２、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第３レンズＬ３を配置して負の屈折力を示すように構成している。
第１レンズ群１Ｇと第２レンズ群２Ｇとの間には、開口絞りＳを配置している。
第２レンズ群２Ｇは、物体側から像側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状をなす負レンズからなる第４レンズＬ４と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第５レンズＬ５と、像面側に凸面を向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第６レンズＬ６と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第７レンズＬ７を配置して、正の屈折力を示すように構成している。
【００２１】
第２Ｆレンズ群２ＦＧの第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わさ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。尚、第２レンズ群２Ｇの後方には、カバーガラスＣＧを配置している。
また、図５に、実施例１に係る撮像光学系が、無限遠物体に合焦した状態の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５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。
図１には、撮像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〜図４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＝５．７０、Ｆｎｏ＝１．９、ω＝２７．８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ｒ、隣接する光学面の面間隔ｄ、屈折率Ｎｄ、アッベ数νｄ等の光学特性は、次表１の通りである。
【００２２】
【表１】
0006372744.tif 000002
【００２３】
この実施例１の場合、上記条件式（１）〜（４）に対応する値は、
条件式（１）：ｆ１Ｆ／ｆ＝３．４８
条件式（２）：ｆ１Ｒ／ｆ＝−１．７３
条件式（３）：ｆ２Ｆ／ｆ＝２．７４
条件式（４）：Ｌ／ｆ＝３．４２
であり、いずれも上記構成要件（１）〜（４）の範囲内である。
【実施例２】
【００２４】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る実施例２の撮像光学系の光学配置図を示している。
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２に示すように、物体側から像側に向かって、順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、開口絞りＳ、第４レンズＬ４、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４レンズＬ４と第５レンズＬ５は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる６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〜第３レンズＬ３により第１レンズ群１Ｇを構成している。第４レンズＬ４〜第７レンズＬ７により第２レンズ群２Ｇを構成している。そして第１レンズＬ１により、正の屈折力を有する第１Ｆレンズ群１ＦＧを構成している。
そして、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３により負の屈折力を有する第１Ｒレンズ群１ＲＧを構成している。
【００２５】
そして、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とにより正の屈折力を有する第２Ｆレンズ群２ＦＧを構成している。さらに、第６レンズＬ６と第７レンズＬ７により、正の屈折力を有する第２Ｒレンズ群２ＲＧを構成している。
つまり、図２に示す結像光学系は、これら第１Ｆレンズ群１ＦＧ、第１Ｒレンズ群１ＲＧ、開口絞りＳ、第２Ｆレンズ群２ＦＧおよび第２Ｒレンズ群２ＲＧを、物体側から像側に向かって、順次、配置した構成としている。
詳細には、第１レンズ群１Ｇは、物体側から像側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第１レンズＬ１、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２レンズＬ２、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第３レンズＬ３を配置して負の屈折力を示すように構成している。
第１レンズ群１Ｇと第２レンズ群２Ｇとの間には、開口絞りＳを配置している。
第２レンズ群２Ｇは、物体側から像側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状をなす負レンズからなる第４レンズＬ４と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第５レンズＬ５と、像面側に凸面を向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第６レンズＬ６と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第７レンズＬ７を配置して、正の屈折力を示すように構成している。
【００２６】
第２Ｆレンズ群２ＦＧの第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わさ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。尚、第２レンズ群２Ｇの後方には、平行平板をなすフィルタＦが配置され、さらに、その像面側には、カバーガラスＣＧを配置している。
また、図６に、実施例２に係る撮像光学系が、無限遠物体に合焦した状態の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。
図２には、撮像光学系における各光学面の面番号も示している。
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＝５．３６、Ｆｎｏ＝１．９、ω＝２９．４であり、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ｒ、隣接する光学面の面間隔ｄ、屈折率Ｎｄ、アッベ数νｄ等の光学特性は、次表２の通りである。
【００２７】
【表２】
0006372744.tif 000003
【００２８】
この実施例２の場合、上記条件式（１）〜（４）に対応する値は、
条件式（１）：ｆ１Ｆ／ｆ＝３．４６
条件式（２）：ｆ１Ｒ／ｆ＝−１．３４
条件式（３）：ｆ２Ｆ／ｆ＝３．１１
条件式（４）：Ｌ／ｆ＝３．５９
であり、いずれも上記構成要件（１）〜（４）の範囲内である。
【実施例３】
【００２９】
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る実施例３の撮像光学系の光学配置図を示している。
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３に示すように、物体側から像側に向かって、順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、開口絞りＳ、第４レンズＬ４、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４レンズＬ４と第５レンズＬ５は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる６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〜第３レンズＬ３により第１レンズ群１Ｇを構成している。第４レンズＬ４〜第７レンズＬ７により第２レンズ群２Ｇを構成している。そして第１レンズＬ１により、正の屈折力を有する第１Ｆレンズ群１ＦＧを構成している。
そして、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３により負の屈折力を有する第１Ｒレンズ群１ＲＧを構成している。
そして、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とにより正の屈折力を有する第２Ｆレンズ群２ＦＧを構成している。さらに、第６レンズＬ６と第７レンズＬ７により、正の屈折力を有する第２Ｒレンズ群２ＲＧを構成している。
【００３０】
つまり、図３に示す結像光学系は、これら第１Ｆレンズ群１ＦＧ、第１Ｒレンズ群１ＲＧ、開口絞りＳ、第２Ｆレンズ群２ＦＧおよび第２Ｒレンズ群２ＲＧを、物体側から像側に向かって、順次、配置した構成としている。
詳細には、第１レンズ群１Ｇ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正メニスカス形状をなす正レンズからなる第１レンズＬ１、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２レンズＬ２、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第３レンズＬ３を配置して負の屈折力を示すように構成している。
第１レンズ群１Ｇと第２レンズ群２Ｇとの間には、開口絞りＳを配置している。
第２レンズ群２Ｇは、物体側から像側に向かって、順次、物体側に像面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４レンズＬ４と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第５レンズＬ５と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第６レンズＬ６と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第７レンズＬ７を配置して、正の屈折力を示すように構成している。
【００３１】
第２Ｆレンズ群２ＦＧの第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わさ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。尚、第２レンズ群２Ｇの後方には、平行平板をなすフィルタＦが配置され、さらにその像面側には、カバーガラスＣＧを配置している。
また、図７に、実施例３に係る撮像光学系が、無限遠物体に合焦した状態の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７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。
図３には、撮像光学系における各光学面の面番号も示している。
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＝５．５１、Ｆｎｏ＝２．１、ω＝２８．７であり、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ｒ、隣接する光学面の面間隔ｄ、屈折率Ｎｄ、アッベ数νｄ等の光学特性は、次表３の通りである。
【００３２】
【表３】
0006372744.tif 000004
【００３３】
この実施例３の場合、上記条件式（１）〜（４）に対応する値は、
条件式（１）：ｆ１Ｆ／ｆ＝３．４８
条件式（２）：ｆ１Ｒ／ｆ＝−１．８９
条件式（３）：ｆ２Ｆ／ｆ＝８．２１
条件式（４）：Ｌ／ｆ＝３．９９
であり、いずれも上記構成要件（１）〜（４）の範囲内である。
【実施例４】
【００３４】
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る実施例４の撮像光学系の光学配置図を示している。
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４に示すように、物体側から像側に向かって、順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、開口絞りＳ、第４レンズＬ４、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４レンズＬ４と第５レンズＬ５は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる６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〜第３レンズＬ３により第１レンズ群１Ｇを構成している。第４レンズＬ４〜第７レンズＬ７により第２レンズ群２Ｇを構成している。そして第１レンズＬ１により、正の屈折力を有する第１Ｆレンズ群１ＦＧを構成している。
そして、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３により負の屈折力を有する第１Ｒレンズ群１ＲＧを構成している。
そして、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とにより正の屈折力を有する第２Ｆレンズ群２ＦＧを構成している。さらに、第６レンズＬ６と第７レンズＬ７により、正の屈折力を有する第２Ｒレンズ群２ＲＧを構成している。
【００３５】
つまり、図４に示す結像光学系は、これら第１Ｆレンズ群１ＦＧ、第１Ｒレンズ群１ＲＧ、開口絞りＳ、第２Ｆレンズ群２ＦＧおよび第２Ｒレンズ群２ＲＧを、物体側から像側に向かって、順次、配置した構成としている。
詳細には、第１レンズ群１Ｇは、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第１レンズＬ１、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２レンズＬ２、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第３レンズＬ３を配置して負の屈折力を示すように構成している。
第１レンズ群１Ｇと第２レンズ群２Ｇとの間には、開口絞りＳを配置している。
第２レンズ群２Ｇは、物体側から像側に向かって、順次、物体側に像面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４レンズＬ４と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第５レンズＬ５と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第６レンズＬ６と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第７レンズＬ７を配置して、正の屈折力を示すように構成している。
【００３６】
第２Ｆレンズ群２ＦＧの第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わさ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。尚、第２レンズ群２Ｇの後方の像面の直前には、カバーガラスＣＧを配置している。
また、図８に、実施例４に係る撮像光学系が、無限遠物体に合焦した状態の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。
図４には、撮像光学系における各光学面の面番号も示している。
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＝５．５１、Ｆｎｏ＝２．２、ω＝２８．８であり、この実施例４における各光学要素における光学面の曲率半径ｒ、隣接する光学面の面間隔ｄ、屈折率Ｎｄ、アッベ数νｄ等の光学特性は、次表４の通りである。
【００３７】
【表４】
0006372744.tif 000005
【００３８】
この実施例４の場合、上記条件式（１）〜（４）に対応する値は、
条件式（１）：ｆ１Ｆ／ｆ＝６．７４
条件式（２）：ｆ１Ｒ／ｆ＝−２．７０
条件式（３）：ｆ２Ｆ／ｆ＝４．０７
条件式（４）：Ｌ／ｆ＝３．８１
であり、いずれも上記構成要件（１）〜（４）の範囲内である。
【００３９】
〔第５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４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５の実施の形態に係るカメラ装置や車載カメラ装置としてのデジタルカメラについて図９〜図１１を参照して説明する。図９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１０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１１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、車載カメラ装置、監視カメラ装置、製造ライン工程監視用カメラ装置、など、高解像度、低ディストーション、広画角、大口径が要求されるものに好適である。
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。
【００４０】
図９〜図１１に示すように、デジタルカメラは、撮像光学系としての撮像レンズ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１１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像レンズ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、撮像レンズ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。この撮像レンズ１として、上述した第１〜第４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４または請求項６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５に対応する）。
【００４１】
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。
撮像レンズ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。
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。
【００４２】
上述のようなデジタルカメラ（カメラ装置）または車載カメラ装置には、既に述べた通り、第１〜第４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像レンズ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、半画角が３０度以上と十分に広画角でありながら、Ｆナンバが２．０程度以下の大口径であり、１％程度の低ディストーションを保ち、高画質でカメラ（カメラ装置）または車載カメラ装置を実現することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１Ｇ  第１レンズ群
１ＦＧ  第１Ｆレンズ群
１ＲＧ  第１Ｒレンズ群
２Ｇ  第２レンズ群
２ＦＧ  第２Ｆレンズ群
２ＲＧ  第２Ｒレンズ群
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
ＣＧ  カバーガラス
１  撮像レンズ
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
９  メモリカードスロット
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】
【００４４】
【特許文献１】特許第４６６７２６９号公報
【特許文献２】特許第５４１８７４５号公報
【特許文献３】特開２０１２−２２０７４１号公報
【図１】
0006372744.tif 000006
【図２】
0006372744.tif 000007
【図３】
0006372744.tif 000008
【図４】
0006372744.tif 000009
【図５】
0006372744.tif 000010
【図６】
0006372744.tif 000011
【図７】
0006372744.tif 000012
【図８】
0006372744.tif 000013
【図９】
0006372744.tif 000014
【図１０】
0006372744.tif 000015
【図１１】
0006372744.tif 000016