特許 6830645 撮像用の光学系および撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6830645

(24)【登録日】2021年1月29日

(45)【発行日】2021年2月17日

(54)【発明の名称】撮像用の光学系および撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/04 20060101AFI20210208BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20210208BHJP

【ＦＩ】

   G02B13/04 C

   G02B13/18

【請求項の数】10

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-181654(P2016-181654)

(22)【出願日】2016年9月16日

(65)【公開番号】特開2018-45184(P2018-45184A)

(43)【公開日】2018年3月22日

【審査請求日】2019年6月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000227364

【氏名又は名称】株式会社ｎｉｔｔｏｈ

(74)【代理人】

【識別番号】100102934

【弁理士】

【氏名又は名称】今井 彰

(72)【発明者】

【氏名】澤本 章

【審査官】 殿岡 雅仁

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−２４１５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１５２００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３１９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０２９６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７８２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２１４１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０６２４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１３９３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２９００７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３１３０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３００９７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ９／００ − １７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２ − ２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００ − ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口絞りを挟んで物体側に配置された正の屈折力の第１のレンズ群と、像面側に配置された負の屈折力の第２のレンズ群とから構成された撮像用の光学系であって、
前記第１のレンズ群は、物体側から順番に配置された、物体側に凸の正の屈折力の最先の正のメニスカスレンズと、物体側に凸の負の屈折力のメニスカスレンズと、両凹または物体側に凸のメニスカスタイプの負のレンズとからなる負の屈折力の第１のサブグループと、前記第１のサブグループと前記開口絞りとの間に配置された正の屈折力の第２のサブグループとからなり、
前記第２のレンズ群は、最も像面側に配置された第４のサブグループであって、物体側から順番に配置された、正の屈折力の最終前の正レンズと、空気間隔を設けて配置された像面側に凸の最終の負のメニスカスレンズとからなる第４のサブグループと、前記開口絞りと前記第４のサブグループとの間に配置された、少なくとも１枚の負の屈折力のレンズと少なくとも１枚の正の屈折力のレンズとを含む第３のサブグループとからなり、
前記開口絞りから前記最終の負のメニスカスレンズまでの距離ＬＡと、前記最先の正のメニスカスレンズから前記開口絞りまでの距離ＬＢと、当該光学系の焦点距離ｆとが以下の条件を満たす、光学系。
０．６＜ＬＢ／ＬＡ＜１．５
１．０＜ＬＡ／ｆ＜１．７

【請求項2】

開口絞りを挟んで物体側に配置された正の屈折力の第１のレンズ群と、像面側に配置された負の屈折力の第２のレンズ群とから構成された撮像用の光学系であって、
前記第１のレンズ群は、物体側から順番に配置された、物体側に凸の正の屈折力の最先の正のメニスカスレンズと、物体側に凸の負の屈折力のメニスカスレンズと、両凹または物体側に凸のメニスカスタイプの負のレンズとからなる負の屈折力の第１のサブグループと、前記第１のサブグループと前記開口絞りとの間に配置された正の屈折力の第２のサブグループとからなり、
前記第２のレンズ群は、最も像面側に配置された第４のサブグループであって、物体側から順番に配置された、正の屈折力の最終前の正レンズと、空気間隔を設けて配置された像面側に凸の最終の負のメニスカスレンズとからなる第４のサブグループと、前記開口絞りと前記第４のサブグループとの間に配置された、少なくとも１枚の負の屈折力のレンズと少なくとも１枚の正の屈折力のレンズとを含む第３のサブグループとからなり、
前記最終前の正レンズと前記最終の負のメニスカスレンズとの空気間隔ＤＥと、バックフォーカスＢＦとが以下の条件を満たす、光学系。
０．４＜ＤＥ／ＢＦ＜１．４

【請求項3】

請求項２において、
前記開口絞りから前記最終の負のメニスカスレンズまでの距離ＬＡと、前記最先の正のメニスカスレンズから前記開口絞りまでの距離ＬＢと、当該光学系の焦点距離ｆとが以下の条件を満たす、光学系。
０．６＜ＬＢ／ＬＡ＜１．５
１．０＜ＬＡ／ｆ＜１．７

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記第１のレンズ群の合成焦点距離ｆ１と、前記第１のサブグループの合成焦点距離ｆｎとが以下の条件を満たす、光学系。
０．４＜｜ｆｎ｜／ｆ１＜０．７

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記第１のレンズ群の合成焦点距離ｆ１と、前記第２のレンズ群の合成焦点距離ｆ２とは以下の条件を満たす、光学系。
−０．２３＜ｆ１／ｆ２＜−０．０４

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれかにおいて、
射出瞳から前記最終の負のメニスカスレンズまでの距離ＬＣが以下の条件を満たす、光学系。
０．１＜ＬＣ／ＬＡ＜１．０

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記最先の正のメニスカスレンズの有効径が前記最終の負のメニスカスレンズの有効径よりも大きい、光学系。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれかにおいて、
前記第３のサブグループは、物体側から負の屈折力のレンズと、正の屈折力のレンズと、正の屈折力のレンズと、負の屈折力のレンズとを含む、光学系。

【請求項9】

請求項１ないし８のいずれかにおいて、
フォーカスの際に、前記第１のレンズ群と前記第２のレンズ群とが独立して移動し、前記開口絞りは前記第１のレンズ群とともに移動する、光学系。

【請求項10】

請求項１ないし９のいずれかに記載の光学系と、
前記光学系の像面側に配置された撮像素子とを有する撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カメラなどの撮像装置に好適な撮像用の光学系に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、広画角でありながら画面全域で高画質の画像を得るのが容易で、防振時においても光学性能を良好に維持することが容易な光学系が記載されている。この光学系は、焦点距離がバックフォーカスより短い光学系であって、開口絞りと光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動して結像位置を光軸に対して垂直方向に移動するレンズ群を有し、このレンズ群は正レンズと負レンズの１枚以上を含んでおり、全系の焦点距離、レンズ群の焦点距離、開口絞りから防振レンズ群の開口絞りから最も遠いレンズ面までの光軸上の長さ、最も物体側のレンズ面から最終レンズ面までの光軸上の長さを各々適切に設定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−８５４２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

コンパクトデジタルカメラやミラーレスカメラにおいては、バックフォーカスが短く、大型の撮像素子に対応したイメージサークルの大きい撮像用のレンズシステム（光学系）が要望されている。焦点距離が３０ｍｍ前後の広角レンズで、バックフォーカスが短く、周辺光量も十分に確保された光学系であって、イメージサークルの大きな光学系が要望されている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の態様の１つは、開口絞りを挟んで物体側に配置された正の屈折力の第１のレンズ群と、像面側に配置された負の屈折力の第２のレンズ群とから構成された撮像用の光学系である。第１のレンズ群は、物体側から順番に配置された、物体側に凸の正の屈折力の最先の正のメニスカスレンズと、物体側に凸の負の屈折力のメニスカスレンズと、両凹または物体側に凸のメニスカスタイプの負のレンズとからなる負の屈折力の第１のサブグループと、第１のサブグループと開口絞りとの間に配置された正の屈折力の第２のサブグループとからなる。第２のレンズ群は、最も像面側に配置された第４のサブグループであって、物体側から順番に配置された、正の屈折力の最終前の正レンズと、空気間隔を設けて配置された像面側に凸の最終の負のメニスカスレンズとからなる第４のサブグループと、開口絞りと第４のサブグループとの間に配置された、少なくとも１枚の負の屈折力のレンズと少なくとも１枚の正の屈折力のレンズとを含む第３のサブグループとからなる。

【0006】

広角レンズに多く採用される対称型の光学系は収差補正には適しているが周辺光量が不足がちになる。レトロフォーカス型は、周辺光量を確保しやすいが、バックフォーカスが長くなる。この光学系は、物体側から正のパワーの第１のレンズ群と、負のパワーの第２のレンズ群とを含む、全体としてテレフォトタイプのパワー配置を備えている。したがって、バックフォーカスを短くしやすい。その一方、第１のレンズ群は、負のパワーの第１のサブグループと、正のパワーの第２のサブグループとを備えた、レトロフォーカス型のパワー配置を備えている。したがって、第１のレンズ群は、周辺光量を確保しやすく、さらに、画角を大きくしやすい、広角レンズに適したパワー配置となっている。

【0007】

開口絞りを挟んで、第１のレンズ群の像面側に配置された第２のレンズ群は、パワーが小さい負のレンズ群であり、第３のサブグループによりレトロフォーカス型で不足する収差補正を補い、さらに、その後方に、正の屈折力の最終前の正レンズと、最終の負のメニスカスレンズとを配置し、第１のレンズ群のレトロフォーカス型と対称なパワー配置により収差補正を行うとともに、最終の負のメニスカスレンズにより光束を広げ、大きなイメージサークルを構成しやすくしている。したがって、広角で、バックフォーカスが短く、周辺光量が確保され、さらにイメージサークルの大きな光学系を提供できる。

【0008】

本発明の他の態様の１つは、上記の光学系と、光学系の像面側に配置された撮像素子とを有する撮像装置である。光学系は交換用レンズであってもよく、撮像装置は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ、アクションカメラを含む。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】撮像用の光学系を含む撮像装置の概要を示す図。

【図2】図１に示す光学系のレンズデータを示す図。

【図3】図１に示す光学系の非球面のデータを示す図。

【図4】図１に示す光学系の諸収差を示す図。

【図5】図１に示す光学系の横収差を示す図。

【図6】撮像用の異なる光学系を含む撮像装置の概要を示す図。

【図7】図６に示す光学系のレンズデータを示す図。

【図8】図６に示す光学系の非球面のデータを示す図。

【図9】図６に示す光学系の諸収差を示す図。

【図10】図６に示す光学系の横収差を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１に、撮像用の光学系を備えた撮像装置（カメラ、カメラ装置）の一例を示している。このカメラ１は、光学系（撮像光学系、結像光学系、レンズシステム）１０と、光学系１０の像面側（画像側、撮像側、結像側）１２に配置された撮像素子（撮像デバイス、像面）５とを有する。光学系１０は、開口絞り（絞り）Ｓを挟んで物体側１１に配置された、全体として正の屈折力の第１のレンズ群Ｇ１と、像面側１２に配置された、全体として負の屈折力の第２のレンズ群Ｇ２とから構成されている。

【0011】

第１のレンズ群Ｇ１は、物体側１１から順番に配置された負の屈折力の第１のサブグループＧ１１と、正の屈折力の第２のサブグループＧ１２とを含む。第２のレンズ群Ｇ２は、少なくとも１枚の負の屈折力のレンズと少なくとも１枚の正の屈折力のレンズとを含む第３のサブグループＧ２１と、正の屈折力の最終前の正レンズＬ１０および最終の負のメニスカスレンズＬ１１を含む第４のサブグループＧ２２とを含む。

【0012】

この光学系１０は、全体としてテレフォトタイプのパワー配置を備えており、バックフォーカスを短くしやすい。一方、第１のレンズ群Ｇ１は、負のパワーの第１のサブグループＧ１１と、正のパワーの第２のサブグループＧ１２とを備えたレトロフォーカス型であり、周辺光量を確保しやすく、広画角を得やすい。

【0013】

第１のレンズ群Ｇ１に着目すると、レトロフォーカス型であるので、第１のレンズ群Ｇ１としてのバックフォーカスは、すなわち開口絞りＳから像面５までの距離は長くなるが、本例の光学系１０においては、開口絞りＳを挟んで、第１のレンズ群Ｇ１の像面側１２に第２のレンズ群Ｇ２を配置している。したがって、光学系１０全体としてはバックフォーカスが短く、さらに、対称型に対してレトロフォーカス型を採用することにより不足する収差補正能力を、第２のレンズ群Ｇ２により補うことができる。さらに、第２のレンズ群Ｇ２の後方（像面側１２）に、正の屈折力の最終前の正レンズＬ１０と、最終の負のメニスカスレンズＬ１１とを配置し、第１のレンズ群Ｇ１のレトロフォーカス型と対称なパワー配置により収差補正を行うとともに、最終の負のメニスカスレンズＬ１１により光束を広げ、大きなイメージサークルが得られるようにしている。

【0014】

第１のサブグループＧ１１は、最も物体側１１に配置された物体側１１に凸の正の屈折力の、最先の正のメニスカスレンズＬ１を含む。この光学系１０において、開口絞りＳから最終の負のメニスカスレンズＬ１１の像面側１２の面までの光軸１５の上の距離ＬＡと、最先の正のメニスカスレンズＬ１の物体側１１の面から開口絞りＳまでの光軸１５の上の距離ＬＢと、当該光学系の焦点距離ｆとが以下の条件（１）および（２）を満たすことが望ましい。
０．６＜ＬＢ／ＬＡ＜１．５ ・・・（１）
１．０＜ＬＡ／ｆ＜１．７ ・・・（２）

【0015】

条件（１）の上限は１．３であることが望ましい。条件（２）の下限は１．１であることが望ましく、上限は１．５であることがさらに望ましい。

【0016】

条件（１）の下限未満であると、光学系１０の全長をある程度の範囲に収めようとすると、相対的に第１のレンズ群Ｇ１を配置するスペースが狭くなりレンズ間隔が確保しにくく収差補正能力が低下する。また、開口絞りＳの位置にレンズシャッターを配置しにくくなる。条件（１）の上限を超えると、逆に、第２のレンズ群Ｇ２を配置するスペースが狭くなりレンズ間隔が確保しにくく収差補正能力が低下する。特に、レンズＬ１０とＬ１１との間隔を確保できなくなるので、像面湾曲、コマ収差の補正が不十分になる。したがって、画角が大きな入射光を大きなイメージサークルに結像するためには、開口絞りＳを挟んで配置される第１のレンズ群Ｇ１の長さと第２のレンズ群Ｇ２の長さとがほぼ等しい、条件（１）の範囲であることが望ましい。

【0017】

条件（２）の下限未満であると、第２のレンズ群Ｇ２を配置するスペースが狭くなりレンズ間隔が確保しにくく収差補正能力が低下する。条件（２）の上限を超えると、光学系１０の全長が長くなり、コンパクトな光学系１０を提供しにくい。

【0018】

この光学系１０において、第１のレンズ群Ｇ１の合成焦点距離ｆ１と、第１のサブグループＧ１１の合成焦点距離ｆｎとが以下の条件（３）を満たすことが望ましい。
０．４＜｜ｆｎ｜／ｆ１＜０．７ ・・・（３）

【0019】

条件（３）の下限は０．５であることがさらに好ましい。条件（３）の下限未満であると、レトロフォーカス型のパワー配置となる第１のレンズ群Ｇ１の第１のサブグループＧ１１の負のパワーが不足し、開口絞りＳから像面５までの空間が狭くなり、第２のレンズ群Ｇ２を配置しにくくなる。一方、条件（３）の上限を超えると、第１のサブグループＧ１１の負のパワーが強すぎて、収差補正が難しくなる。

【0020】

この光学系１０において、第１のレンズ群Ｇ１の合成焦点距離ｆ１と、第２のレンズ群Ｇ２の合成焦点距離ｆ２とは以下の条件（４）を満たすことが望ましい。
−０．２３＜ｆ１／ｆ２＜−０．０４ ・・・（４）

【0021】

第２のレンズ群Ｇ２は、第１のレンズ群Ｇ１で補正しきれない収差をさらに補正する機能を含むが、条件（４）の下限未満であると第２のレンズ群Ｇ２の負のパワーが強すぎて諸収差の補正が難しくなる。一方、条件（４）の上限を超えると、第２のレンズ群Ｇ２のパワーが小さすぎて諸収差の補正が不十分となり、光学系１０が大型になりやすい。

【0022】

また、最終前の正レンズＬ１０と最終の負のメニスカスレンズＬ１１との空気間隔ＤＥと、バックフォーカスＢＦとが以下の条件（５）を満たすことが望ましい。空気間隔ＤＥは、レンズＬ１０の像面側１２の面と、レンズＬ１１の物体側１１の面との光軸１５の上の距離である。
０．４＜ＤＥ／ＢＦ＜１．４ ・・・（５）

【0023】

条件（５）の下限未満であると、空気間隔ＤＥが小さすぎて第２のレンズ群Ｇ２のパワーが不足し、収差補正が困難となり、光学系１０が大型になりやすい。条件（５）の上限を超えると、レンズＬ１１の径が大きくなりすぎて光学系１０が大型になり、また、像面湾曲の補正が難しくなる。

【0024】

この光学系１０においては、さらに、射出瞳ＥＰから最終の負のメニスカスレンズＬ１１の像面側１２の面までの距離ＬＣが以下の条件（６）を満たすことが望ましい。
０．１＜ＬＣ／ＬＡ＜１．０ ・・・（６）

【0025】

条件（６）の下限は０．４であることが好ましく、上限は０．８であることが好ましい。条件（６）の下限未満であると、第２のレンズ群Ｇ２のパワーが大きくなりすぎて諸収差の補正が難しくなる。また、光学系１０の全体の長さ（レンズ長）が長くなったり、バックフォーカスが長くなる要因にもなる。条件（６）の上限を超えると、第１のレンズ群Ｇ１のパワーが強すぎて、最も物体側１１のレンズＬ１の径がさらに大きくなり、対称性が崩れるので歪曲収差、像面湾曲の補正が難しくなる。

【0026】

この光学系１０においては、最先の正のメニスカスレンズＬ１の有効径を最終の負のメニスカスレンズＬ１１の有効径よりも大きくすることができ、より広画角の光学系１０を提供できる。また、第２のレンズ群Ｇ２の物体側１１に配置される第３のサブグループＧ２１は、物体側１１から負の屈折力のレンズＬ６と、正の屈折力のレンズＬ７と、正の屈折力のレンズＬ８と、負の屈折力のレンズＬ９とを含むことが望ましい。対称的な配置とすることにより収差補正が容易になる。また、これらのレンズの正負の組み合わせは接合レンズとして実装してもよく、接合レンズとせずに、レンズの両面を補正に活かしてもよく、非球面とすることも可能である。

【0027】

光学系１０は、固定焦点であり、フォーカスの際に、第１のレンズ群Ｇ１と第２のレンズ群Ｇ２とが独立して移動するものであってもよい。この場合、開口絞りＳは第１のレンズ群Ｇ１とともに移動することが望ましい。

【0028】

図１に示した実施例１の光学系１０は、全体として１１枚構成で、物体側１１の第１のレンズ群Ｇ１はレンズＬ１〜Ｌ５の５枚で構成され、開口絞りＳを挟んで像面側１２に配置された第２のレンズ群Ｇ２はレンズＬ６〜Ｌ１１の６枚で構成されている。第１のレンズ群Ｇ１は、光軸１５に沿って物体側１１から順番に配置された、物体側１１に凸の正のパワーのメニスカスレンズ（最先の正のメニスカスレンズ）Ｌ１と、物体側１１に凸の負のパワーのメニスカスレンズＬ２と、両凹の負レンズＬ３と、物体側１１に凸の正のパワーのメニスカスレンズＬ４と、両凸の正レンズＬ５とを含む。レンズＬ１〜Ｌ３が、負のパワーの第１のサブグループＧ１１を構成し、レンズＬ４およびＬ５が、正のパワーの第２のサブグループＧ１２を構成している。

【0029】

第２のレンズ群Ｇ２は、光軸１５に沿って物体側１１（開口絞りＳの側）から順番に配置された、両凹の負レンズＬ６と、両凸の正レンズＬ７と、両凸の正レンズＬ８と、両凹の負レンズＬ９と、物体側１１に凸の正のパワーのメニスカスレンズ（最終前の正レンズ）Ｌ１０と、像面側１２に凸の負のパワーのメニスカスレンズ（最終の負のメニスカスレンズ）Ｌ１１とを含む。正レンズＬ８と負のレンズＬ９との組み合わせは接合レンズであり、両凸の正レンズＬ７の両面Ｓ１４およびＳ１５は非球面である。

【0030】

この光学系１０は、焦点調整（フォーカシング）の際に、第１のレンズ群Ｇ１が一体で、第２のレンズ群Ｇ２とは独立して移動する。開口絞りＳは第１のレンズ群Ｇ１と一体で動く。具体的には、焦点を合わせる際に、第１のレンズ群Ｇ１と第２のレンズ群Ｇ２とは独立して物体側１１に移動する。

【0031】

図２に光学系１０を構成する各レンズのデータを示している。曲率半径（Ｒ）は物体側１１から順に並んだ各レンズの各面の曲率半径（ｍｍ）、間隔ｄは各レンズ面の間の距離（ｍｍ）、有効径Ｄｅは各レンズ面の有効径（ｍｍ）、屈折率ｎｄは各レンズの屈折率（ｄ線）、アッベ数νｄは各レンズのアッベ数（ｄ線）を示している。なお、最終の間隔、本例においてはｄ２２が光学系１０と撮像デバイス５との距離（バックフォーカス、ＢＦ）を示す。以下においても同様である。

【0032】

図３には、レンズＬ７の両面Ｓ１４およびＳ１５の非球面係数を示す。非球面は、Ｘを光軸方向の座標、Ｙを光軸と垂直方向の座標、光の進行方向を正、Ｒを近軸曲率半径とすると、図３に示した係数Ｋ、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥを用いて次式で表わされる。以降の実施形態においても同様である。なお、「ｅｎ」は、「１０のｎ乗」を意味する。
Ｘ＝（１／Ｒ）Ｙ^２／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（１／Ｒ）^２Ｙ^２｝^１／２］
＋ＡＹ^４＋ＢＹ^６＋ＣＹ^８＋ＤＹ^１０＋ＥＹ^１２

【0033】

図４に、光学系１０の球面収差、非点収差、歪曲収差を示している。球面収差は、波長４０６．００００ｎｍ（長破線）と、波長４３５．８３４０ｎｍ（二点鎖線）と、波長４８６．１３３０ｎｍ（中破線）と、波長５４６．０７４０ｎｍ（実線）と、波長５８７．５６２０ｎｍ（一点鎖線）と、６５６．２７３０ｎｍ（短破線）とを示している。非点収差はタンジェンシャル光線Ｔとサジタル光線Ｓとを示している。図５に、光学系１０の倍率色収差（横収差）をタンジェンシャル光線およびサジタル光線のそれぞれについて波長４３５．８３４０ｎｍ（二点鎖線）と、波長４８６．１３３０ｎｍ（中破線）と、波長５４６．０７４０ｎｍ（実線）と、波長５８７．５６２０ｎｍ（一点鎖線）と、６５６．２７３０ｎｍ（短破線）とで示している。以下に示す収差図においても同様である。

【0034】

この光学系１０の主な性能を示す数値は以下の通りである。
全体の合成焦点距離（ｆ）： ３０．９８（ｄ線基準の計算、以下同様）
Ｆ値： ３．５
最大画角（半画角）： ４２．７３度
イメージサークル： φ５６ｍｍ
バックフォーカス（ＢＦ）： １８．６４ｍｍ
第１のレンズ群Ｇ１の焦点距離（パワー、ｆ１）： ３２．３ｍｍ
第２のレンズ群Ｇ２の焦点距離（パワー、ｆ２）： −２７１．３２ｍｍ
第１のサブグループＧ１１の焦点距離（ｆｎ）： −２０．９８ｍｍ
間隔ＤＥ（ｄ２０）： １０．７８ｍｍ
距離ＬＡ： ３４．９３ｍｍ
距離ＬＢ： ４０．８３ｍｍ
距離ＬＣ： ２１．３９ｍｍ
条件（１）： １．１７
条件（２）： １．１３
条件（３）： ０．６５
条件（４）： −０．１２
条件（５）： ０．５８
条件（６）： ０．６１

【0035】

この光学系（レンズシステム）１０は、最先（最も物体側１１）の正のメニスカスレンズＬ１と最終（最も像面側１２）の負のメニスカスレンズＬ１１とが開口絞りＳに対してほぼ等距離に配置された、最終の負のメニスカスレンズＬ１１よりも有効径が大きな正のメニスカスレンズＬ１を最先に配置し、焦点距離が３０．９８ｍｍ、画角が半画角で４２．７３度という広角レンズで、バックフォーカスＢＦが１８．６４ｍｍと短く、さらにＦ値が３．５という明るいレンズシステムとなっている。バックフォーカスＢＦが短いにも関わらず、イメージサークルは直径５６ｍｍと大きい。さらに、この光学系１０は、上述した各条件を満たし、収差図に示すように、諸収差は良好に補正されており、鮮明な像を得ることができる。

【0036】

また、開口絞りＳは、光学系１０のほぼ中央に位置しており、開口絞りＳの場所にレンズシャッターを配置することが可能な構成となっている。したがって、この光学系１０は、コンパクトデジタルカメラに適した、標準から広角をカバーするレンズシステムとなっている。

【0037】

図６に、異なる撮像用の光学系１０を備えたカメラ１の例を示している。この光学系１０も実施例１の光学系（レンズシステム）と同様に広角から標準をカバーするのに適したレンズシステムであり、開口絞り（絞り）Ｓを挟んで物体側１１に配置された、全体として正の屈折力の第１のレンズ群Ｇ１と、像面側１２に配置された、全体として負の屈折力の第２のレンズ群Ｇ２とから構成されている。

【0038】

第１のレンズ群Ｇ１は、５枚構成で、光軸１５に沿って物体側１１から順番に配置された、物体側１１に凸の正のパワーのメニスカスレンズ（最先の正のメニスカスレンズ）Ｌ１と、物体側１１に凸の負のパワーのメニスカスレンズＬ２と、物体側１１に凸の負のパワーのメニスカスレンズＬ３と、物体側１１に凸の正のパワーのメニスカスレンズＬ４と、両凸の正レンズＬ５とを含む。レンズＬ１〜Ｌ３が、負のパワーの第１のサブグループＧ１１を構成し、レンズＬ４およびＬ５が、正のパワーの第２のサブグループＧ１２を構成し、第１のレンズ群Ｇ１は全体としてレトロフォーカス型のパワー配置となっている。

【0039】

第２のレンズ群Ｇ２は６枚構成で、光軸１５に沿って物体側１１（開口絞りＳの側）から順番に配置された、両凹の負レンズＬ６と、両凸の正レンズＬ７と、両凸の正レンズＬ８と、両凹の負レンズＬ９と、物体側１１に凸の正のパワーのメニスカスレンズ（最終前の正レンズ）Ｌ１０と、像面側１２に凸の負のパワーのメニスカスレンズ（最終の負のメニスカスレンズ）Ｌ１１とを含む。正レンズＬ８と負のレンズＬ９との組み合わせは接合レンズであり、負レンズＬ６と正レンズＬ７とは最小の空気間隔で配置され、正レンズＬ７の両面Ｓ１４およびＳ１５は非球面である。

【0040】

第２のレンズ群Ｇ２は、全体として第１のレンズ群Ｇ１に対して弱い負のパワーのレンズ群であり、非対称なレトロフォーカス型の第１のレンズ群Ｇ１で発生した諸収差を補正する機能を含む。第２のレンズ群Ｇ２の物体側１１の第３のサブグループＧ２１は、物体側１１から並んだ負レンズＬ６と、正レンズＬ７と、正レンズＬ８と、負レンズＬ９とで構成された対称的なパワー配置を含み、倍率色収差を含めた諸収差を補正しやすい構成となっている。第２のレンズ群Ｇ２の像面側１２の第４のサブグループＧ２２は、物体側１１から順番に配置された、正レンズＬ１０と、像面側１２に凸の負のパワーのメニスカスレンズＬ１１とで構成されており、第１のレンズ群Ｇ１のレトロフォーカス型と対称なパワー配置となっている。したがって、第４のサブグループＧ２２により第１のレンズ群Ｇ１で発生した諸収差を補正しやすい。

【0041】

さらに、最も像面側１２を正のパワーのレンズＬ１０と負のパワーのレンズＬ１１とで構成することにより像面側１２のレンズ径を抑えて大きなイメージサークルを形成することができる。特に、最も像面側１２のレンズＬ１１は、像面側１２に凸の負のメニスカスレンズであり、像面側１２の最終の正レンズＬ１０の像面側１２の面と向かい合った面の組み合わせを形成している。これらの面により負のパワーを確保するとともに、収差補正に要する面の数を確保し、さらに、ペッツバール和が大きくなりすぎて像面湾曲が増加することも抑制できている。

【0042】

図７に光学系１０を構成する各レンズのデータを示している。図８には、非球面のデータを示し、図９に、光学系１０の球面収差、非点収差、歪曲収差を示し、図１０に、光学系１０の倍率色収差（横収差）をタンジェンシャル光線およびサジタル光線のそれぞれについて示している。

【0043】

この光学系１０の主な性能を示す数値は以下の通りである。
全体の合成焦点距離（ｆ）： ３１．００
Ｆ値： ３．５
最大画角（半画角）： ４２．７２度
イメージサークル： φ５６ｍｍ
バックフォーカス（ＢＦ）： １３．３ｍｍ
第１のレンズ群Ｇ１の焦点距離（パワー、ｆ１）： ２７．６９ｍｍ
第２のレンズ群Ｇ２の焦点距離（パワー、ｆ２）： −１４１．３８ｍｍ
第１のサブグループＧ１１の焦点距離（ｆｎ）： −１７．２４ｍｍ
間隔ＤＥ（ｄ２０）： １４．３０ｍｍ
距離ＬＡ： ４２．４１ｍｍ
距離ＬＢ： ２９．６９ｍｍ
距離ＬＣ： ２６．６ｍｍ
条件（１）： ０．７
条件（２）： １．３７
条件（３）： ０．６２
条件（４）： −０．２０
条件（５）： １．０７
条件（６）： ０．６２

【0044】

この撮像光学系１０も条件（１）〜（６）をすべて満足する光学系であり、全体としてテレフォトタイプでありながら、焦点距離が３１ｍｍと短く広角で、画角も半画角で４２．７２度と大きく、Ｆ値も３．５と明るく、イメージサークルも５６ｍｍと大きく、さらに、バックフォーカスＢＦが１３．３ｍｍと小さい、コンパクトで明るい撮像光学系１０となっている。また、収差図に示すように諸収差も良好に補正されている。

【0045】

また、この光学系１０においても、開口絞りＳは、光学系１０のほぼ中央に位置しており、開口絞りＳの場所にレンズシャッターを配置することが可能な構成となっている。したがって、この光学系１０も、コンパクトデジタルカメラに適した、主に広角をカバーするレンズシステムとなっている。

【符号の説明】

【0046】

１ 撮像装置、 ５ 撮像素子、１０ 撮像用光学系

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】