(57)【要約】【課題】明るいレンズにおいても諸収差、特に球面収差、コマ収差、軸上色収差を良好に補正した小型な撮像光学系及びそれを有する撮像装置を提供すること。【解決手段】物体側より順に、両凸面形状の正の屈折力を有する第１レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第２レンズと、負の屈折力を有する第３レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズを備え、前記第１レンズと前記第２レンズは接合されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、両凸面形状の正の屈折力を有する第１レンズと、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第２レンズと、
負の屈折力を有する第３レンズと、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第４レンズと、
負の屈折力を有する第５レンズを備え、
前記第１レンズと前記第２レンズは接合されていることを特徴とする撮像光学系。
【請求項２】
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
−１．６＜（r２＋r４）／（r２−r４）＜−０．２      （１）
ここで、
r２は前記第１レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
r４は前記第２レンズの像面側の面の近軸曲率半径、
である。
【請求項３】
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像光学系。
０．３＜ｆ１２／ｆ＜１．９      （２）
ここで、
ｆ１２は、前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離、
ｆは前記撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項４】
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像光学系。
０．２＜ｄ６／ｆ＜１．２      （３）
ここで、
ｆは前記撮像光学系全系の焦点距離、
ｄ６は前記第３レンズと前記第４レンズとの間の光軸上の空気間隔、
である。
【請求項５】
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の撮像光学系。
０．５＜ｆ１２／ｆ４＜３．６      （４）
ここで、
ｆ１２は前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離、
ｆ４は前記第４レンズの焦点距離、
である。
【請求項６】
前記第４レンズは、中心部において正の屈折力を有し、周辺部において負の屈折力を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の撮像光学系。
【請求項７】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の撮像光学系。
０．２１＜|ｆ５／ｆ|＜１．２５      （５）
ここで、
ｆ５は前記第５レンズの焦点距離、
ｆは前記撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項８】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の撮像光学系。
０．１＜ｄ２３／ＴＬ＜０．５      （６）
ここで、
ｄ２３は前記接合レンズの肉厚、
ＴＬは前記第１レンズの物体側の面の面頂から前記第５レンズの像側面の面頂までの距離、
である。
【請求項９】
前記第２レンズの負の屈折力は中心から周辺になるとともに強くなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の撮像光学系。
【請求項１０】
前記第１レンズ、前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズ、前記第５レンズは、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の撮像光学系。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
前記撮像光学系に一体化されたオートフォーカス機構を備えることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記撮像光学系と前記電子撮像素子とを一体化したことを特徴とする請求項１１または１２に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系及びそれを有する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯端末機、あるいはノートパソコン等の薄型化に伴い、光学系の高軸方向の長さを極限まで薄型化したカメラモジュールが求められている。この要求に応えるために、非球面レンズ２〜３枚程度で構成された短焦点の光学系が数多く提案されている。
【０００３】
また、近年、撮像素子の技術進歩と市場のニーズの高まりから、小型でありながら高画素、広角、低価格なカメラモジュールが求められている。結像性能を高めながら、光学系全長の短縮を図った光学系として、例えば、レンズ枚数を４枚〜５枚とした以下のものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３１７９３３号公報
【特許文献２】特開２００７−２６４１８０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に提案されている構成では、レンズを４枚使用し、正負正負のパワー配置により、色収差、非点収差、像面湾曲などの諸収差を良好に補正している。しかしながら、Ｆnoがさらに明るくなった場合、色収差、コマ収差、非点収差などの軸外収差を補正することが出来なくなる。
【０００６】
また、特許文献２に提案されている構成では、レンズを５枚使用し、高画素化に対する解像度を高めるために色収差と、コマ収差、像面湾曲などの軸外収差を良好に補正している。しかしながら、小型化した場合、レンズ間隔の自由度がなくなるため、十分に性能を確保出来なくなる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、明るいレンズにおいても諸収差、特に球面収差、コマ収差、軸上色収差を良好に補正した小型な撮像光学系及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像光学系は、
物体側より順に、両凸面形状の正の屈折力を有する第１レンズと、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第２レンズと、
負の屈折力を有する第３レンズと、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第４レンズと、
負の屈折力を有する第５レンズを備え、
第１レンズと第２レンズは接合されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
−１．６＜（r２＋r４）／（r２−r４）＜−０．２      （１）
ここで、
r２は第１レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
r４は第２レンズの像面側の面の近軸曲率半径、
である。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．３＜ｆ１２／ｆ＜１．９      （２）
ここで、
ｆ１２は、第１レンズと第２レンズの合成焦点距離、
ｆは撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
０．２＜ｄ６／ｆ＜１．２      （３）
ここで、
ｆは撮像光学系全系の焦点距離、
ｄ６は第３レンズと第４レンズとの間の光軸上の空気間隔、
である。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．５＜ｆ１２／ｆ４＜３．６      （４）
ここで、
ｆ１２は第１レンズと第２レンズの合成焦点距離、
ｆ４は第４レンズの焦点距離、
である。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、第４レンズは、中心部において正の屈折力を有し、周辺部において負の屈折力を有することが望ましい。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．２１＜|ｆ５／ｆ|＜１．２５      （５）
ここで、
ｆ５は第５レンズの焦点距離、
ｆは撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
０．１＜ｄ２３／ＴＬ＜０．５      （６）
ここで、
ｄ２３は接合レンズの肉厚、
ＴＬは第１レンズの物体側の面の面頂から第５レンズの像側面の面頂までの距離、
である。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、第２レンズの負の屈折力は中心から周辺になるとともに強くなることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズは、樹脂により形成されていることが望ましい。
【００１８】
また、本発明の撮像装置は、上述の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像光学系に一体化されたオートフォーカス機構を備えることが望ましい。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像光学系と電子撮像素子とを一体化したことが望ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、明るいレンズにおいても諸収差、特に球面収差、コマ収差、軸上色収差を良好に補正した小型な撮像光学系及びそれを有する撮像装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図２】実施例１にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図３】本発明の実施例２にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図４】実施例２にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図５】本発明の実施例３にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図６】実施例３にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図７】本発明の実施例４にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図８】実施例４にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図９】本発明の実施例５にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１０】実施例５にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【図１１】本発明によるズーム光学系を組み込んだデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図である。
【図１２】デジタルカメラ４０の後方斜視図である。
【図１３】デジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の撮像光学系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図である。
【図１５】パソコン３００の撮影光学系３０３の断面図である。
【図１６】パソコン３００の側面図である。
【図１７】本発明の撮像光学系が撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である携帯電話を示す図であり、（a）は携帯電話４００の正面図、（b）は側面図、（c）は撮影光学系４０５の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
実施例の説明に先立ち、本実施形態の撮像光学系の作用効果について説明する。
【００２４】
本実施形態の撮像光学系は、
物体側より順に、
両凸面形状の正の屈折力を有する第１レンズと、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第２レンズと、
負の屈折力を有する第３レンズと、
物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第４レンズと、
負の屈折力を有する第５レンズを備え、
第１レンズと第２レンズは接合されていることを特徴とする。
【００２５】
主点の位置を撮像光学系の物体側に配置する（位置させる）ことで、焦点距離に対して全長を十分に小さくすることができる。これにより、全長短縮が実現できる。
また、第２レンズの像側面の形状を物体側に対して凹形状としている。これにより、第１レンズの物体側の面の曲率半径を大きくできる。この結果、球面収差及びコマ収差の発生を抑えることが出来る。
【００２６】
また、本実施形態の撮像光学系では、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
−１．６＜（r２＋r４）／（r２−r４）＜−０．２      （１）
ここで、
r２は第１レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
r４は第２レンズの像面側の面の近軸曲率半径、
である。
【００２７】
条件式（１）を満足することで、全長を短くし、収差を良好に補正できる。
条件式（１）の上限値を上回った場合、第１レンズの物体側の面の近軸曲率半径が小さくなりすぎる。このため、球面収差の補正が困難になってしまう。
条件式（１）の下限値を下回った場合、第２レンズの負の屈折力が弱くなってしまう。このため、軸上色収差を補正することが困難になってしまう。
【００２８】
さらに、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）を満足すると良い。
−１．１＜（r２＋r４）／（r２−r４）＜−０．４      （１’）
さらに、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１”）を満足するとなお良い。
−１．０＜（r２＋r４）／（r２−r４）＜−０．５      （１”）
【００２９】
また、本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．３＜ｆ１２／ｆ＜１．９      （２）
ここで、
ｆ１２は、第１レンズと第２レンズの合成焦点距離、
ｆは撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００３０】
条件式（２）を満足することで、全長を短くし、良好に収差を補正できる。
条件式（２）上限値を上回った場合、接合レンズの屈折力が弱くなりすぎてしまう。そのため、主点の位置を光学系の物体側に配置することが困難になる。この結果、全長の短縮が困難になってしまう。
条件式（２）の値が下限値を下回った場合、接合レンズの屈折力が強くなりすぎてしまう。この場合、諸収差、特にマージナル光線高が高いために球面収差が劣化し、さらにコマ収差が増大するので、収差補正が困難になる。また、光学系全体の屈折力が第１レンズに集中するため、第１レンズの製造誤差感度が大きくなるので好ましくない。
【００３１】
さらに、条件式（２）に代えて、以下の条件式（２’）を満足すると良い。
０．５＜ｆ１２／ｆ＜１．３      （２’）
さらに、条件式（２）に代えて、以下の条件式（２”）を満足するとなお良い。
０．６＜ｆ１２／ｆ＜１．２      （２”）
【００３２】
また、本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
０．２＜ｄ６／ｆ＜１．２      （３）
ここで、
ｆは撮像光学系全系の焦点距離、
ｄ６は第３レンズと第４レンズとの間の光軸上の空気間隔、
である。
【００３３】
条件式（３）を満足することで、全長を短くし、良好に収差を補正できる。
条件式（３）の下限値を下回る場合、第３レンズと第４レンズでの軸外光束の光線高の差が小さくなる。第４レンズは高次の像面湾曲や歪曲収差の補正を担っているので、第４レンズにおける収差補正の効果が小さくなる。この結果、補正が困難になってしまう。
条件式（３）の上限値を上回る場合、第４レンズへ入射する軸外光束の広がりを確保できる代わりに全長が長くなってしまう。
【００３４】
さらに、条件式（３）に代えて、以下の条件式（３’）を満足すると良い。
０．３＜ｄ６／ｆ＜０．９      （３’）
さらに、条件式（３）に代えて、以下の条件式（３”）を満足するとなお良い。
０．４＜ｄ６／ｆ＜０．８      （３”）
【００３５】
また、本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．５＜ｆ１２／ｆ４＜３．６      （４）
ここで、
ｆ１２は第１レンズと第２レンズの合成焦点距離、
ｆ４は第４レンズの焦点距離、
である。
【００３６】
条件式（４）を満足することで、全長を短くし、良好に収差を補正できる。
条件式（４）の上限値を上回る場合、接合レンズの屈折力が大きくなってしまう。この場合、諸収差、特にマージナル光線高が高いために球面収差が劣化し、さらにコマ収差が増大し収差補正が困難になる。また、光学系全体の屈折力が接合レンズに集中するため、接合レンズの製造誤差感度が大きくなるので好ましくない。
条件式（４）の値が下限値を下回った場合、接合レンズに対する第４レンズの屈折力が強くなってしまう。そのため、主点の位置を光学系の物体側に配置することが困難になる。この結果、全長の短縮が困難になってしまう。
【００３７】
さらに、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４’）を満足すると良い。
０．８＜ｆ１２／ｆ４＜２．６      （４’）
さらに、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４”）を満足するとなお良い。
０．９＜ｆ１２／ｆ４＜２．３      （４”）
【００３８】
また、本実施形態の撮像光学系は、第４レンズは、中心部において正の屈折力を有し、周辺部において負の屈折力を有することが望ましい。
これにより、全長を短くしたとき、像面湾曲を良好に補正することができる。
【００３９】
また、本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．２１＜|ｆ５／ｆ|＜１．２５      （５）
ここで、
ｆ５は第５レンズの焦点距離、
ｆは撮像光学系全系の焦点距離、
である。
【００４０】
条件式（５）を満足することで、十分なバックフォーカス長を確保することができる。
条件式（５）の上限値を上回った場合、第５レンズの負の屈折力が弱くなってしまう。そのため、主点の位置を光学系の物体側に配置するのが困難になる。この結果、全長の短縮が困難になってしまう。
条件式（５）の下限値を下回った場合、第５レンズの負の屈折力が強くなってしまう。そのため、光学系の画角を広くしたときにバックフォーカスを十分に確保することが困難になってしまう。
【００４１】
さらに、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５’）を満足すると良い。
０．３＜|ｆ５／ｆ|＜０．８７      （５’）
さらに、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５”）を満足するとなお良い。
０．３４＜|ｆ５／ｆ|＜０．７６      （５”）
【００４２】
また、本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
０．１＜ｄ２３／ＴＬ＜０．５      （６）
ここで、
ｄ２３は接合レンズの肉厚、
ＴＬは第１レンズの物体側の面の面頂から第５レンズの像側面の面頂までの距離、
である。
ここで、「距離」とは、空気換算していない長さをいう。
【００４３】
条件式（６）を満足することで、全長を短くし、良好に収差を補正できる。
条件式（６）の上限値を上回った場合、第２レンズ配置が像側に近づくことになるので、第２レンズ屈折力を強くしなければならなくなる。このため、コマ収差を抑えることが困難になる。
条件式（６）の下限値を下回った場合、接合レンズの正の屈折力が弱くなってしまうため、全長を短縮することが困難になってしまう。
【００４４】
さらに、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６’）を満足すると良い。
０．２＜ｄ２３／ＴＬ＜０．４      （６’）
さらに、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６”）を満足すると良い。
０．２＜ｄ２３／ＴＬ＜０．３      （６”）
【００４５】
また、本実施形態の撮像光学系は、第２レンズの負の屈折力は中心から周辺になるとともに強くなることが望ましい。
これにより、球面収差及びコマ収差を良好に補正することができる。
【００４６】
また、本実施形態の撮像光学系では、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズは、樹脂により形成されていることが望ましい。
樹脂を用いることで安価な撮像レンズを提供できる。
【００４７】
また、本実施形態の撮像装置は、
上述の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする。
【００４８】
これにより、比較的小型であり、球面収差や非点収差、像面湾曲、倍率色収差、コマ収差等を良好に補正した高性能の撮像光学系及びそれを有する撮像装置を得ることができる。
【００４９】
また、本実施形態の撮像装置は、撮像光学系に一体化されたオートフォーカス機構を備えることが望ましい。
オートフォーカス機構を搭載することによって、あらゆる被写体距離において合焦することができる。
【００５０】
また、本実施形態の撮像装置は、撮像光学系と電子撮像素子とを一体化したことが望ましい。
電子撮像素子を一体化することで、撮像光学系による光学像を電気信号化することがでる。
【００５１】
以下に、本実施形態の撮像光学系及び電子撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
また、屈折力の正負は、近軸曲率半径に基づく。
また、絞りは最も物体側に位置している。ただし、上述のように、絞りは、第１レンズの像側面よりも物体側、より具体的には、第１レンズＬ１の物体側の面と像側の面の間に位置している。このような絞りの位置も、「最も物体側に絞りを配置する」に含まれるものとする。
【００５２】
次に、実施例１にかかる撮像光学系について説明する。図１は実施例１にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【００５３】
図２は実施例１にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。また、ＦＩＹは像高を示している。なお、収差図における記号は、後述の実施例においても共通である。
【００５４】
実施例１の撮像光学系は、図１に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、負屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負の屈折力の第５レンズＬ５を有している。なお、以下全ての実施例において、レンズ断面図中、ＣＧはカバーガラス、Ｉは電子撮像素子の撮像面を示している。
また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは接合されている。
【００５５】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、両凹負レンズである。第４レンズＬ４は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
【００５６】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００５７】
次に、実施例２にかかる撮像光学系について説明する。図３は実施例２にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【００５８】
図４は実施例２にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【００５９】
実施例２の撮像光学系は、図３に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、負屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負の屈折力の第５レンズＬ５を有している。
また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは接合されている。
【００６０】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、両凹負レンズである。第４レンズＬ４は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。
【００６１】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００６２】
次に、実施例３にかかる撮像光学系について説明する。図５は実施例３にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【００６３】
図６は実施例３にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【００６４】
実施例３の撮像光学系は、図５に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、負屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負の屈折力の第５レンズＬ５を有している。
また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは接合されている。
【００６５】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、両凹負レンズである。第４レンズＬ４は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、両凹負レンズである。
【００６６】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００６７】
次に、実施例４にかかる撮像光学系について説明する。図７は実施例４にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【００６８】
図８は実施例４にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【００６９】
実施例４の撮像光学系は、図７に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、負屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負の屈折力の第５レンズＬ５を有している。
また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは接合されている。
【００７０】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、両凹負レンズである。第４レンズＬ４は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、両凹負レンズである。
【００７１】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００７２】
次に、実施例５にかかる撮像光学系について説明する。図９は実施例５にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【００７３】
図１０は実施例５にかかる撮像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図である。
【００７４】
実施例５の撮像光学系は、図９に示すように、物体側より順に、開口絞りＳと、正屈折力の第１レンズＬ１と、負屈折力の第２レンズＬ２と、負屈折力の第３レンズＬ３と、正屈折力の第４レンズＬ４と、負の屈折力の第５レンズＬ５を有している。
また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは接合されている。
【００７５】
第１レンズＬ１は、両凸正レンズである。第２レンズＬ２は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、両凹負レンズである。第４レンズＬ４は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、両凹負レンズである。
【００７６】
非球面は、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５のすべてのレンズの両面に設けられている。
【００７７】
次に、上記各実施例の撮像光学系を構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、ｒ１、ｒ２、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１、ｄ２、…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎｄ１、ｎｄ２、…は各レンズのｄ線での屈折率、νｄ１、νｄ２、…は各レンズのアッべ数、Ｆｎｏ．はＦナンバー、ｆは全系焦点距離、＊印は非球面、ＢＦはバックフォーカスを示している。
【００７８】
また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をＫ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10
また、Ｅは１０のべき乗を表している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
【００７９】
数値実施例１
単位ｍｍ
面データ
面番号    r          d         nd        νd
物面      ∞         ∞
1(絞り)   ∞       -0.23
2*       1.859      0.74     1.52778    51.90
3*      -3.628      0.15     1.61139    27.10
4*      -6.630      0.05
5*      10.338      0.33     1.61420    25.60
6*       2.372      0.76
7*      -3.097      0.80     1.53367    55.87
8*      -1.035      0.11
9*      26.060      0.60     1.53367    55.87
10*      1.255      0.80
11        ∞        0.30     1.51633    64.14
12        ∞        0.43 
像面（撮像面）∞
【００８０】
非球面データ
第２面
K=-0.736
A4=8.88778e-04,A6=-1.13803e-03,A8=-5.43438e-04,A10=-8.57673e-03  
第３面
K=-2.191
A4=5.42755e-03,A6=-3.81447e-02,A8=-1.10124e-04,A10=-2.62717e-03  
第４面
K=2.000
A4=-1.67744e-02,A6=-1.27719e-02,A8=-4.24376e-03,A10=3.48195e-04  
第５面
K=-3.700
A4=-2.12111e-02,A6=-8.66594e-03,A8=9.78694e-03,A10=6.94903e-03,A12=-6.03743e-04
第６面
K=0.576
A4=8.14677e-03,A6=-2.97061e-03,A8=1.26283e-02,A10=-3.04884e-03,A12=7.01275e-03  
第７面
K=4.240
A4=1.63585e-02,A6=-1.69256e-03,A8=2.89133e-03,A10=4.74761e-03,A12=-3.33582e-03
第８面
K=-2.897
A4=-6.73134e-03,A6=-3.42128e-02,A8=2.35999e-02,A10=-3.64117e-03,A12=-5.86432e-05
第９面
K=0.000
A4=-5.22548e-02,A6=4.92339e-03,A8=8.10014e-04,A10=-1.52456e-04,A12=1.48376e-05
第１０面
K=-7.765
A4=-4.92544e-02,A6=1.05810e-02,A8=-2.46845e-03,A10=2.53925e-04,A12=-1.19965e-05
【００８１】
Fno                2.0
BF (in air)        1.43
全長 (in air)      4.97 
焦点距離           4.20   
像高               2.9
【００８２】
数値実施例２
単位ｍｍ
面データ
面番号    r          d         nd        νd
物面      ∞         ∞
1(絞り)   ∞       -0.22
2*       1.860      0.74     1.52778    51.90
3*      -3.788      0.15     1.61139    27.10
4*      -6.607      0.05
5*      10.396      0.33     1.61420    25.60
6*       2.390      0.75
7*      -3.012      0.82     1.53367    55.87
8*      -1.026      0.15
9*      24.161      0.55     1.53367    55.87
10*      1.242      0.80
11        ∞        0.30     1.51633    64.14
12        ∞        0.43
像面（撮像面）∞
【００８３】
非球面データ
第２面
K=-0.747
A4=2.46036e-04,A6=-4.43494e-04,A8=-7.72758e-04,A10=-8.75568e-03  
第３面
K=-1.016
A4=2.82720e-03,A6=-3.94524e-02,A8=-3.17586e-04,A10=-1.26278e-03  
第４面
K=7.360
A4=-1.58496e-02,A6=-1.25654e-02,A8=-4.24178e-03,A10=2.37922e-04  
第５面
K=-2.972
A4=-2.10322e-02,A6=-7.69958e-03,A8=8.93221e-03,A10=5.27543e-03,A12=-8.76659e-05
第６面
K=0.696
A4=1.04051e-02,A6=-6.56787e-03,A8=1.41892e-02,A10=2.49723e-04,A12=2.54944e-03  
第７面
K=4.534
A4=1.95825e-02,A6=2.56387e-03,A8=2.53300e-03,A10=5.05379e-03,A12=-1.85110e-03
第８面
K=-2.918
A4=-6.07297e-03,A6=-3.50335e-02,A8=2.38443e-02,A10=-3.52876e-03,A12=2.15394e-05
第９面
K=0.000
A4=-5.23441e-02,A6=3.78238e-03,A8=6.66390e-04,A10=-4.48013e-05,A12=1.05328e-05
第１０面
K=-7.693
A4=-5.15434e-02,A6=1.08152e-02,A8=-2.44349e-03,A10=1.98074e-04,A12=1.38627e-06
A14=-1.00000e-06  
【００８４】
Fno                2.0
BF (in air)        1.43
全長 (in air)      4.97
焦点距離           4.19   
像高               2.9
【００８５】
数値実施例３
単位ｍｍ
面データ
面番号    r          d         nd        νd
物面      ∞         ∞
1(絞り)   ∞       -0.25
2*       1.835      0.75     1.52400    50.40
3*      -2.781      0.18     1.61700    27.20
4*      -7.948      0.05
5*       8.685      0.35     1.61420    25.60
6*       2.435      0.68
7*      -5.015      0.99     1.53367    55.87
8*      -1.048      0.19
9*     -15.490      0.50     1.53367    55.87
10*      1.223      0.60
11        ∞        0.30     1.51633    64.14
12        ∞        0.52  
像面（撮像面）∞
【００８６】
非球面データ
第２面
K=-0.074
A4=-7.65886e-03,A6=7.64758e-03,A8=-1.27304e-02,A10=1.12325e-03  
第３面
K=-2.300
A4=7.43092e-02,A6=-4.25252e-02,A8=-5.46544e-02,A10=7.21899e-03  
第４面
K=0.769
A4=-1.45075e-02,A6=-2.99036e-03,A8=-3.41593e-02,A10=1.44787e-02  
第５面
K=-1.179
A4=-5.64628e-02,A6=-1.14086e-02,A8=7.32971e-03,A10=6.13599e-03  
第６面
K=-0.868
A4=-3.88681e-03,A6=-9.37518e-03,A8=2.17085e-02,A10=4.71438e-05  
第７面
K=-0.370
A4=1.08504e-03,A6=-3.68400e-02,A8=1.45648e-02,A10=-4.26925e-03  
第８面
K=-3.625
A4=-4.51723e-02,A6=-1.74045e-03,A8=-5.43564e-03,A10=4.36897e-03  
第９面
K=0.000
A4=-6.85813e-02,A6=-6.14488e-03,A8=6.88174e-03,A10=-7.19530e-04  
第１０面
K=-7.752
A4=-6.18305e-02,A6=1.36568e-02,A8=-2.77902e-03,A10=2.18756e-04,A12=1.00000e-06,
A14=-1.00000e-06  
【００８７】
Fno                2.0
BF (in air)        1.32 
全長 (in air)      5.01
焦点距離           4.19
像高               2.9
【００８８】
数値実施例４
単位ｍｍ
面データ
面番号    r          d         nd        νd
物面      ∞         ∞
1(絞り)   ∞       -0.25
2*       1.844      0.79     1.52400    50.40
3*      -2.678      0.18     1.61700    27.20
4*      -8.597      0.05
5*       8.088      0.35     1.61420    25.60
6*       2.456      0.73
7*      -4.844      0.85     1.53367    55.87
8*      -1.067      0.20
9*     -20.512      0.50     1.53367    55.87
10*      1.236      0.60
11        ∞        0.30     1.51633    64.14
12        ∞        0.52
像面（撮像面）∞
【００８９】
非球面データ
第２面
K=-0.101
A4=-9.12516e-03,A6=1.11727e-02,A8=-1.12394e-02,A10=-9.75791e-04  
第３面
K=-3.000
A4=7.46085e-02,A6=-4.75803e-02,A8=-4.45225e-02,A10=1.57733e-02  
第４面
K=1.006
A4=-1.40656e-02,A6=1.50753e-04,A8=-3.27199e-02,A10=1.32312e-02  
第５面
K=-1.586
A4=-5.48934e-02,A6=-1.44900e-02,A8=4.13210e-03,A10=9.20419e-03
第６面
K=-0.977
A4=-4.75939e-03,A6=-7.96963e-03,A8=2.68478e-04,A10=1.41615e-02  
第７面
K=-4.748
A4=5.27600e-03,A6=-3.41751e-02,A8=1.82030e-02,A10=-1.06920e-02  
第８面
K=-3.886
A4=-4.35304e-02,A6=4.01251e-03,A8=-2.08901e-03,A10=2.21782e-03  
第９面
K=0.000
A4=-6.49350e-02,A6=-6.89170e-03,A8=7.99149e-03,A10=-9.78412e-04  
第１０面
K=-7.724
A4=-6.34728e-02,A6=1.35743e-02,A8=-2.85861e-03,A10=2.30731e-04,A12=1.00000e-06,
A14=-1.00000e-06  
【００９０】
Fno                2.0
BF (in air)        1.32
全長 (in air)      4.97
焦点距離           4.20   
像高               2.9
【００９１】
数値実施例５
単位ｍｍ
面データ
面番号    r          d         nd        νd
物面      ∞         ∞
1(絞り)   ∞       -0.25
2*       1.735      0.73     1.52400    50.40
3*      -2.780      0.18     1.61700    27.20
4*     -14.608      0.05
5*       6.165      0.35     1.61420    25.60
6*       2.365      0.68
7*      -6.723      1.03     1.53367    55.87
8*      -0.986      0.14
9*      -5.018      0.50     1.53367    55.87
10*      1.233      0.60
11        ∞        0.30     1.51633    64.14
12        ∞        0.49 
像面（撮像面）∞
【００９２】
非球面データ
第２面
K=-0.205
A4=4.83366e-03,A6=-1.98339e-02,A8=2.93708e-02,A10=-2.12237e-02  
第３面
K=-0.010
A4=1.55379e-01,A6=-9.59881e-02,A8=-1.58001e-01,A10=1.02101e-01  
第４面
K=0.513
A4=-1.59186e-02,A6=-4.85592e-02,A8=-2.09509e-02,A10=2.08039e-02  
第５面
K=-1.225
A4=-7.81553e-02,A6=-1.41668e-02,A8=-2.33163e-02,A10=3.12065e-02  
第６面
K=-0.454
A4=-2.46822e-04,A6=-1.22881e-02,A8=2.56899e-02,A10=6.16740e-03  
第７面
K=8.180
A4=-1.20379e-02,A6=-1.31761e-02,A8=-5.55024e-03,A10=2.57924e-03  
第８面
K=-3.871
A4=-6.11054e-02,A6=6.65414e-03,A8=-5.99584e-03,A10=3.32831e-03  
第９面
K=0.000
A4=-5.95264e-02,A6=-1.09569e-02,A8=8.05492e-03,A10=-6.80411e-04  
第１０面
K=-9.260
A4=-6.34240e-02,A6=1.48942e-02,A8=-3.32180e-03,A10=2.74039e-04,A12=1.00000e-06,
A14=-1.00000e-06  
【００９３】
Fno                2.0
BF (in air)        1.29
全長 (in air)      4.95
焦点距離           4.20   
像高               2.9
【００９４】
また、以下に条件式対応値を掲げる。
条件式           実施例１   実施例２   実施例３   実施例４   実施例５
(1) (r2+r4)/(r2-r4)   -0.56      -0.56      -0.62      -0.65      -0.79 
(2) f12/f              0.90       0.69       0.93       0.93       0.87 
(3) d6/f               0.18       0.18       0.16       0.17       0.16 
(4) f12/f4             1.48       1.15       1.71       1.66       1.80 
(5) |f5/f|             0.59       0.59       0.50       0.51       0.43 
(6) d23/TL             0.25       0.25       0.25       0.27       0.25
【００９５】
さて、以上のような本発明の撮像光学系は、物体の像をＣＣＤやＣＭＯＳなどの電子撮像素子で撮影する撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、携帯端末、特に持ち運びに便利な携帯電話等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
【００９６】
図１１〜図１２に本発明による結像光学系をデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図１１はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１２は同後方斜視図、図１３はデジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。
【００９７】
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等を含む。そして、撮影者が、カメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１の撮像光学系４８を通して撮影が行われる。
【００９８】
撮影光学系４１によって形成された物体像は、ＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、画像処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この画像処理手段５１にはメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、このメモリは画像処理手段５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。
【００９９】
さらに、ファインダー用光路４４上には、ファインダー用対物光学系５３が配置されている。このファインダー用対物光学系５３は、カバーレンズ５４、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０、フォーカス用レンズ６６からなる。このファインダー用対物光学系５３によって、結像面６７上に物体像が形成される。この物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。このポロプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。
【０１００】
このように構成されたデジタルカメラ４０によれば、撮影光学系４１の構成枚数を少なくした小型化・薄型化の撮像光学系を有する電子撮像装置が実現できる。なお、本発明は、上述した沈胴式のデジタルカメラに限られず、屈曲光学系を採用する折り曲げ式のデジタルカメラにも適用できる。
【０１０１】
次に、本発明の結像光学系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンを図１４〜図１６に示す。図１４はパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図、図１５はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図１６は図１４の側面図である。図１４〜図１６に示されるように、パソコン３００は、キーボード３０１と、情報処理手段や記録手段と、モニター３０２と、撮影光学系３０３とを有している。
【０１０２】
ここで、キーボード３０１は、外部から操作者が情報を入力するためのものである。情報処理手段や記録手段は、図示を省略している。モニター３０２は、情報を操作者に表示するためのものである。撮影光学系３０３は、操作者自身や周辺の像を撮影するためのものである。モニター３０２は、液晶表示素子やＣＲＴディスプレイ等であってよい。液晶表示素子としては、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子がある。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
【０１０３】
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、例えば実施例１の撮像光学系からなる対物光学系１００と、像を受光する電子撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。
【０１０４】
鏡枠の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
電子撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力される。そして、最終的に、物体像は電子画像としてモニター３０２に表示される。図１７には、その一例として、操作者が撮影した画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。遠隔地への画像伝達は、インターネットや電話を利用する。
【０１０５】
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一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話を図２３に示す。図１７（a）は携帯電話４００の正面図、図１７（b）は側面図、図１７（c）は撮影光学系４０５の断面図である。図１７（a）〜（c）に示されるように、携帯電話４００は、マイク部４０１と、スピーカ部４０２と、入力ダイアル４０３と、モニター４０４と、撮影光学系４０５と、アンテナ４０６と、処理手段とを有している。
【０１０６】
ここで、マイク部４０１は、操作者の声を情報として入力するためのものである。スピーカ部４０２は、通話相手の声を出力するためのものである。入力ダイアル４０３は、操作者が情報を入力するためのものである。モニター４０４は、操作者自身や通話相手等の撮影像や、電話番号等の情報を表示するためのものである。アンテナ４０６は、通信電波の送信と受信を行うためのものである。処理手段（不図示）は、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行うためのものである。
【０１０７】
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上に配された対物光学系１００と、物体像を受光する電子撮像素子チップ１６２とを有している。対物光学系１００としては、例えば実施例１の撮像光学系が用いられる。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
【０１０８】
鏡枠の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
電子撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない画像処理手段に入力される。そして、最終的に物体像は、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、処理手段には信号処理機能が含まれている。通信相手に画像を送信する場合、この機能により、電子撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する。
【０１０９】
なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
以上のように、本発明は、大口径、例えばＦナンバーが２．０以下でありながら比較的小型であり、球面収差やコマ軸上色収差等を良好に補正した高性能の撮像光学系に有用である。
【符号の説明】
【０１１１】
Ｇ１          第１レンズ群
Ｇ２          第２レンズ群
Ｇ３          第３レンズ群
Ｇ４          第４レンズ群
Ｇ５          第５レンズ群
Ｌ１〜Ｌ５        各レンズ
ＣＧ          カバーガラス
Ｉ            撮像面
Ｅ            観察者の眼球
４０          デジタルカメラ
４１          撮影光学系
４２          撮影用光路
４３          ファインダー光学系
４４          ファインダー用光路
４５          シャッター
４６          フラッシュ
４７          液晶表示モニター
４８          撮像光学系
４９          ＣＣＤ
５０          撮像面
５１          処理手段
５３          ファインダー用対物光学系
５５          ポロプリズム
５７          視野枠
５９          接眼光学系
６６          フォーカス用レンズ
６７          結像面
１００        対物光学系
１０２        カバーガラス
１６２        電子撮像素子チップ
１６６        端子
３００        パソコン
３０１        キーボード
３０２        モニター
３０３        撮影光学系
３０４        撮影光路
３０５        画像
４００        携帯電話
４０１        マイク部
４０２        スピーカ部
４０３        入力ダイアル
４０４        モニター
４０５        撮影光学系
４０６        アンテナ
４０７        撮影光路
【図１】
2012078643.tif 000003
【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】
2012078643.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2012078643.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2012078643.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2012078643.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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