(57)【要約】【課題】小型で高性能な結像光学系及びそれを用いた撮像装置。【解決手段】結像光学系とその像側に配された撮像素子を備えた撮像装置において、結像光学系が、物体側から順に、両凸形状の第１正レンズＬ１、第２負レンズＬ２、第３正レンズＬ３、メニスカス形状の第４正レンズＬ４からなり、ｆ１  は第１正レンズの焦点距離、Ｉｈは結像光学系の最大像高とするとき、以下の条件式を満たす。０．  ５＜ｆ１  ／Ｉｈ＜１．  ８                            ・・・（１）【選択図】        図１
2005004028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像光学系とその像側に配された撮像素子を備えた撮像装置において、
前記結像光学系が、物体側から順に、両凸形状の第１正レンズ、第２負レンズ、第３正レンズ、メニスカス形状の第４正レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像装置。
０．  ５＜ｆ１  ／Ｉｈ＜１．  ８                            ・・・（１）
ただし、ｆ１  は第１正レンズの焦点距離、Ｉｈは結像光学系の最大像高である。
【請求項２】
物体側から順に、両凸形状の第１正レンズ、第２負レンズ、第３正レンズ、第４正レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とする結像光学系。
−２．  ０＜ｆ２  ／ｆ＜−０．  ６５                        ・・・（２）
ただし、ｆ２  は第２負レンズの焦点距離、ｆは結像光学系の焦点距離である。
【請求項３】
結像光学系とその像側に配された撮像素子を備えた撮像装置において、
前記結像光学系が、請求項２記載の結像光学系であることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
結像光学系とその像側に配された撮像素子を備えた撮像装置において、
前記結像光学系が、物体側から順に、両凸形状の第１正レンズ、第２負レンズ、第３正レンズ、第４正レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像装置。
−１８＜ｆ２３４  ／Ｉｈ＜−０．  ５                        ・・・（３）
ただし、ｆ２３４  は第２負レンズ乃至第４正レンズの合成焦点距離、Ｉｈは結像光学系の最大像高である。
【請求項５】
結像光学系とその像側に配された撮像素子を備えた撮像装置において、
前記結像光学系が、物体側から順に、両凸形状の第１正レンズ、第２負レンズ、第３正レンズ、第４正レンズからなり、前記第１正レンズの物体側に配された明るさ絞りを有し、以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像装置。
１．  ０＜ｆ３  ／Ｉｈ＜２．  ７                            ・・・（４）
ただし、ｆ３  は第３正レンズの焦点距離、Ｉｈは結像光学系の最大像高である。
【請求項６】
物体側から順に、両凸形状の第１正レンズ、第２負レンズ、第３正レンズ、第４正レンズからなり、前記第１正レンズの物体側に配された明るさ絞りを有し、以下の条件式を満たすことを特徴とする結像光学系。
−０．  ６＜ｆ／ｆ２３＜０．  １５                          ・・・（５）
ただし、ｆ２３は第２負レンズ乃至第３正レンズの合成焦点距離、ｆは結像光学系の焦点距離である。
【請求項７】
結像光学系とその像側に配された撮像素子を備えた撮像装置において、
前記結像光学系が、請求項６記載の結像光学系であることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記第２負レンズが両凹形状であることを特徴とする請求項１、３、４、５、７の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第３正レンズが両凸形状であることを特徴とする請求項１、３、４、５、７の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第３正レンズが像側に凸面を向けたメニスカス形状であることを特徴とする請求項１、３、４、５、７の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第１正レンズ乃至前記第２負レンズの合成屈折力が正であることを特徴とする請求項１、３、４、５、７の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記第２負レンズ乃至前記第４正レンズの合成屈折力が負であることを特徴とする請求項１、３、４、５、７の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項１３】
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１、３、５、７の何れか１項記載の撮像装置。
−１００＜ｆ２３４  ／Ｉｈ＜−０．  ５                      ・・・（６）
ただし、ｆ２３４  は第２負レンズ乃至第４正レンズの合成焦点距離、Ｉｈは結像光学系の最大像高である。
【請求項１４】
前記第１正レンズの物体側に明るさ絞りを配置したことを特徴とする請求項１、３、４の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記第１正レンズと前記第２負レンズとの間に明るさ絞りを配置したことを特徴とする請求項１、３、４の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項１６】
以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１、３、４、５、７の何れか１項記載の撮像装置。
０．  ５＜ｆ１２／ｆ＜３０                                ・・・（７）
ただし、ｆ１２は第１正レンズ乃至第２負レンズの合成焦点距離、ｆは結像光学系の焦点距離である。
【請求項１７】
以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１、３、４、５、７の何れか１項記載の撮像装置。
０．  ４＜ｆ１  ／ｆ３  ＜０．  ９                            ・・・（８）
ただし、ｆ１  は第１正レンズの焦点距離、ｆ３  は第３正レンズの焦点距離である。
【請求項１８】
以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１、３、４、５、７の何れか１項記載の撮像装置。
０．  ３＜ｆ１  ／ｆ３４＜０．  ９                            ・・・（９）
ただし、ｆ１  は第１正レンズの焦点距離、ｆ３４は第３正レンズ乃至第４レンズの合成焦点距離である。
【請求項１９】
以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１、３、４、５、７の何れか１項記載の撮像装置。
−０．  ９＜（ｒ１ｆ＋ｒ１ｒ）／（ｒ１ｆ−ｒ１ｒ）＜０．  ５      ・・・（１０）
ただし、ｒ１ｆは第１正レンズの物体側面光軸上曲率半径、ｒ１ｒは第１正レンズの像側面光軸上曲率半径である。
【請求項２０】
以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１、３、４、５、７の何れか１項記載の撮像装置。
１５°＜α＜４０°                                    ・・・（１１）
ただし、αは最大像高における主光線の像面への入射角度である。
【請求項２１】
以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１、３、４、５、７の何れか１項記載の撮像装置。
１．  ４＜ｎ１  ＜１．  ７                                        ・・・（１２）
ただし、ｎ１  は第１正レンズの屈折率である。
【請求項２２】
前記結像光学系が以下の条件を満たす少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１、３、４、５、７の何れか１項記載の撮像装置。
０．０１＜｜（ｒｓｐ＋ｒａｓｐ  ）／（ｒｓｐ−ｒａｓｐ  ）−１｜＜１００・・・（１３）
ただし、ｒｓｐは非球面の光軸上曲率半径、ｒａｓｐ  は非球面を考慮した曲率半径の中の光学有効範囲内で光軸上曲率半径との差が最も変化したときの値である。
【請求項２３】
請求項２２記載の撮像装置において、前記非球面を前記第２負レンズに設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２４】
請求項２２記載の撮像装置において、前記非球面を前記第３正レンズに設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２５】
請求項２２記載の撮像装置において、前記非球面を前記第４正レンズに設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２６】
前記結像光学系の第１正レンズが以下の条件を満たす少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１、３、４、５、７の何れか１項記載の撮像装置。
０．１＜｜（ｒｓｐ＋ｒａｓｐ  ）／（ｒｓｐ−ｒａｓｐ  ）−１｜＜２０・・・（１４）
ただし、ｒｓｐは非球面の光軸上曲率半径、ｒａｓｐ  は非球面を考慮した曲率半径の中の光学有効範囲内で光軸上曲率半径との差が最も変化したときの値である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結像光学系とそれを用いた撮像装置に関するものであり、特に、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子等を用いた例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話、パソコン、車に搭載される小型カメラ、監視カメラ等の撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、銀塩フィルムに代わり、ＣＣＤやＣＭＯＳのような固体撮像素子を用いて被写体を撮影するようにした電子カメラが普及してきている。このような電子カメラの中、携帯型コンピュータや携帯電話等に搭載される撮像装置では、特に小型、軽量化が求められている。
【０００３】
このような撮像装置に用いる結像光学系として、従来よりレンズ枚数を１枚若しくは２枚で構成したものがある。しかしながら、これらは、収差論で明らかなように、像面湾曲が補正できず高い性能は望めないことは既に知られている。そのため、高性能を満たすには３枚以上のレンズで構成することが必要である。
【０００４】
ところが、３枚で構成しても性能的な限界がある。例えば２００万画素程度の高画素ＣＣＤカメラに使用すると、非球面を多用しても性能が不十分になってしまうことがある。
【０００５】
そこで、さらに１枚増やして、４枚で構成することが考えられる。４枚で構成したレンズタイプとして、正、負、正、正とレンズが配置された逆エルノスタータイプが知られている。
【０００６】
逆エルノスタータイプの先行例としては、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６等が知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−１９９３１２号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平１−１２８０２５号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開平２−１３７８１２号公報
【００１０】
【特許文献４】
特開平５−４０２２０号公報
【００１１】
【特許文献５】
特開２０００−２８９１４号公報
【００１２】
【特許文献６】
特開２００１−２８１５３９号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これらの先行例は、次に示すように様々な問題点があった。
【００１４】
特許文献１のものは、非点格差が多少あり、さらに、メリジオナル方向の非点収差が最周辺において悪化しており、周辺性能は高くなかった。また、全長が大きく小型化も達成できていなかった。
【００１５】
特許文献２のものは、性能的には十分ではあるが、小型化は不十分であった。
【００１６】
特許文献３のものは、半画角が６．  ５°しかなく、小型化、高性能化であっても広角系のレンズが求められる本発明における機器に対しては、使用し難かった。
【００１７】
特許文献４のものは、像面湾曲がやや大きく周辺性能は余り高くはなかった。また、全長が大きく小型化も達成できていなかった。
【００１８】
特許文献５のものは、像面湾曲が大きいためサジタル像面が物体側に大きく倒れていた。また、小型化も十分とは言えなかった。
【００１９】
特許文献６のものは、非点格差が大きい上サジタル像面の収差の曲がりがあるため、周辺性能は高いとは言えなかった。また、小型化は不十分であった。
【００２０】
このように、従来の逆エルノスタータイプの先行例は、小型化と高性能化を同時に満たすものはなかった。
【００２１】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型で高性能な結像光学系及びそれを用いた撮像装置を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第１の撮像装置は、結像光学系とその像側に配された撮像素子を備えた撮像装置において、
前記結像光学系が、物体側から順に、両凸形状の第１正レンズ、第２負レンズ、第３正レンズ、メニスカス形状の第４正レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とするものである。
【００２３】
０．  ５＜ｆ１  ／Ｉｈ＜１．  ８                            ・・・（１）
ただし、ｆ１  は第１正レンズの焦点距離、Ｉｈは結像光学系の最大像高である。
【００２４】
以下に、本発明の第１の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【００２５】
最初に、レンズ枚数について説明する。画面中心から周辺まで高い性能を達成するためには、少なくとも３枚のレンズが必要なことは既に述べた。しかしながら、その中で最も性能が高いとされるトリプレットタイプ（物体側から、正レンズ、負レンズ、正レンズの順の配置）ですら、例えばサジタル方向の非点収差の曲がりは残ってしまう。そのため、周辺の像面が画面中間部では手前に、画面周辺部では奥に移動してしまい、共にボケた画像になってしまう。本発明のような高画素ＣＣＤにも対応できる光学系に使用するには、性能的に不十分である。そのため、本発明ではさらに１枚増やして高性能化を図る。
【００２６】
一方、ＣＣＤを用いたカメラの場合は、銀塩フィルム用とは異なり、光学設計に制限事項がある。結像レンズ系から射出された軸外光束が像面であるＣＣＤに対して余りに大きな角度で入射してしまうと、マイクロレンズの集光性能が十分に発揮されず、画像の明るさが画像中央部と画像周辺部で極端に変化するという問題が生じてしまう。そのため、ＣＣＤへの光線入射角を比較的小さくして設計しなければならない。
【００２７】
そこで、本発明では、高性能を望める４枚タイプで、さらにＣＣＤへの入射角を考慮して、物体側から順に、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズと配置した逆エルノスタータイプを採用する。すなわち、物体側に正レンズ、負レンズ、正レンズのトリプレットタイプを配置することにより、高い結像性能を保ちつつ、さらにその像側にレンズを配置してトリプレットの３枚による残存収差を補正して、かつ、最も像面側に正パワーを配置することにより、その収斂効果によりＣＣＤへの入射角を小さくして構成する。
【００２８】
さらに、本発明の目的である小型化と高性能化を同時に達成するために、本発明では第１正レンズに注目した。
【００２９】
まず、その構成について説明する。一般的に１枚の正レンズを考えたとき、一方の面が収斂作用、もう一方の面が発散作用で構成したメニスカス形状にすると、収差を打ち消すことができるので最も結像性能が良いとされる。ところが、例えば正メニスカスレンズの場合、一方の面は負パワーの効果になるのでもう一方の面は強い正パワーで構成する必要がある。そのため、レンズのパワーを余り強くすると、正パワーの曲率がきつくなって高次収差が発生しやすくなる。このようなレンズを先頭に配置してしまうと、その像側の光学系により収差が拡大されてしまうので補正が困難になってしまい、高性能は望めない。一方、本発明の逆エルノスタータイプでは、第１レンズのパワーを小さくしてしまうと、像面側に配置された第３レンズ、第４レンズで光学系のパワーを確保しようとするので、主点が像側に移動してしまい光学系が大型化してしまう。そのため、第１レンズの正パワーを強くするのが小型化に有利である。
【００３０】
そこで、本発明では、第１レンズを両面共収斂作用を持つ両凸レンズで構成する。これにより、第１レンズのパワーを２つの面に分割することにより高次収差の発生を抑えつつ、さらに、物体側の正レンズに強いパワーを配することにより光学系の主点を物体側に移動させることができ、小型化を達成することが可能になる。
【００３１】
このとき、第１正レンズは条件式（１）を満たす必要がある。
【００３２】
この条件式（１）の上限の１．  ８を越えると、第１正レンズのパワーが弱くなりすぎて小型化を満たせなくなってしまい、下限の０．  ５を越えると、第１正レンズのパワーが強くなりすぎて球面収差、コマ収差等が悪化してしまう。
【００３３】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【００３４】
０．  ７＜ｆ１  ／Ｉｈ＜１．  ７                        ・・・（１−１）
さらに好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【００３５】
０．  ９＜ｆ１  ／Ｉｈ＜１．  ６                        ・・・（１−２）
さらに、このとき、第４レンズの構成も適切に設定する必要がある。第１レンズは両面共収斂作用なので、第２レンズの負の発散作用との組み合わせで効果的に収差を補正している。第１レンズのパワーを強くしていくと、第２レンズだけでは収差補正がし切れなくなり、残存収差、特に周辺性能の劣化が激しくなり、本発明の広角化を十分に満たせなくなってくる。そのため、第４レンズをメニスカス形状にして一方の面を発散作用にして、その残存収差を補正する必要がある。
【００３６】
以上の構成により、小型化しても収差が十分補正された高性能な結像光学系を構成することが可能になる。
【００３７】
本発明の第２の結像光学系は、物体側から順に、両凸形状の第１正レンズ、第２負レンズ、第３正レンズ、第４正レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とするものである。
【００３８】
−２．  ０＜ｆ２  ／ｆ＜−０．  ６５                        ・・・（２）
ただし、ｆ２  は第２負レンズの焦点距離、ｆは結像光学系の焦点距離である。
【００３９】
本発明の第３の撮像装置は、結像光学系とその像側に配された撮像素子を備えた撮像装置において、
前記結像光学系が、第２の結像光学系であることを特徴とするものである。
【００４０】
以下に、本発明の第２の結像光学系、第３の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【００４１】
第１正レンズを両凸形状に構成したとき、両面共収斂作用なので、球面収差、コマ収差は残存してしまう。そのため、これを補正する発散作用の第２負レンズの構成が高性能化の点で重要になってくる。一方、小型化には光学系の主点を物体側に移動させる必要があるので、それを効果的に可能にする負レンズの配置、パワーが小型化の点でも重要になってくる。ところが、本発明の光学系には負レンズが１枚しかないので、この第２負レンズのパワーを適切に構成しないと、小型化と高性能化を十分に満たせなくなってしまう。よって、条件式（２）を満たす必要がある。
【００４２】
この条件式（２）の上限の−０．６５を越えると、第２負レンズのパワーが強くなりすぎて効果的に主点を物体側に移動させることができなくなって小型化が難しくなってしまい、下限の−２．０を越えると、第２負レンズのパワーが弱くなりすぎて第１レンズで発生する収差を補正し切れなくなり、特に球面収差、コマ収差、軸上色収差が悪化してしまう。
【００４３】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【００４４】
−１．６＜ｆ２  ／ｆ＜−０．  ７                      ・・・（２−１）
さらに好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【００４５】
−１．３＜ｆ２  ／ｆ＜−０．  ７５                    ・・・（２−２）
本発明の第４の撮像装置は、結像光学系とその像側に配された撮像素子を備えた撮像装置において、
前記結像光学系が、物体側から順に、両凸形状の第１正レンズ、第２負レンズ、第３正レンズ、第４正レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とするものである。
【００４６】
−１８＜ｆ２３４  ／Ｉｈ＜−０．  ５                        ・・・（３）
ただし、ｆ２３４  は第２負レンズ乃至第４正レンズの合成焦点距離、Ｉｈは結像光学系の最大像高である。
【００４７】
以下に、本発明の第４の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【００４８】
最も物体側に配置される第１正レンズに強いパワーを配することにより光学系の主点を物体側に移動させることができ、小型化が可能になることは既に述べた。ここでは、さらに効果的に小型化できる方法について説明する。
【００４９】
一般的に、焦点距離に対して全長を短くするには、テレフォトタイプを構成するのがよいことは知られている。逆エルノスタータイプでもそのように構成すれば小型化を効果的に達成できる。そこで、本発明では、第１レンズと第２レンズ〜第４レンズとでテレフォトタイプを構成する。すなわち、第２レンズ〜第４レンズの合成焦点距離を負にして構成する。ところが、第２レンズ〜第４レンズは２枚の正レンズと１枚の負レンズからなるので、余りその負パワーを強くしすぎると、正レンズのパワーを相対的に弱くしなければならなくなるので、収差補正効果が薄くなってしまうか、第２負レンズの収差発生量が大きくなって、高性能化が満たせなくなってしまう。よって、第２レンズ〜第４レンズの合成焦点距離は条件式（３）を満たす必要がある。
【００５０】
この条件式（３）の上限の−０．５を越えると、合成の負パワーが強くなりすぎて第３レンズ、第４レンズの補正効果が薄くなるか、第２負レンズのパワーが強くなりすぎて特に周辺性能のコマ収差、非点収差が悪化してしまい、下限の−１８を越えると、効果的に小型化できなくなってしまう。
【００５１】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【００５２】
−１５＜ｆ２３４  ／Ｉｈ＜−１．０                    ・・・（３−１）
さらに好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【００５３】
−１０＜ｆ２３４  ／Ｉｈ＜−１．５                    ・・・（３−２）
本発明の第５の撮像装置は、結像光学系とその像側に配された撮像素子を備えた撮像装置において、
前記結像光学系が、物体側から順に、両凸形状の第１正レンズ、第２負レンズ、第３正レンズ、第４正レンズからなり、前記第１正レンズの物体側に配された明るさ絞りを有し、以下の条件式を満たすことを特徴とするものである。
【００５４】
１．  ０＜ｆ３  ／Ｉｈ＜２．  ７                            ・・・（４）
ただし、ｆ３  は第３正レンズの焦点距離、Ｉｈは結像光学系の最大像高である。
【００５５】
以下に、本発明の第５の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【００５６】
まず、明るさ絞りの位置について説明する。撮像素子としてＣＣＤを用いる場合、結像レンズ系から射出された軸外光束が像面に対して余りに大きな角度で入射すると、マイクロレンズの集光性能が十分に発揮されず画像の明るさが画像中央部と画像周辺部で極端に変化するという問題が生じてしまう。そのため、ＣＣＤへの光線入射角、すなわち射出瞳位置が設計上重要である。枚数の少ない光学系の場合には、射出瞳位置をレンズで操作するのが難しくなるので、明るさ絞りの位置が重要になる。よって、この第５の撮像装置においては、ＣＣＤへの光線入射角を小さくするために明るさ絞りを最も物体側に配置する。特に逆エルノスタータイプで明るさ絞りを最も物体側に配置した場合、絞りに対して異符号のパワーを持つ第１正レンズと第２負レンズが像側に配置されるため、倍率色収差の補正が良好に行えるというメリットがある。
【００５７】
このとき、第３正レンズは明るさ絞りから遠く離れた位置に配置されるため、周辺の光線高が高くなり周辺性能の収差補正の役割を担う。さらに、前述した理由で、第１正レンズを両凸で構成したとき、第１正レンズは強いパワーを持つので第２負レンズも比較的強いパワーで正レンズで発生した収差を補正するが、第１正レンズの収差発生を完全には補正し切れない。そのため、第３正レンズは第１レンズ、第２レンズで発生した収差を補正する必要がある。しかしながら、そのとき、ここに余り強いパワーを与えすぎると、光学系の主点が像側に移動してしまうので全長が大きくなってしまう。そのため、第３正レンズは条件式（４）を満たすのがよい。
【００５８】
この条件式（４）の上限の２．７を越えると、第３正レンズのパワーが弱くなりすぎ周辺性能、特にコマ収差、非点収差が悪化してしまい、下限の１．０を越えると、第３正レンズのパワーが強くなりすぎて光学系を小型化し難くなる。
【００５９】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【００６０】
１．  ２＜ｆ３  ／Ｉｈ＜２．  ５                        ・・・（４−１）
さらに好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【００６１】
１．  ４＜ｆ３  ／Ｉｈ＜２．  ２                        ・・・（４−２）
本発明の第６の結像光学系は、物体側から順に、両凸形状の第１正レンズ、第２負レンズ、第３正レンズ、第４正レンズからなり、前記第１正レンズの物体側に配された明るさ絞りを有し、以下の条件式を満たすことを特徴とするものである。
【００６２】
−０．  ６＜ｆ／ｆ２３＜０．  １５                          ・・・（５）
ただし、ｆ２３は第２負レンズ乃至第３正レンズの合成焦点距離、ｆは結像光学系の焦点距離である。
【００６３】
本発明の第７の撮像装置は、結像光学系とその像側に配された撮像素子を備えた撮像装置において、
前記結像光学系が、第６の結像光学系であることを特徴とするものである。
【００６４】
以下に、本発明の第６の結像光学系、第７の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【００６５】
第１正レンズを両凸形状に構成したとき、両面共収斂作用なので、原理的に収差が残存してしまう。よって、第２負レンズの発散作用でそれを補正する必要がある。ところが、明るさ絞りが第１正レンズの物体側にあると、画面周辺の光線は第１正レンズと第２負レンズとで光線高が大きく異なってしまい、コマ収差、非点収差が十分に補正できない場合がある。そのため、第３レンズはこれらの収差補正の役割を強めておくのが好ましい。そこで、第３正レンズを一方が発散作用を持つようなメニスカス形状にして、両面で逆方向の収差補正作用を持たせるようにして効果的に収差補正を行う。
【００６６】
このとき、第２負レンズに対して第３正レンズのパワーを強くしてしまうと、光学系の主点が像側に移動してしまい小型化の達成が難しくなってしまう。したがって、第２レンズ〜第３レンズの合成焦点距離は条件式（５）を満たす必要がある。
【００６７】
この条件式（５）の上限の０．１５を越えると、小型化を達成するのが難しくなってきて、下限の−０．６を越えると、第２レンズのパワーが強くなりすぎるか、第３レンズのパワーが弱くなりすぎて、共にコマ収差、非点収差が悪化する。
【００６８】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【００６９】
−０．  ５＜ｆ／ｆ２３＜０．  １                        ・・・（５−１）
さらに好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【００７０】
−０．  ４＜ｆ／ｆ２３＜０                            ・・・（５−２）
本発明の第８の撮像装置は、第１、第３〜第５、第７の撮像装置において、前記第２負レンズが両凹形状であることを特徴とするものである。
【００７１】
本発明の第８の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【００７２】
逆エルノスタータイプは、４枚のレンズの中発散作用を持つ負レンズが一枚しかないので、この構成が全体の光学系の性能にとって重要である。小型化を図るときには、一般的に、各レンズのパワーを強くする必要があるので、３つの正レンズで発生する収差を負レンズで効果的に補正する必要がある。また、広角化を図るには軸外収差、例えば非点収差、ディストーションを補正しなければならないので、収斂作用と発散作用のパワーバランスを適切に設定する必要がなる。よって、第２負レンズは両面共発散作用を持つように両凹形状にするのが好ましい。
【００７３】
本発明の第９の撮像装置は、第１、第３〜第５、第７の撮像装置において、前記第３正レンズが両凸形状であることを特徴とするものである。
【００７４】
本発明の第９の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【００７５】
逆エルノスタータイプは、４枚のレンズの中発散作用を持つ負レンズが一枚しかないので、このパワーを強くすると小型化、高性能化に貢献しやすくなる。このとき、第２負レンズのパワーが強くなっていくと、ペッツバール和の補正が負の方向に過剰に補正されてしまい、周辺性能が低下してきてしまうことがある。そのため、この撮像装置では、ペッツバール和を正の方向に補正し周辺性能の悪化を防ぐため、第３正レンズを両凸形状に構成し、両面共収斂作用の面にするのが好ましい。
【００７６】
本発明の第１０の撮像装置は、第１、第３〜第５、第７の撮像装置において、前記第３正レンズが像側に凸面を向けたメニスカス形状であることを特徴とするものである。
【００７７】
本発明の第１０の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【００７８】
本発明の逆エルノスタータイプでは、第３レンズ、第４レンズが正レンズであるが、ここに強いパワーを配すると、主点が像側に移動してしまい小型化に不利になる。そのため、少なくとも第３レンズは比較的収差補正の役割を強めておくのが好ましい。そのため、第３正レンズは一方が発散作用を持つようにメニスカス形状にするのがよい。また、第３レンズは、周辺光束の入射角がきつくならないような像側に凸のメニスカス形状にするのが収差バランス上好ましい。
【００７９】
本発明の第１１の撮像装置は、第１、第３〜第５、第７の撮像装置において、前記第１正レンズ乃至前記第２負レンズの合成屈折力が正であることを特徴とするものである。
【００８０】
本発明の第１１の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【００８１】
逆エルノスタータイプは、第３レンズ、第４レンズは共に正屈折力なので、合成焦点距離は必ず正になる。このとき、第１レンズ〜第２レンズの合成パワーを負にしてしまうと、負、正のレトロフォーカスタイプの構成になってしまう。そのため、全長の短縮が原理的に難しくなってしまう。そこで、第１レンズ〜第２レンズの合成焦点距離を正にするのが好ましい。
【００８２】
本発明の第１２の撮像装置は、第１、第３〜第５、第７の撮像装置において、前記第２負レンズ乃至前記第４正レンズの合成屈折力が負であることを特徴とするものである。
【００８３】
本発明の第１２の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【００８４】
第１レンズに強いパワーを配置したとき、第３レンズ、第４レンズの構成を十分に注意しないと効果的に小型化できなくなる。一般的に知られているように、全長を短縮するには光学系をテレフォトタイプを構成するのがよい。ここでは、第１レンズと第２レンズ〜第４レンズとでテレフォトタイプを構成するため、第２レンズ〜第４レンズの合成パワーを負にして構成するのが好ましい。
【００８５】
本発明の第１３の撮像装置は、第１、第３、第５、第７の撮像装置において、以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【００８６】
−１００＜ｆ２３４  ／Ｉｈ＜−０．  ５                      ・・・（６）
ただし、ｆ２３４  は第２負レンズ乃至第４正レンズの合成焦点距離、Ｉｈは結像光学系の最大像高である。
【００８７】
本発明の第１３の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【００８８】
第２レンズ〜第４レンズを負パワーにして、第１レンズの正パワーと第２レンズ〜第４レンズの負パワーで望遠タイプを構成してもよい。このとき、小型化と高性能化を同時に満たすように条件式（６）を満たすのがよい。
【００８９】
この条件式の上限の−０．５を越えると、第２レンズの負パワーが強くなりすぎてコマ収差、非点収差、ペッツバール和が悪化してしまうか、第３レンズ、第４レンズの正パワーが弱くなりすぎてコマ収差、ディストーションが悪化してしまい、下限の−１００を越えると、第２レンズ〜第４レンズの合成パワーが弱くなりすぎ望遠効果が小さくなって効果的に小型化できなくなってしまう。
【００９０】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【００９１】
−５０＜ｆ２３４  ／Ｉｈ＜−１．０                    ・・・（６−１）
さらに好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【００９２】
−２０＜ｆ２３４  ／Ｉｈ＜−１．５                    ・・・（６−２）
本発明の第１４の撮像装置は、第１、第３、第４の撮像装置において、前記第１正レンズの物体側に明るさ絞りを配置したことを特徴とするものである。
【００９３】
本発明の第１５の撮像装置は、第１、第３、第４の撮像装置において、前記第１正レンズと前記第２負レンズとの間に明るさ絞りを配置したことを特徴とするものである。
【００９４】
本発明の第１４、第１５の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【００９５】
撮像素子としてＣＣＤを用いる場合、結像光学系から射出された軸外光束が像面に対して余り大きな角度で入射すると、マイクロレンズの集光性能が十分に発揮されず、画像の明るさが画像中央部と画像周辺部で極端に変化するという問題が生じてしまう。そのため、ＣＣＤへの光線入射角、すなわち射出瞳位置が設計上重要である。枚数の少ない光学系の場合には射出瞳位置をレンズで操作するのが難しくなるので、明るさ絞りの位置が重要になる。ＣＣＤへの光線入射角を小さくするために明るさ絞りをより物体側に配置するのが好ましい。特に、明るさ絞りを最も物体側に配置した場合、絞りに対して異符号のパワーを持ち比較的強いパワーを持つ第１正レンズと第２負レンズが共に像側に配置されるため、倍率色収差の補正が良好に行えるというメリットがある。また、特に明るさ絞りを第１正レンズと第２負レンズの間に配置した場合、絞りの前後にパワーを配置できるので、上側光線と下側光線のコマ収差のバランスが取りやすくなり、軸外収差を良好に補正できるというメリットがある。
【００９６】
本発明の第１６の撮像装置は、第１、第３〜第５、第７の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００９７】
０．  ５＜ｆ１２／ｆ＜３０                                ・・・（７）
ただし、ｆ１２は第１正レンズ乃至第２負レンズの合成焦点距離、ｆは結像光学系の焦点距離である。
【００９８】
本発明の第１６の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【００９９】
逆エルノスタータイプの第３レンズ、第４レンズは共に正レンズなので、合成パワーは正になっている。そのため、残りの第１レンズ、第２レンズの合成パワーを負にしてしまうと、負、正のレトロフォーカスタイプを形成することになってしまう。レトロフォーカスタイプは主点が像側に移動してしまうので、原理的に全長短縮が難しくなってしまい、本発明の目的を達成できなくなってしまって好ましくない。そのため、この第１レンズ、第２レンズの合成パワーを正にする必要がある。ただし、このとき、その焦点距離は小型化と高性能化を同時に満たすように条件式（７）を満たすのがよい。
【０１００】
この条件式（７）の上限の３０を越えると、第１レンズ〜第２レンズの合成焦点距離が弱くなりすぎて小型化の達成が難しくなり、下限の０．５を越えると、第１レンズ〜第２レンズの合成焦点距離が強くなりすぎてコマ収差等の高次収差の発生が大きくなり、性能が劣化してしまう。
【０１０１】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【０１０２】
０．  ８＜ｆ１２／ｆ＜２０                            ・・・（７−１）
さらに好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【０１０３】
１．０＜ｆ１２／ｆ＜１０                            ・・・（７−２）
本発明の第１７の撮像装置は、第１、第３〜第５、第７の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【０１０４】
０．  ４＜ｆ１  ／ｆ３  ＜０．  ９                            ・・・（８）
ただし、ｆ１  は第１正レンズの焦点距離、ｆ３  は第３正レンズの焦点距離である。
【０１０５】
本発明の第１７の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【０１０６】
第１正レンズに対して第３レンズの方に強いパワーを配してしまうと、光学系の主点が像側に移動してしまうので、光学系が大型化してしまう。そのため、より小型化を満たすには条件式（８）を満たすのがよい。
【０１０７】
この条件式（８）の上限の０．９を越えると、第３正レンズのパワーが強くなりすぎて小型化を満たせなくなってしまい、下限の０．４を越えると、第１正レンズのパワーが強くなりすぎて球面収差、コマ収差の発生が大きくなるか、第３正レンズのパワーが弱くなりすぎて収差補正不足になってしまい、共に性能が劣化してしまう。
【０１０８】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【０１０９】
０．  ５＜ｆ１  ／ｆ３  ＜０．  ７５                      ・・・（８−１）
さらに好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【０１１０】
０．  ４＜ｆ１  ／ｆ３  ＜０．  ９                        ・・・（８−２）
本発明の第１８の撮像装置は、第１、第３〜第５、第７の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【０１１１】
０．  ３＜ｆ１  ／ｆ３４＜０．  ９                            ・・・（９）
ただし、ｆ１  は第１正レンズの焦点距離、ｆ３４は第３正レンズ乃至第４レンズの合成焦点距離である。
【０１１２】
本発明の第１８の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【０１１３】
第１正レンズに対して第３正レンズ、第４正レンズの方に強いパワーを配してしまうと、光学系の主点が像側に移動してしまうので光学系が大型化してしまう。そのため、より小型化を満たすには条件式（９）を満たすのがよい。
【０１１４】
この条件式（９）の上限の０．９を越えると、第３正レンズ〜第４正レンズの合成パワーが強くなりすぎて小型化を満たせなくなってしまい、下限の０．３を越えると、第１正レンズのパワーが強くなりすぎて球面収差、コマ収差の発生が大きくなるか、第３正レンズのパワーが弱くなりすぎて収差補正不足になってしまい、共に性能が劣化してしまう。
【０１１５】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【０１１６】
０．  ４＜ｆ１  ／ｆ３４＜０．  ８                        ・・・（９−１）
本発明の第１９の撮像装置は、第１、第３〜第５、第７の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【０１１７】
−０．  ９＜（ｒ１ｆ＋ｒ１ｒ）／（ｒ１ｆ−ｒ１ｒ）＜０．  ５      ・・・（１０）
ただし、ｒ１ｆは第１正レンズの物体側面光軸上曲率半径、ｒ１ｒは第１正レンズの像側面光軸上曲率半径である。
【０１１８】
本発明の第１９の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【０１１９】
この条件式（１０）の上限の０．５を越えると、最初に光線を屈曲させる入射側の収斂作用が小さくなりすぎて球面収差、コマ収差を効果的に補正できなくなってしまい、下限の−０．９を越えると、入射側のパワーが強くなりすぎて高次収差が発生しやすくなってしまう。
【０１２０】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【０１２１】
−０．  ８５＜（ｒ１ｆ＋ｒ１ｒ）／（ｒ１ｆ−ｒ１ｒ）＜０．  ２・・・（１０−１）
さらに好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【０１２２】
−０．  ８＜（ｒ１ｆ＋ｒ１ｒ）／（ｒ１ｆ−ｒ１ｒ）＜０      ・・・（１０−２）
本発明の第２０の撮像装置は、第１、第３〜第５、第７の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【０１２３】
１５°＜α＜４０°                                    ・・・（１１）
ただし、αは最大像高における主光線の像面への入射角度である。
【０１２４】
本発明の第２０の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【０１２５】
撮像素子にＣＣＤを用いる場合、結像光学系から射出された軸外光束が像面に対して余り大きな角度で入射すると、画像中央部と画像周辺部で画像の明るさが変化してしまう。一方、像面に対して小さい角度で入射させるとこの問題は軽減されるが、今度は光学系の全長が大きくなってしまう。そのため、条件式（１１）を満たすのがよい。
【０１２６】
この条件式の上限の４０°を越えると、ＣＣＤへの入射角が大きくなりすぎ画像周辺部の明るさが低下してしまい、下限の１５°を越えると、全長が大きくなりすぎてしまう。
【０１２７】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【０１２８】
１５°＜α＜３５°                                ・・・（１１−１）
さらに好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【０１２９】
１８°＜α＜３０°                                ・・・（１１−２）
本発明の第２１の撮像装置は、第１、第３〜第５、第７の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【０１３０】
１．  ４＜ｎ１  ＜１．  ７                                        ・・・（１２）
ただし、ｎ１  は第１正レンズの屈折率である。
【０１３１】
本発明の第２１の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【０１３２】
一般的に低コスト化を達成するためには、屈折率が低いガラスを使う必要がある。一方、正レンズの場合、ペッツバール和の補正には屈折率を上げる必要がある。そのため、強いパワーを配する第１正レンズの屈折率は条件式（１２）を満たすのがよい。
【０１３３】
この条件式（１２）の上限の１．７を越えると、低コスト化を達成し難くなり、下限の１．４を越えると、ペッツバール和が悪化してしまう。
【０１３４】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【０１３５】
１．  ４５＜ｎ１  ＜１．  ６５                              ・・・（１２−１）
本発明の第２２の撮像装置は、第１、第３〜第５、第７の撮像装置において、前記結像光学系が以下の条件を満たす少なくとも１面の非球面を有することを特徴とするものである。
【０１３６】
０．０１＜｜（ｒｓｐ＋ｒａｓｐ  ）／（ｒｓｐ−ｒａｓｐ  ）−１｜＜１００・・・（１３）
ただし、ｒｓｐは非球面の光軸上曲率半径、ｒａｓｐ  は非球面を考慮した曲率半径ｒＡＳＰ  の中の光学有効範囲内で光軸上曲率半径との差が最も変化したときの値である。
【０１３７】
ここで、非球面を考慮した曲率半径ｒＡＳＰ  は、非球面定義式（面頂に接する接平面から光軸進行方向を正としたときの形状の関数）をｆ（ｙ）としたとき、次の式で定義される。
【０１３８】
ｒＡＳＰ  ＝ｙ・（１＋ｆ’（ｙ）２  ）１／２  ／ｆ’（ｙ）
ただし、ｙは光軸からの高さ、ｆ’（ｙ）はｆ（ｙ）の一階微分とする。
【０１３９】
本発明の第２３の撮像装置は、第２２の撮像装置において、前記非球面を前記第２負レンズに設けたことを特徴とするものである。
【０１４０】
本発明の第２４の撮像装置は、第２２の撮像装置において、前記非球面を前記第３正レンズに設けたことを特徴とするものである。
【０１４１】
本発明の第２５の撮像装置は、第２２の撮像装置において、前記非球面を前記第４正レンズに設けたことを特徴とするものである。
【０１４２】
本発明の第２２〜第２５の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【０１４３】
少なくとも１面を非球面で構成することにより良好に収差補正することができ、条件式（１３）を満たすのが望ましい。
【０１４４】
この条件式（１３）の上限の１００を越えると、非球面効果が弱くなりすぎて補正不足になってしまい、コマ収差、非点収差が悪化してしまい、下限の０．０１を越えると、非球面効果が強くなりすぎて補正過剰になり性能が劣化すると共に、レンズの加工が難しくなってしまう。
【０１４５】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【０１４６】
０．０５＜｜（ｒｓｐ＋ｒａｓｐ  ）／（ｒｓｐ−ｒａｓｐ  ）−１｜＜５０・・・（１３−１）
さらに好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【０１４７】
０．１＜｜（ｒｓｐ＋ｒａｓｐ  ）／（ｒｓｐ−ｒａｓｐ  ）−１｜＜１０・・・（１３−２）
また、第２負レンズは光学系内で唯一の負レンズなので、このパワーを強くすることでコマ収差や色収差を補正できるようになったり、小型化に寄与させることができる。しかしながら、余り強くしすぎると高次収差が発生してしまい性能が劣化してしまう。したがって、少なくとも第２負レンズに非球面を設けるのが好ましい。
【０１４８】
また、第３正レンズは小型化のために第１正レンズに比べてパワーを強くしない方が好ましい。しかしながら、パワーを弱くすることにより収差補正能力が低下してしまう。そのため、第３正レンズにはパワーを強くしないで収差補正能力を向上させるのが望ましい。したがって、第３正レンズに非球面を設けるのが好ましい。また、両面共非球面にするとなおよい。
【０１４９】
また、第４正レンズは物体側の３つのレンズ、すなわちトリプレットで残存してしまう非点収差を補正することができる。そのため、その曲がりを補正するために面のパワーを変化させるとなおよい。そのため、第４正レンズに非球面を設けるのが好ましい。また、両面共非球面にするとなおよい。
【０１５０】
本発明の第２６の撮像装置は、第１、第３〜第５、第７の撮像装置において、前記結像光学系の第１正レンズが以下の条件を満たす少なくとも１面の非球面を有することを特徴とするものである。
【０１５１】
０．１＜｜（ｒｓｐ＋ｒａｓｐ  ）／（ｒｓｐ−ｒａｓｐ  ）−１｜＜２０・・・（１４）
ただし、ｒｓｐは非球面の光軸上曲率半径、ｒａｓｐ  は非球面を考慮した曲率半径ｒＡＳＰ  の中の光学有効範囲内で光軸上曲率半径との差が最も変化したときの値である。
【０１５２】
ここで、非球面を考慮した曲率半径ｒＡＳＰ  は、非球面定義式（面頂に接する接平面から光軸進行方向を正としたときの形状の関数）をｆ（ｙ）としたとき、次の式で定義される。
【０１５３】
ｒＡＳＰ  ＝ｙ・（１＋ｆ’（ｙ）２  ）１／２  ／ｆ’（ｙ）
ただし、ｙは光軸からの高さ、ｆ’（ｙ）はｆ（ｙ）の一階微分とする。
【０１５４】
本発明の第２６の撮像装置において、上記のような構成をとる理由と作用を説明する。
【０１５５】
第１正レンズは最初に光線が入射するレンズであるので、ここで収差を大きく発生させてしまうと、その像側の光学系によって拡大、伝播されてしまう。そのため、ここで発生する収差を十分に小さくしておくのが望ましい。よって、少なくとも第１正レンズに非球面を設けるのが好ましい。このとき、条件式（１４）を満たすのがよい。
【０１５６】
この条件式（１４）の上限の２０を越えると、第１正レンズの非球面効果が弱くなりすぎてコマ収差、非点収差が補正し切れなくなってしまい、画面全体の性能が悪化してしまい、下限の０．１を越えると、非球面効果が強くなりすぎて特に球面収差、コマ収差が補正過剰になり性能が劣化すると共に、レンズの加工が難しくなってしまう。
【０１５７】
なお好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【０１５８】
０．２＜｜（ｒｓｐ＋ｒａｓｐ  ）／（ｒｓｐ−ｒａｓｐ  ）−１｜＜１５・・・（１４−１）
さらに好ましくは、次の条件式を満たすのがよい。
【０１５９】
０．５＜｜（ｒｓｐ＋ｒａｓｐ  ）／（ｒｓｐ−ｒａｓｐ  ）−１｜＜１０・・・（１４−２）
なお、以上の各発明は、任意に組み合わせるとより効果を得ることができる。また、以上の各条件式に共通して、各条件式範囲をより限定した下位の条件式の上限値のみ、又は、下限値のみをその上位の条件式の上限値あるいは下限値として限定するようにしてもよい。
【０１６０】
また、以上の条件式は、任意に複数を組み合わせることで、より本発明の効果を高めることができる。
【０１６１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の結像光学系の実施例１〜９について説明する。実施例１〜９の無限遠物点合焦時のレンズ断面図をそれぞれ図１〜図９に示す。図中、明るさ絞りはＳ、第１正レンズはＬ１、第２負レンズはＬ２、第３正レンズはＬ３、第４正レンズはＬ４、電子撮像素子のカバーガラスはＣＧ、像面はＩ、フレア絞りはＦＳで示してある。なお、カバーガラスＣＧの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＣＧにローパスフィルター作用を持たせるようにしてもよい。
【０１６２】
実施例１の結像光学系は、図１に示すように、物体側から順に、明るさ絞りＳ、両凸の第１正レンズＬ１、両凹の両面非球面の第２負レンズＬ２、像側に凸面を向けた両面非球面の第３正メニスカスレンズＬ３、物体側に凸面を向けた両面非球面の第４正メニスカスレンズＬ４から構成されている。本実施例では、第１レンズＬ１がガラス、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４はプラスチックからなり、第２レンズＬ２はポリカーボネイト、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４はアモルファスポリオレフィン系のゼオネックス（商品名）から構成されている。
【０１６３】
また、本実施例の仕様は、焦点距離ｆ＝４．７ｍｍ、像高Ｉｈ＝３．１７ｍｍであり、半画角ω＝３４°の広角の光学系である。また、各レンズのそれぞれの光学有効径（片側）は、第２面ｒ２  〜第９面ｒ９  の順に、１．  ０４９ｍｍ、１．  １７４ｍｍ、１．  ２３３ｍｍ、１．  ４５９ｍｍ、１．  ４９０ｍｍ、１．  ６５１ｍｍ、２．  ２８１ｍｍ、２．  ４９３ｍｍである。
【０１６４】
実施例２の結像光学系は、図２に示すように、物体側から順に、明るさ絞りＳ、両凸の第１正レンズＬ１、両凹の両面非球面の第２負レンズＬ２、像側に凸面を向けた両面非球面の第３正メニスカスレンズＬ３、物体側に凸面を向けた両面非球面の第４正メニスカスレンズＬ４から構成されている。本実施例では、第１レンズＬ１がガラス、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４はプラスチックからなり、第２レンズＬ２はポリカーボネイト、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４はアモルファスポリオレフィン系のゼオネックスから構成されている。
【０１６５】
また、本実施例の仕様は、焦点距離ｆ＝５．１４ｍｍ、像高Ｉｈ＝３．３ｍｍであり、半画角ω＝３２．８°の広角の光学系である。また、各レンズのそれぞれの光学有効径（片側）は、第２面ｒ２  〜第９面ｒ９  の順に、１．１ｍｍ、１．２０３ｍｍ、１．２２５ｍｍ、１．４４３ｍｍ、１．７８５ｍｍ、２．０３６ｍｍ、２．５５４ｍｍ、２．６７５ｍｍである。
【０１６６】
また、第１レンズＬ１の物体側にフレア絞りＦＳを配置している。
【０１６７】
実施例３の結像光学系は、図３に示すように、物体側から順に、明るさ絞りＳ、両凸の両面非球面の第１正レンズＬ１、物体側の面が非球面の両凹の第２負レンズＬ２、像側に凸面を向けた両面非球面の第３正メニスカスレンズＬ３、物体側に凸面を向けた両面非球面の第４正メニスカスレンズＬ４から構成されている。本実施例では、第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４は全てプラスチックからなり、第１レンズＬ１、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４はアモルファスポリオレフィン系のゼオネックス、第２レンズＬ２はポリカーボネイトから構成されている。
【０１６８】
また、本実施例の仕様は、焦点距離ｆ＝４．７ｍｍ、像高Ｉｈ＝３．１７ｍｍであり、半画角ω＝３４°の広角の光学系である。また、各レンズのそれぞれの光学有効径（片側）は、第２面ｒ２  〜第９面ｒ９  の順に、１．０３７ｍｍ、１．２０５ｍｍ、１．３４６ｍｍ、１．４８８ｍｍ、１．６１５ｍｍ、１．７７３ｍｍ、２．５７３ｍｍ、２．６６７ｍｍである。
【０１６９】
実施例４の結像光学系は、図４に示すように、物体側から順に、明るさ絞りＳ、物体側の面が非球面の両凸の第１正レンズＬ１、物体側の面が非球面の両凹の第２負レンズＬ２、像側に凸面を向けた両面非球面の第３正メニスカスレンズＬ３、物体側に凸面を向けた両面非球面の第４正メニスカスレンズＬ４から構成されている。本実施例では、第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４は全てプラスチックからなり、第１レンズＬ１、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４はアモルファスポリオレフィン系のゼオネックス、第２レンズＬ２はポリカーボネイトから構成されている。
【０１７０】
また、本実施例の仕様は、焦点距離ｆ＝４．７ｍｍ、像高Ｉｈ＝３．１７ｍｍであり、半画角ω＝３４°の広角の光学系である。また、各レンズのそれぞれの光学有効径（片側）は、第２面ｒ２  〜第９面ｒ９  の順に、１．０３５ｍｍ、１．２１８ｍｍ、１．２７５ｍｍ、１．４７４ｍｍ、１．６４５ｍｍ、１．７９３ｍｍ、２．６５０ｍｍ、２．７０４ｍｍである。
【０１７１】
実施例５の結像光学系は、図５に示すように、物体側から順に、物体側の面が非球面の両凸の第１正レンズＬ１、明るさ絞りＳ、物体側の面が非球面の両凹の第２負レンズＬ２、像側に凸面を向けた両面非球面の第３正メニスカスレンズＬ３、物体側に凸面を向けた両面非球面の第４正メニスカスレンズＬ４から構成されている。本実施例では、第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４は全てプラスチックからなり、第１レンズＬ１、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４はアモルファスポリオレフィン系のゼオネックス、第２レンズＬ２はポリカーボネイトから構成されている。
【０１７２】
また、本実施例の仕様は、焦点距離ｆ＝４．７ｍｍ、像高Ｉｈ＝３．１７ｍｍであり、半画角ω＝３４°の広角の光学系である。また、各レンズのそれぞれの光学有効径（片側）は、第１面ｒ１  〜第２面ｒ２  、第４面ｒ４  〜第９面ｒ９  の順に、１．３ｍｍ、１．１０９ｍｍ、０．８５６ｍｍ、１．０５４ｍｍ、１．３６１ｍｍ、１．６１３ｍｍ、２．４０１ｍｍ、２．４０２ｍｍである。
【０１７３】
また、第１レンズＬ１の物体側にフレア絞りＦＳを配置している。
【０１７４】
実施例６の結像光学系は、図６に示すように、物体側から順に、明るさ絞りＳ、物体側の面が非球面の両凸の第１正レンズＬ１、物体側の面が非球面の物体側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズＬ２、像側に凸面を向けた両面非球面の第３正メニスカスレンズＬ３、物体側に凸面を向けた両面非球面の第４正メニスカスレンズＬ４から構成されている。本実施例では、第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４は全てプラスチックからなり、第１レンズＬ１、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４はアモルファスポリオレフィン系のゼオネックス、第２レンズＬ２はポリカーボネイトから構成されている。
【０１７５】
また、本実施例の仕様は、焦点距離ｆ＝４．７ｍｍ、像高Ｉｈ＝３．１７ｍｍであり、半画角ω＝３４°の広角の光学系である。また、各レンズのそれぞれの光学有効径（片側）は、第２面ｒ２  〜第９面ｒ９  の順に、１．０１４ｍｍ、１．２１２ｍｍ、１．３５８ｍｍ、１．４５６ｍｍ、１．７９６ｍｍ、１．９６８ｍｍ、２．６９０ｍｍ、２．７４８ｍｍである。
【０１７６】
実施例７の結像光学系は、図７に示すように、物体側から順に、明るさ絞りＳ、両凸の両面非球面の第１正レンズＬ１、物体側に凸面を向けた両面非球面の第２負メニスカスレンズＬ２、両凸の両面非球面の第３正レンズＬ３、物体側に凸面を向けた両面非球面の第４正メニスカスレンズＬ４から構成されている。本実施例では、第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４は全てプラスチックからなり、第１レンズＬ１、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４はアモルファスポリオレフィン系のゼオネックス、第２レンズＬ２はポリカーボネイトから構成されている。
【０１７７】
また、本実施例の仕様は、焦点距離ｆ＝４．７ｍｍ、像高Ｉｈ＝３．１７ｍｍであり、半画角ω＝３４°の広角の光学系である。また、各レンズのそれぞれの光学有効径（片側）は、第２面ｒ２  〜第９面ｒ９  の順に、１．０１０ｍｍ、１．２０６ｍｍ、１．３２２ｍｍ、１．４６４ｍｍ、１．６６１ｍｍ、１．８２４ｍｍ、２．４６２ｍｍ、２．５８３ｍｍである。
【０１７８】
実施例８の結像光学系は、図８に示すように、物体側から順に、明るさ絞りＳ、両凸の両面非球面の第１正レンズＬ１、像側に凸面を向けた両面非球面の第２負メニスカスレンズＬ３、像側に凸面を向けた両面非球面の第３正メニスカスレンズＬ３、物体側に凸面を向けた両面非球面の第４正メニスカスレンズＬ４から構成されている。本実施例では、第１レンズＬ１がガラス、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４はプラスチックからなり、第２レンズＬ２はポリカーボネイト、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４はアモルファスポリオレフィン系のゼオネックスから構成されている。
【０１７９】
また、本実施例の仕様は、焦点距離ｆ＝４．７ｍｍ、像高Ｉｈ＝３．１７ｍｍであり、半画角ω＝３４°の広角の光学系である。また、各レンズのそれぞれの光学有効径（片側）は、第２面ｒ２  〜第９面ｒ９  の順に、０．９５３ｍｍ、１．２８９ｍｍ、１．４２７ｍｍ、１．７０７ｍｍ、１．７３０ｍｍ、１．９ｍｍ、２．６６９ｍｍ、２．７５９ｍｍである。
【０１８０】
実施例９の結像光学系は、図９に示すように、物体側から順に、明るさ絞りＳ、両凸の両面非球面の第１正レンズＬ１、像側に凸面を向けた両面非球面の第２負メニスカスレンズＬ２、両凸の両面非球面の第３正レンズＬ３、物体側に凸面を向けた両面非球面の第４正メニスカスレンズＬ４から構成されている。本実施例では、第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４は全てプラスチックからなり、第１レンズＬ１、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４はアモルファスポリオレフィン系のゼオネックス、第２レンズＬ２はポリカーボネイトから構成されている。
【０１８１】
また、本実施例の仕様は、焦点距離ｆ＝４．７ｍｍ、像高Ｉｈ＝３．１７ｍｍであり、半画角ω＝３４°の広角の光学系である。また、各レンズのそれぞれの光学有効径（片側）は、第２面ｒ２  〜第９面ｒ９  の順に、０．９７２ｍｍ、１．２３７ｍｍ、１．２７５ｍｍ、１．５５１ｍｍ、１．６８４ｍｍ、１．８０８ｍｍ、２．５３６ｍｍ、２．６４２ｍｍである。
【０１８２】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｒ１  、ｒ２  …は各レンズ面の曲率半径、ｄ１  、ｄ２  …は各レンズ面間の間隔、ｎｄ１、ｎｄ２…は各レンズのｄ線の屈折率、νｄ１、νｄ２…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【０１８３】
ｘ＝（ｙ２  ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）２  ｝１／２  ］＋Ａ４ｙ４  ＋Ａ６ｙ６  ＋Ａ８ｙ８  ＋  Ａ１０ｙ１０
ただし、ｒは光軸上の曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０  はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。
【０１８４】
2005004028.tif 000003
2005004028.tif 000004
【０１８５】
2005004028.tif 000005
2005004028.tif 000006
【０１８６】
2005004028.tif 000007
2005004028.tif 000008
【０１８７】
2005004028.tif 000009
2005004028.tif 000010
【０１８８】
2005004028.tif 000011
2005004028.tif 000012
【０１８９】
2005004028.tif 000013
2005004028.tif 000014
【０１９０】
2005004028.tif 000015
2005004028.tif 000016
2005004028.tif 000017
【０１９１】
2005004028.tif 000018
2005004028.tif 000019
2005004028.tif 000020
【０１９２】
2005004028.tif 000021
2005004028.tif 000022
2005004028.tif 000023
【０１９３】
上記実施例１〜９の無限遠にフォーカシングした場合の収差図をそれぞれ図１０〜図１８に示す。これら収差図において、“ＳＡ”は球面収差、“ＡＳ”は非点収差、“ＤＴ”は歪曲収差、“ＣＣ”は倍率色収差を示す。また、各収差図中、“ω”は半画角を示す。
【０１９４】
次に、上記各実施例における条件（１）〜（１４）の値を示す。
【０１９５】
2005004028.tif 000024
【０１９６】
2005004028.tif 000025
（注）条件式（１３）、（１４）の値は、上段から第１正レンズの物体側、像側、第２負レンズの物体側、像側、第３正レンズの物体側、像側、第４正レンズの物体側、像側の値をそれぞれ示す。
【０１９７】
ここで、本発明において、像面における最大像高Ｉｈは、撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長Ｌの２分の１で定義される。そして、撮像領域を規定する手段として視野枠を配する場合は、視野枠対角長Ｌの２分の１であり、固体撮像素子等の撮像素子を配する場合は、有効撮像領域の対角長Ｌの２分の１である。
【０１９８】
そこで、撮像記録媒体がＣＣＤ等の電子撮像素子の場合の有効撮像面（有効撮像領域）の対角長Ｌと画素間隔ａについて説明しておく。図１９は、撮像素子の画素配列の１例を示す図であり、画素間隔ａでＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画素がモザイク状に配されている。有効撮像面は撮影した映像の再生（パソコン上での表示、プリンターによる印刷等）に用いる撮像素子上の光電変換面内における領域を意味する。図中に示す有効撮像面は、光学系の性能（光学系の性能が確保し得るイメージサークル）に合わせて、撮像素子の全光電変換面よりも狭い領域に設定されている。有効撮像面の対角長Ｌは、この有効撮像面の対角長である。なお、映像の再生に用いる撮像範囲を種々変更可能としてよいが、そのような機能を有する撮像装置に本発明の結像光学系を用いる際は、その有効撮像面の対角長Ｌが変化する。そのような場合は、本発明において最大像高Ｉｈを定義する有効撮像面の対角長Ｌは、Ｌの取り得る範囲における最大値とする。
【０１９９】
図２０は、ＣＣＤ等の電子撮像素子の撮像面に視野枠を配する場合の視野枠対角長について説明するための図である。ＣＣＤ等の電子撮像素子に像を形成して撮影する場合、その有効撮影領域は撮像面直前の視野枠の開口によって決定される。ここでも、視野枠の形状の変更は種々行う構成としてよいが、図１９の場合と同様に、本発明において最大像高Ｉｈを定義する有効撮像面の対角長Ｌは、Ｌのとり得る範囲における最大値とする。
【０２００】
なお、以上の本発明の実施例１〜４、６〜９において、明るさ絞りＳの直前にカバーガラスを配置するようにしてもよい。
【０２０１】
また、本発明の以上の実施例において、プラスチックで構成しているレンズをガラスで構成するようにしてもよい。例えば何れかの実施例のプラスチックより屈折率の高いガラスを用いれば、さらに高性能を達成できるのは言うまでもない。また、特殊低分散ガラスを用いれば、色収差の補正に効果があるのは言うまでもない。特にプラスチックで構成する場合には、低吸湿材料を用いることにより、環境変化による性能劣化が軽減されるので好ましい（例えば、日本ゼオン社のゼオネックス（商品名）等がある）。
【０２０２】
また、ゴースト、フレア等の不要光をカットするために、明るさ絞りＳ以外にフレア絞りを配置してもよい。以上の実施例１〜４、６〜９において、明るさ絞りＳから第１レンズＬ１間、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２間、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３間、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４間、第４レンズＬ４と像面Ｉ間の何れの場所にフレア絞りを配置してもよい。また、実施例５において、第１レンズＬ１と明るさ絞りＳの間、明るさ絞りＳと第２レンズＬ２間、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３間、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４間、第４レンズＬ４と像面Ｉ間の何れの場所にフレア絞りを配置してもよい。また、枠によりフレア光線をカットするように構成してもよいし、別の部材を用いてフレア絞りを構成してもよい。また、光学系に直接印刷しても、塗装しても、シール等を接着しても構わない。また、その形状は、円形、楕円形、矩形、多角形、関数曲線で囲まれる範囲等、いかなる形状でも構わない。また、有害光束をカットするだけでなく、画面周辺のコマフレア等の光束をカットするようにしてもよい。
【０２０３】
また、各レンズには、反射防止コートを行い、ゴースト、フレアを軽減しても構わない。マルチコートであれば、効果的にゴースト、フレアを軽減できるので望ましい。また、赤外カットコートをレンズ面、カバーガラス等に行ってもよい。
【０２０４】
また、ピント調節を行うためにフォーカシングを行うようにしてもよい。レンズ系全体を繰り出してフォーカスを行ってもよいし、一部のレンズを繰り出すか、若しくは、繰り込みをしてフォーカスするようにしてもよい。
【０２０５】
また、画像周辺部の明るさ低下をＣＣＤのマイクロレンズをシフトすることにより軽減するようにしてもよい。例えば、各像高における光線の入射角に合わせて、ＣＣＤのマイクロレンズの設計を変えてもよい。また、画像処理により画像周辺部の低下量を補正するようにしてもよい。
【０２０６】
さて、以上のような本発明の撮像装置は、結像光学系で物体像を形成しその像をＣＣＤ等の撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、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、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。
【０２０７】
図２１〜図２３は、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２１はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図２２は同後方斜視図、図２３はデジタルカメラ４０の構成を示す断面図である。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、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含み、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の結像光学系を通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、近赤外カットコートを設けローパスフィルター作用を持たせたカバーガラスＣＧを介して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、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、この処理手段５１には記録手段５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段５２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フロッピー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。また、ＣＣＤ４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
【０２０８】
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が配置してある。このファインダー用対物光学系５３によって形成された物体像は、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。このポリプリズム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。なお、撮影光学系４１及びファインダー用対物光学系５３の入射側、接眼光学系５９の射出側にそれぞれカバー部材５０が配置されている。
【０２０９】
このように構成されたデジタルカメラ４０は、撮影光学系４１が高性能で小型であるので、高性能・小型化が実現できる。
【０２１０】
なお、図２３の例では、カバー部材５０として平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレンズを用いてもよい。
【０２１１】
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１例であるパソコンが図２４〜図２６に示される。図２４はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図２５はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図２６は図２４の状態の側面図である。図２４〜図２６に示されるように、パソコン３００は、外部から繰作者が情報を入力するためのキーボード３０１と、図示を省略した情報処理手段や記録手段と、情報を操作者に表示するモニター３０２と、操作者自身や周辺の像を撮影するための撮影光学系３０３とを有している。ここで、モニター３０２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や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。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。
【０２１２】
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明による例えば実施例１の結像光学系からなる対物レンズ１１２と、像を受光する撮像素子チップ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。
【０２１３】
ここで、撮像素子チップ１６２上にはローパスフィルター作用を持たせたカバーガラスＣＧが付加的に貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物レンズ１１２の鏡枠１１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物レンズ１１２と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先端には、対物レンズ１１２を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。
【０２１４】
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、電子画像としてモニター３０２に表示される、図２４には、その１例として、操作者の撮影された画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、インターネットや電話を介して、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。
【０２１５】
次に、本発明の結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１例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話が図２７に示される。図２７（ａ）は携帯電話４００の正面図、図２７（ｂ）は側面図、図２７（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図２７（ａ）〜（ｃ）に示されるように、携帯電話４００は、操作者の声を情報として入力するマイク部４０１と、通話相手の声を出力するスピーカ部４０２と、操作者が情報を入力する入力ダイアル４０３と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモニター４０４と、撮影光学系４０５と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ４０６と、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段（図示せず）とを有している。ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、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上に配置された本発明による例えば実施例１の結像光学系からなる対物レンズ１１２と、物体像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
【０２１６】
ここで、撮像素子チップ１６２上にはローパスフィルター作用を持たせたカバーガラスＣＧが付加的に貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物レンズ１１２の鏡枠１１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物レンズ１１２と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先端には、対物レンズ１１２を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。
【０２１７】
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、図示していない処理手段に入力され、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、通信相手に画像を送信する場合、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信号処理機能が処理手段には含まれている。
【０２１８】
以上の各実施例は、前記の特許請求の範囲の構成に合わせて種々変更することができる。
【０２１９】
なお、本発明において次のように結像光学系を構成することもできる。
【０２２０】
〔１〕  物体側から順に、明るさ絞り、第１正レンズ、第２負レンズ、第３正レンズ、第４正レンズの順に配置され、第１正レンズに非球面を用いたことを特徴とする結像光学系。
【０２２１】
〔２〕  物体側から順に、第１正レンズ、物体側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズ、像側に凸を向けた第３正メニスカスレンズ、第４正レンズの順に配置したことを特徴とする結像光学系。
【０２２２】
〔３〕  物体側から順に、第１正レンズ、物体側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズ、両凸形状の第３正レンズ、第４正レンズの順に配置したことを特徴とする結像光学系。
【０２２３】
〔４〕  物体側から順に、第１正レンズ、像側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズ、像側に凸面を向けた第３正メニスカスレンズ、第４正レンズの順に配置され、第２レンズ乃至第４レンズの合成パワーが負であることを特徴とする結像光学系。
【０２２４】
〔５〕  物体側から順に、第１正レンズ、像側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズ、両凸形状の第３正レンズ、第４正レンズの順に配置したことを特徴とする結像光学系。
【０２２５】
【発明の効果】
本発明により、小型で高性能な結像光学系とそれを用いた小型で高性能の撮像装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の結像光学系の実施例１の無限遠物点合焦時のレンズ断面図である。
【図２】実施例２の結像光学系の図１と同様のレンズ断面図である。
【図３】実施例３の結像光学系の図１と同様のレンズ断面図である。
【図４】実施例４の結像光学系の図１と同様のレンズ断面図である。
【図５】実施例５の結像光学系の図１と同様のレンズ断面図である。
【図６】実施例６の結像光学系の図１と同様のレンズ断面図である。
【図７】実施例７の結像光学系の図１と同様のレンズ断面図である。
【図８】実施例８の結像光学系の図１と同様のレンズ断面図である。
【図９】実施例９の結像光学系の図１と同様のレンズ断面図である。
【図１０】実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１１】実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１２】実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１３】実施例４の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１４】実施例５の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１５】実施例６の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１６】実施例７の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１７】実施例８の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１８】実施例９の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１９】撮像素子にて撮影を行う場合の最大像高Ｉｈを定義する有効撮像面の対角長Ｌについて説明するための図である。
【図２０】撮像素子の撮像面に視野枠を配する場合の最大像高Ｉｈを定義する有効撮像面の対角長Ｌについて説明するための図である。
【図２１】本発明による結像光学系を組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。
【図２２】図２１のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図２３】図２１のデジタルカメラの断面図である。
【図２４】本発明による結像光学系が対物光学系として組み込れたパソコンのカバーを開いた前方斜視図である。
【図２５】パソコンの撮影光学系の断面図である。
【図２６】図２４の状態の側面図である。
【図２７】本発明による結像光学系が対物光学系として組み込れた携帯電話の正面図、側面図、その撮影光学系の断面図である。
【符号の説明】
Ｓ  …明るさ絞り
Ｌ１…第１正レンズ
Ｌ２…第２負レンズ
Ｌ３…第３正レンズ
Ｌ４…第４正レンズ
ＣＧ…カバーガラス
Ｉ  …像面
ＦＳ…フレア絞り
Ｅ  …観察者眼球
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…シャッター
４６…フラッシュ
４７…液晶表示モニター
４９…ＣＣＤ
５０…カバー部材
５１…処理手段
５２…記録手段
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
１１２…対物レンズ
１１３…鏡枠
１１４…カバーガラス
１６０…撮像ユニット
１６２…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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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