撮像光学系およびカメラ装置および携帯情報端末装置
【課題】大口径で小さいＦナンバを有し、撮影性能が良好で、ＮＤフィルタの使用によるゴーストの発生を有効に軽減できる撮像光学系を実現する。
【解決手段】開口絞りＳと、開口絞りＳの物体側に配置される第１レンズ群Ｇ１と、像側に配置される第２レンズ群Ｇ２と、第１、第２レンズ群の光軸方向における開口絞りＳの位置と略同位置に配置される平行平板状のＮＤフィルタＮＤとを有し、第２レンズ群Ｇ２は全体として正の屈折力を有し、ＮＤフィルタＮＤは光軸から退避可能であって、光量を減衰可能であり、光の波長領域：４００ｎｍ〜７００ｎｍ内における平均反射率を、物体側からの入射光につきＲ１、像側からの入射光につきＲ２とするとき、これらＲ１、Ｒ２が条件：（１）Ｒ１／Ｒ２＞２．０ を満足する。
【解決手段】開口絞りＳと、開口絞りＳの物体側に配置される第１レンズ群Ｇ１と、像側に配置される第２レンズ群Ｇ２と、第１、第２レンズ群の光軸方向における開口絞りＳの位置と略同位置に配置される平行平板状のＮＤフィルタＮＤとを有し、第２レンズ群Ｇ２は全体として正の屈折力を有し、ＮＤフィルタＮＤは光軸から退避可能であって、光量を減衰可能であり、光の波長領域：４００ｎｍ〜７００ｎｍ内における平均反射率を、物体側からの入射光につきＲ１、像側からの入射光につきＲ２とするとき、これらＲ１、Ｒ２が条件：（１）Ｒ１／Ｒ２＞２．０ を満足する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮像光学系およびカメラ装置および携帯情報端末装置に関する。
【０００２】
この発明の撮像光学系は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラの撮影用レンズ系として好適に用いることができるほか、銀塩写真カメラの撮影用レンズ系として用いることができる。
【０００３】
従ってこの発明のカメラ装置は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ、銀塩写真カメラとして実施できる。そして、このデジタルカメラやデジタルビデオカメラを撮影機能部として通信等の情報処理を可能とした携帯情報端末装置を実現できる。
【背景技術】
【０００４】
デジタルカメラが広く普及し、性能も高くなってきており、カメラのタイプも多様化してきている。その中で「高性能な単焦点レンズを搭載した小型で高画質のコンパクトカメラ」を求めるユーザも多く、高性能であることに加えＦナンバが小さい「大口径」のものの実現に対する期待が大きい。
【０００５】
Ｆナンバが小さいカメラ装置を、例えば「晴天の日中」など、明るい環境で使用するには「高速シャッタの切れるシャッタユニット」の搭載が必要となる。
一般的なレンズ一体型デジタルカメラでは、シャッタを「絞り羽根付近」に備えることが多く、Ｆナンバが小さくなって開口絞りが大きくなるほど、シャッタの高速化が必要となり、これを実現するためにシャッタユニットが大型化したり、消費電力が大きくなったりし易い。
【０００６】
この問題を回避する方策として、光量減衰用のＮＤフィルタ（ニュートラル・デンシティ・フィルタ）を使用することが、特許文献１〜４等に提案されている。
シャッタユニットにＮＤフィルタを内蔵し、結像レンズ系の光軸位置に対して挿入・退避を可能とし、通常は光軸から退避させておき、必要に応じて光軸上に挿入して開口絞り全体を覆い、撮影光量を減衰させた状態でシャッタを動作させる。
【０００７】
このようにすれば、シャッタ速度をさほど高速化しなくても、明るい環境で適正な撮影が可能になる。
【０００８】
また、開口径を小さくせずに撮影光量を減衰させることで、光の回折による光学性能の劣化を抑制することができ、また、被写界深度の浅い撮影も可能となる。
【０００９】
さらに、ＮＤフィルタを開口絞り近傍に配設すると、ＮＤフィルタの「光軸上への挿入・退避時の駆動源や電源」をシャッタと共通化でき、撮影光束全体を覆うのに大面積を必要としないという利点がある。
【００１０】
しかしながら反面、ＮＤフィルタの開口絞り近傍への配置は、撮像素子側からの反射光によるゴーストを発生させ得るという問題を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明は、大口径で小さいＦナンバを有し、撮影性能が良好で、ＮＤフィルタの使用による明るいゴーストの発生を有効に軽減もしくは防止できる撮像光学系およびこれを用いるカメラ装置・携帯情報端末装置の実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の撮像光学系は、開口絞りと、第１および第２レンズ群と、ＮＤフィルタを有する。
【００１３】
「第１レンズ群」は、開口絞りの物体側に配置される。
「第２レンズ群」は、開口絞りの像側に配置される。第２レンズ群は全体として「正の屈折力」を有する。
【００１４】
上記開口絞りと第１および第２レンズ群は「結像光学系」を構成する。
「ＮＤフィルタ」は、撮影光束の光量を減衰させるものであって平行平板状であり、第１、第２レンズ群の光軸方向における「開口絞りの位置と略同位置」に配置され、光軸から退避可能である。
【００１５】
ＮＤフィルタは、その平均屈折率：Ｒ１、Ｒ２が、条件：
（１） Ｒ１／Ｒ２ ＞ ２．０
を満足する。
【００１６】
条件（１）における平均反射率：Ｒ１、Ｒ２は、以下のように定義される。
即ち、光の波長領域：４００ｎｍ〜７００ｎｍを、略等間隔にｎ（≧５）分した各波長：λｉ（ｉ＝１〜ｎ）とする。
波長：λｉは、４００ｎｍを含むことができ、７００ｎｍを含むこともできる。
例えば、ｎ＝５とする場合、波長：λｉ（ｉ＝１〜５）を、４００ｎｍ、４７５ｎｍ、５５０ｎｍ、６２５ｎｍ、７００ｎｍのように選ぶことができる。あるいは、ｎ＝７として、４００ｎｍ、４６０ｎｍ、５２０ｎｍ、５８０ｎｍ、６４０ｎｍ、７００ｎｍとすることもできる。
【００１７】
平均反射率：Ｒ１は、ＮＤフィルタに対し、波長：λｉの光を入射光量：Ｉ１ｉで物体側から入射させたとき、ＮＤフィルタの物体側面による反射光量：Ｒ１１ｉおよび、ＮＤフィルタの像側面により反射されて物体側に射出する反射光量：Ｒ１２ｉにより、次式：
Ｒ１＝[Σ{（Ｒ１１ｉ＋Ｒ１２ｉ）／Ｉ１ｉ}]／n （ｉ＝１〜ｎ）
で定義される。
【００１８】
平均反射率：Ｒ２は、ＮＤフィルタに対し、波長：λｉの光を入射光量：Ｉ２ｉで像側から入射させたとき、ＮＤフィルタの物体側面により反射されて像側へ射出する反射光量：Ｒ２１ｉおよび、ＮＤフィルタの像側面による反射光量：Ｒ２２ｉにより、次式：
Ｒ２＝[Σ{（Ｒ２１ｉ＋Ｒ２２ｉ）／Ｉ２ｉ}］／n （ｉ＝１〜ｎ）
で定義される。
【００１９】
上記ｎの上限については特に制限はなく、ｎが無限大となるとき、上記Ｒ１、Ｒ２は、連続的に変化する波長：λの光の強度をＩ１（λ）、Ｉ２（λ）、上記反射光量を、Ｒ１１（λ）、Ｒ１２（λ）、Ｒ２１（λ）、Ｒ２２（λ）として、
Ｒ１＝∫［｛Ｒ１１（λ）／Ｉ１（λ）｝＋∫｛Ｒ１２（λ）／Ｉ１（λ）｝］ｄλ
／（λＵ−λＬ７）
Ｒ２＝∫［｛Ｒ２１（λ）／Ｉ２（λ）｝＋∫｛Ｒ２２（λ）／Ｉ２（λ）｝］ｄλ
／（λＵ−λＬ７）
（λＵ、λＬはそれぞれ、積分の上限波長（７００ｎｍ）、加減波長（４００ｎｍ）
となる。
【００２０】
なお、Ｒ１１ｉ、Ｒ１２ｉ、Ｒ２１ｉ、Ｒ２２ｉは、上記波長領域：４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内のｎ点に対し、最大・最小の幅が、最大値に対して８５％以内、好ましくは５０％以内であるのが良い。
【００２１】
上記平均反射率：Ｒ１、Ｒ２を、図１を参照して説明する。
【００２２】
図１（ａ）、（ｂ）において、符号ＮＤは「ＮＤフィルタ」を示している。これらの図において、ＮＤフィルタＮＤの左側が物体側、右側画像側である。
図１（ａ）において、入射光：Ｉ１とあるのは、上の説明で入射光量：Ｉ１ｉとしたものである。また、反射光：Ｒ１１、Ｒ１２は、上の説明で反射光量：Ｒ１１ｉ、Ｒ１２ｉとしたものである。
【００２３】
図１（ｂ）において、入射光：Ｉ２とあるのは、上の説明で入射光量：Ｉ２ｉとしたものである。また、反射光：Ｒ２１、Ｒ２２は、上の説明で反射光量：Ｒ２１ｉ、Ｒ２２ｉとしたものである。
【００２４】
図１（ｃ）は、波長領域：４００〜７００ｎｍの範囲における反射率の分光特性の例を示している。例えば、この分光特性が、物体側からの入射光に対するものであるならば、図１（ｃ）の分光特性を波長領域：４００〜７００ｎｍの範囲について平均したものが、平均反射率：Ｒ１に対応する。
【００２５】
また、図１（ｃ）の分光特性が、像側からの入射光に対するものならば、図１（ｃ）の分光特性を波長領域：４００〜７００ｎｍの範囲について平均したものが、平均反射率：Ｒ２に対応する。
【００２６】
従来から一般に知られているＮＤフィルタは「光を吸収する有機色素または顔料を混ぜ練り込んだ材料によって作られる練りこみタイプ」のものと、「ベースとなる透明材料の表面に光学薄膜（多層膜）を蒸着して作られる蒸着タイプ」のものとが知られている。
蒸着タイプのＮＤフィルタは、形成する光学薄膜の分光反射特性を予め設計できるので、ベースとなる平行平面板状の透明材料の表裏にそれぞれ異なる分光反射特性の多層膜を形成することが可能であるので、透明材料表裏の光学薄膜の分光反射率特性を調整することにより、表面側から入射する光に対する平均反射率：Ｒ１と、裏面側から入射する光に対する平均反射質：Ｒ２を、上記条件（１）を満足するように調整するのが容易である。
【００２７】
即ち、ＮＤフィルタとして所望の透過率を得ながら、一方の面側の反射率の上昇を許容することで、他方の面方向への反射率を低減させることが可能である。
請求項１における「ＮＤフィルタ」は、ガラス板等の透明材料を用いる上記蒸着タイプのものや、練りこみタイプのものの少なくとも片面に、前記の如き光学薄膜を形成して、条件（１）を満足させるようにしたものを用いることができる。
【００２８】
請求項１記載の撮像光学系は、第１レンズ群の焦点距離：ｆ１、全系の焦点距離：ｆが、条件：
（２） ｜ｆ１｜／ｆ ＞ １０．０
を満足することが好ましい（請求項２）。
請求項１または２記載の撮像光学系はまた、像高：ＹＩ、像面よりも物体側を負方向とする射出瞳距離：ＡＰが、条件：
（３） ０．２７ ＞ ＹＩ／ＡＰ ＞ −０．２７
を満足することが好ましい（請求項３）。
【００２９】
請求項１〜３の任意の１に記載の撮像光学系は「第２レンズ群と像面との間に、平行平板状のフィルタを１以上有する」ことができる（請求項４）。
【００３０】
請求項１〜４の任意の１に記載の撮像光学系は、ＮＤフィルタが、開口絞り近傍に配設されるシャッタユニットに内蔵されて「光軸上への配置」と「光軸からの退避」が可能であることができる（請求項５）。
【００３１】
この発明のカメラ装置は、請求項１〜５の任意の１に記載の撮像光学系を有するカメラ装置である（請求項６）。
【００３２】
このカメラ装置は、銀塩写真カメラとして実施することもできるが、「撮影画像をデジタル情報とする機能」を有することが好ましく（請求項８）、従ってデジタルカメラやデジタルビデオカメラとして好適に実施できる。
【００３３】
このカメラ装置は、持ち歩き時等の非撮影時に「結像光学系を沈胴式に収納」するように構成でき、この沈胴式の収納時に結像光学系を構成する一部のレンズ」が光軸上から退避するようにできる。
【００３４】
この発明の携帯情報端末装置は「請求項８記載のカメラ装置を撮影機能部として有」する（請求項９）。
【００３５】
説明を補足する。
【００３６】
この発明の撮像光学系のような構成では、開口絞り径の拡大を防ぎ、且つ、開口絞りの両側に位置する第１、第２レンズ群間の過大な収差のやり取りを抑制する必要がある。
即ち、「第１レンズ群と第２レンズ群のパワーバランス」を考慮する必要がある。
しかし、第１、第２レンズ群のパワーバランスを適正化して結像光学系の性能を良好にすると、開口絞り近傍における軸上マージナル光線が「光軸と平行に近い角度」となりやすい。
そのため、軸上マージナル光線が、反射率の高い撮像素子の像面や、一般的には反射防止膜を形成できない撮像素子封止ガラス（撮像素子としてのＣＣＤやＣＭＯＳのシールガラス）からの反射光が、開口絞り近傍位置に配設されるＮＤフィルタ面で再度像面方向に反射すると「像面付近で焦点を結ぶような非常に明るいゴースト」を発生させてしまう。
【００３７】
また、デジタルカメラにおいては、各画素に色フィルタやマイクロレンズを有するエリアセンサの構造から「射出瞳位置を像面から遠ざけ、周辺光束がセンサ表面に対し垂直に近い角度で入射する」ことが好ましい。
【００３８】
周辺光束が垂直に近い角度で「反射率の比較的高い撮像素子やフィルタ類」に入射すると、撮像素子表面やフィルタ類で反射された周辺光も、開口絞り近傍位置に配設されるＮＤフィルタのフィルタ面で再度像面側に反射すると「像面付近で焦点を結ぶような非常に明るいゴースト」を発生させてしまう。
条件（１）は、このようなゴーストの発生を有効に抑制する条件である。
【００３９】
条件（１）の下限値を超えると、ＮＤフィルタの平均反射率：Ｒ１、Ｒ２において、像側からＮＤフィルタに入射して像側へ反射される反射光の平均反射率：Ｒ２が、物体側からＮＤフィルタに入射して物体側へ反射される反射光の平均反射率：Ｒ１に対して相対的に大きくなり、像側への反射光量が増大して「像面付近で焦点を結ぶ非常に明るいゴースト」を発生させ易くなる。
【００４０】
条件（１）は、上記の如くゴーストの発生を有効に抑制する条件であり、明るいゴーストの発生は主として、ＮＤフィルタの像側面に像側から入射して像側へ反射される光により生じるものであるから、平均反射率：Ｒ２は「０」であることが理想であり、平均反射率：Ｒ１も条件（１）を満足する範囲内で小さいことがこのましく、これら平均反射率：Ｒ１は、せいぜい１０％以下程度、Ｒ２は、せいぜい２％以下程度であることが好ましく、条件（１）の下限値は、５以上であることが好ましい。
【００４１】
条件（２）は、結像光学系としての性能を確保する条件である。
【００４２】
第２レンズ群は全体として正の屈折力を有するが、第１レンズ群は全体として「正の屈折力」を持つこともできるし、「負の屈折力」を持つこともできる。
【００４３】
第１レンズ群の屈折力が全体として正のときに、条件（２）の下限値を超えると「全系の焦点距離：ｆに対する第１レンズ群の焦点距離：ｆ１が長くなりすぎ、第１レンズ群の正の屈折力が相対的に低くなり、第１レンズ群の収差補正能力が減少し、歪曲収差を始めとする各種収差の補正が困難となり易い。
また、第１レンズ群の屈折力が全体として負のときに、条件（２）の下限値を超えると、第１レンズ群の負の屈折力が弱くなるため、開口絞り径が過大となり易く、コンパクトな撮像光学系を構成することが困難になる。
さらに、第１、第２レンズ群間で「やり取りされる収差」が過大となり、開口絞りを挟んだ群同士の偏心感度が上昇し過ぎる恐れもある。
さらにまた、第２レンズ群の屈折力を相対的に強くしなければならず、像面の曲がりが大きくなったり、負の歪曲収差が大きく発生しやすくなったりし易い。
【００４４】
第１レンズ群の屈折力の正負に関わらず、条件（２）の下限値を超えると、第１レンズ群内における「球面収差をはじめとする諸収差のやり取り」が過大となって、第１レンズ群のレンズ間の偏心や空気間隔に対する要求精度が高くなりすぎる恐れがある。
【００４５】
条件（３）の上限値、下限値のどちらを超えても、周辺光束が「像面に対してある程度の角度を持って入射」することとなり、「各画素に色フィルタやマイクロレンズを有するエリアセンサの表面に対し、周辺光束が垂直に近い角度で入射する」という好ましい状況を実現できない。
【００４６】
また、このように、周辺光束が「像面に対してある程度の角度を持って入射」すると、条件（１）を満足するＮＤフィルタを用いてゴーストを軽減する効果が薄れてしまう。
【００４７】
条件（３）を満足すると、周辺光束においても、像面に対して垂直に近い角度で光線が入射することとなり、上記条件（１）を満足するＮＤフィルタを開口絞りと略同位置に用いてゴーストの発生を有効に軽減させることができる。
【００４８】
ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子は、赤外側の感度が高く、また周期的な離散構造であるため、撮像光学系中に、赤外カットフィルタやローパスフィルタを用いられることが多い。
像面近傍に平行平板状の前記のような各種フィルタ類を配設することで、各種フィルタからの反射光が、像面からの反射光とほぼ同様の光路を辿ってゴースト発生の原因となるが、これら各種フィルタからの反射光に起因するゴーストも条件（１）を満足し、開口絞りと略同一位置に設けられるＮＤフィルタにより有効に軽減させることができる。
【００４９】
また、請求項５のように、ＮＤフィルタを「開口絞り近傍に配設されるシャッタユニットに内蔵」することにより、光軸位置に対する挿入・退避を行なう機構や電源をシャッタユニット内にシャッタと共有して構成でき、撮像光学装置をコンパクトに構成することが可能となる。
【００５０】
上記の如く、この発明の撮像光学系は、開口絞りと、この開口絞りの物体側に配置される第１レンズ群と、上記開口絞りの像側に配置され正のパワーを有する第２レンズ群とで構成されるものであり、具体的なレンズ構成としては種々の構成が可能である。
撮像光学系の好ましいレンズ構成としては、後述する実施例のように、以下のものが考えられる。
【００５１】
「第１レンズ群」は、物体側から順に、負のパワーを有する第１Ｆレンズ群と、正のパワーを有する第１Ｒレンズ群とを、上記第１レンズ群中で最も広い空気間隔を隔して配置してなるのが好ましい。
【００５２】
即ち、この場合、第１レンズ群中に配置されたレンズ間隔（空気間隔）は、第１Ｆレンズ群の最も像側のレンズ面と第１Ｒレンズ群の最も物体側のレンズ面との間の間隔が、第１レンズ群中で最も大きい。
【００５３】
「第１Ｆレンズ群」は、少なくとも２枚の負レンズを有するのが良い。
「第１Ｒレンズ群」は、少なくとも１枚の正レンズを有するのが良い。
【００５４】
「第２レンズ群」は、開口絞りの像側に配置され、物体側から順に、第２Ｆレンズ群と、第２Ｒレンズ群とを配してなるのが好ましい。
【００５５】
「第２Ｆレンズ群」は、この場合、物体側から順に、第１正レンズ、第１負レンズ、第２負レンズ、第２正レンズが、この順序に配置されて、第２Ｆレンズ群全体としては正のパワーを持つのが良い。
この場合、第１正レンズと第１負レンズとは「正または負の合成焦点距離」を有し、第２負レンズと第２正レンズとが「正の接合レンズ」として接合されてなる。
【００５６】
即ち、第２Ｆレンズ群は「第１正レンズと第１負レンズとによる正または負の合成パワー」と、第２負レンズと第２正レンズが接合された「正の接合レンズ」による正の合成パワーとにより、第２Ｆレンズ群全体として「正のパワー」を持つ。
「第２Ｒレンズ群」は、少なくとも１枚のレンズを有するのが良い。
【発明の効果】
【００５７】
以上に説明したように、この発明によれば、後述の実施例に示すように撮影性能が良好で、ＮＤフィルタの使用により「大口径で小さいＦナンバ」を有するにも拘わらず、明るい環境での撮影が可能であり、なお且つＮＤフィルタの使用に起因するゴーストの発生を有効に軽減できる撮像光学系およびこれを用いるカメラ装置・携帯情報端末装置の実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】請求項１記載の条件（１）の、平均反射率：Ｒ１、Ｒ２を説明する図である。
【図２】撮像光学系の実施の１形態を示す図である。
【図３】撮像光学系の実施の別形態を示す図である。
【図４】携帯情報端末の実施形態を示す図で、（Ａ）は正面側斜視図、（Ｂ）は裏面側斜視図である。
【図５】携帯情報端末装置のシステム構造例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、実施の形態を説明する。
【００６０】
図２および図３に、撮像光学系の実施の形態を２例示す。これらの実施の形態は、具体的には、それぞれ後述する実施例１、２に関するものである。混同の恐れは無いと思われるので、これら図２、図３を通じて同一の符合を用いる。
図２、図３に示す撮像光学系は、単焦点の撮像光学系であって、開口絞りＳと、この開口絞りＳの物体側（図２、図３の左方）に配置される第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳの像側（図２、図３の右方）に配置される第２レンズ群Ｇ２とで構成される。
【００６１】
これらの実施の形態において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負のパワーを有する第１Ｆレンズ群と、正のパワーを有する第１Ｒレンズ群とを、第１レンズ群Ｇ１中で「最も広い空気間隔」を隔して配置してなる。
【００６２】
第１Ｆレンズ群は、２枚の負レンズ（像側に凹面を向けたメニスカスレンズ）により構成され、第１Ｒレンズ群は、１枚の正レンズにより構成されている。
【００６３】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、第２Ｆレンズ群と、第２Ｒレンズ群とを配してなる。
【００６４】
第２Ｆレンズ群は、物体側から順に、第１正レンズ、第１負レンズ、第２負レンズ、第２正レンズが、この順序に配置されて正のパワーを持ち、第１正レンズと第１負レンズとが正または負の合成焦点距離を有し、第２負レンズと第２正レンズとは「正の接合レンズとして接合され」てなる。
【００６５】
第２Ｒレンズ群Ｇ２Ｒは、１枚のレンズを有する。後述の実施例１、２の何れにおいても第２Ｒレンズ群を構成する１枚のレンズは正レンズである。
【００６６】
実施例１、２の撮像光学系において、全系の焦点距離：ｆ、第１レンズ群の焦点距離：ｆ１、像高：ＹＩ、像面よりも物体側を負方向とする射出瞳距離：ＡＰは、条件（２）および（３）を満足する。
【００６７】
さて、図２、図３に実施の形態を示す撮像光学系は、ＮＤフィルタＮＤを有する。
ＮＤフィルタＮＤは、図２、図３の如く、開口絞りＳの直前の位置に設けられている。
【００６８】
ＮＤフィルタＮＤは、図示されないシャッタユニットに内蔵され、このシャッタユニットに設けられた駆動系により、光軸上への挿入・退避が可能である。
ＮＤフィルタＮＤは、波長：４００ｎｍから７００ｎｍまでの平均透過率が「２５％」となるように構成された蒸着タイプのもので、厚み：０．０７ｍｍの平行平板状の透明ＰＥＴ材を基材として、第１面（物体側面）と第２面（像側面）に異なる多層膜を形成されている。
第２レンズ群Ｇ２と像面の間には、赤外・紫外カットコート面と、ローパスフィルタを含むフィルタＦが配置されている。
【００６９】
図４および図５を参照して、携帯情報端末装置の実施の１形態を説明する。
図４（Ａ）は携帯情報端末装置の「正面側と上部面」とを示し、同図（Ｂ）は「背面側と上部面」を示す。
携帯情報端末装置は「撮像光学系」である撮影レンズ１として、上に説明した請求項１〜５の任意の１に記載の撮像光学系（具体的には後述の実施例１、２の適宜のもの）が用いられる。
【００７０】
図４において、符号２はファインダ、符号３はフラッシュ、符号４はシャッタボタン、符号５はボディケース、符号６は電源スイッチ、符号７は液晶モニタ、符号８は操作ボタン、符号９はメモリーカードスロットを示している。
【００７１】
図５は「携帯情報端末装置」のシステム構成を示す図である。
図５に示すように、携帯情報端末装置は「撮像光学系」である撮影レンズ１と受光素子１３を有し、撮影レンズ１によって形成される「撮影対象物の像」を受光素子１３によって読取るように構成されている。
受光素子１３の出力は、中央演算装置１１の制御を受ける信号処理装置１４によって処理されてデジタル情報に変換される。即ち、携帯情報端末装置は「撮影画像をデジタル情報とする機能（請求項７）」を有している。
デジタル情報化された撮影画像は、中央演算装置１１による制御を受ける画像処理装置１２により画像処理される。画像処理された画像は、液晶モニタ７に表示することも、半導体メモリ１５に記憶させることもできる。撮影の操作は操作ボタンにより行なわれる。
また、通信カード等１６を介して外部に送信することもできる。通信カード１６等は、図４（Ｂ）に示すスロット９内に収納される。
【００７２】
撮像レンズ１は非撮影時にはボディケース５内に沈胴式に収納され、撮影時に電源スイッチ６により電源がオンとなると繰り出されて、図３あるいは図４の配置を取る。
【００７３】
「通信カード等１６による通信機能」を除いた部分は、携帯情報端末装置における撮影機能部である「カメラ装置」を構成する。
【実施例１】
【００７４】
以下に、図２、図３に実施の形態を示した撮像光学系の具体的な実施例を示す。
【００７５】
実施例における各記号の意味は以下の通りである。
f：全系の焦点距離
F：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
K：非球面の円錐定数
A4：4次の非球面係数
A6：6次の非球面係数
A8：8次の非球面係数
A10：10次の非球面係数
「非球面」は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）：C、光軸からの高さ：H、円錐乗数：k、上記各非球面係数を用いて、周知の次式で表現される。
【００７６】
X=CH2/[1+√(1-(1+K)C2H2)]
+A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10+A12・H12+A14・H14+A16・H16+A18・H18 。
【００７７】
また、硝種は、株式会社オハラ、株式会社住田光学ガラスの光学硝種名である。
【００７８】
「実施例１」
実施例１のデータを表１に示す。
【００７９】
【表１】
【００８０】
「非球面」
非球面のデータを表２に示す。
【００８１】
【表２】
【００８２】
上記非球面の標記において、例えば「2.3075E-09」は「2.3075×10-9」を意味する。以下の例においても同様である。
【００８３】
「条件式のパラメータの値」
条件（１）〜（３）のパラメータの値を表３に示す。
【００８４】
【表３】
【００８５】
「実施例２」
実施例のデータを表４に示す。
【００８６】
【表４】
【００８７】
「非球面」
非球面のデータを表５に示す。
【００８８】
【表５】
【００８９】
「条件式のパラメータの値」
条件（１）〜（３）のパラメータの値を表６に示す。
【００９０】
【表６】
【００９１】
開口絞りの最大開口径は、実施例１においては３．５２ｍｍ、実施例２においては３．４９ｍｍであり、開口径はそれぞれ可変である。
【００９２】
同一露光量の条件下、例えば、晴天の日中、屋外で撮影を行なった場合、この発明を適用していない一般的なＮＤフィルタ（Ｒ1≒Ｒ２≒０．０２と仮定した。）を用いた結果に対して、ＥＶ値換算で、実施例１、２ともにＥＶ１以上のゴースト抑制効果が得られることになる。
【符号の説明】
【００９３】
１ 撮影レンズ
２ ファインダ
３ フラッシュ
４ シャッタボタン
５ 筐体
６ 電源スイッチ
７ 液晶モニタ
８ 操作ボタン
９ メモリーカードスロット
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｓ 絞り
Ｆ フィルタ
ＮＤ 光量を減衰可能な光学フィルタ（ＮＤフィルタ）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９４】
【特許文献１】特開２００６−３０１４７３号公報
【特許文献２】特開２０００−３０５０１８号公報
【特許文献３】特開２００７−１１４２８３号公報
【特許文献４】特開２００８−０２８９６３号公報
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮像光学系およびカメラ装置および携帯情報端末装置に関する。
【０００２】
この発明の撮像光学系は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラの撮影用レンズ系として好適に用いることができるほか、銀塩写真カメラの撮影用レンズ系として用いることができる。
【０００３】
従ってこの発明のカメラ装置は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ、銀塩写真カメラとして実施できる。そして、このデジタルカメラやデジタルビデオカメラを撮影機能部として通信等の情報処理を可能とした携帯情報端末装置を実現できる。
【背景技術】
【０００４】
デジタルカメラが広く普及し、性能も高くなってきており、カメラのタイプも多様化してきている。その中で「高性能な単焦点レンズを搭載した小型で高画質のコンパクトカメラ」を求めるユーザも多く、高性能であることに加えＦナンバが小さい「大口径」のものの実現に対する期待が大きい。
【０００５】
Ｆナンバが小さいカメラ装置を、例えば「晴天の日中」など、明るい環境で使用するには「高速シャッタの切れるシャッタユニット」の搭載が必要となる。
一般的なレンズ一体型デジタルカメラでは、シャッタを「絞り羽根付近」に備えることが多く、Ｆナンバが小さくなって開口絞りが大きくなるほど、シャッタの高速化が必要となり、これを実現するためにシャッタユニットが大型化したり、消費電力が大きくなったりし易い。
【０００６】
この問題を回避する方策として、光量減衰用のＮＤフィルタ（ニュートラル・デンシティ・フィルタ）を使用することが、特許文献１〜４等に提案されている。
シャッタユニットにＮＤフィルタを内蔵し、結像レンズ系の光軸位置に対して挿入・退避を可能とし、通常は光軸から退避させておき、必要に応じて光軸上に挿入して開口絞り全体を覆い、撮影光量を減衰させた状態でシャッタを動作させる。
【０００７】
このようにすれば、シャッタ速度をさほど高速化しなくても、明るい環境で適正な撮影が可能になる。
【０００８】
また、開口径を小さくせずに撮影光量を減衰させることで、光の回折による光学性能の劣化を抑制することができ、また、被写界深度の浅い撮影も可能となる。
【０００９】
さらに、ＮＤフィルタを開口絞り近傍に配設すると、ＮＤフィルタの「光軸上への挿入・退避時の駆動源や電源」をシャッタと共通化でき、撮影光束全体を覆うのに大面積を必要としないという利点がある。
【００１０】
しかしながら反面、ＮＤフィルタの開口絞り近傍への配置は、撮像素子側からの反射光によるゴーストを発生させ得るという問題を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明は、大口径で小さいＦナンバを有し、撮影性能が良好で、ＮＤフィルタの使用による明るいゴーストの発生を有効に軽減もしくは防止できる撮像光学系およびこれを用いるカメラ装置・携帯情報端末装置の実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の撮像光学系は、開口絞りと、第１および第２レンズ群と、ＮＤフィルタを有する。
【００１３】
「第１レンズ群」は、開口絞りの物体側に配置される。
「第２レンズ群」は、開口絞りの像側に配置される。第２レンズ群は全体として「正の屈折力」を有する。
【００１４】
上記開口絞りと第１および第２レンズ群は「結像光学系」を構成する。
「ＮＤフィルタ」は、撮影光束の光量を減衰させるものであって平行平板状であり、第１、第２レンズ群の光軸方向における「開口絞りの位置と略同位置」に配置され、光軸から退避可能である。
【００１５】
ＮＤフィルタは、その平均屈折率：Ｒ１、Ｒ２が、条件：
（１） Ｒ１／Ｒ２ ＞ ２．０
を満足する。
【００１６】
条件（１）における平均反射率：Ｒ１、Ｒ２は、以下のように定義される。
即ち、光の波長領域：４００ｎｍ〜７００ｎｍを、略等間隔にｎ（≧５）分した各波長：λｉ（ｉ＝１〜ｎ）とする。
波長：λｉは、４００ｎｍを含むことができ、７００ｎｍを含むこともできる。
例えば、ｎ＝５とする場合、波長：λｉ（ｉ＝１〜５）を、４００ｎｍ、４７５ｎｍ、５５０ｎｍ、６２５ｎｍ、７００ｎｍのように選ぶことができる。あるいは、ｎ＝７として、４００ｎｍ、４６０ｎｍ、５２０ｎｍ、５８０ｎｍ、６４０ｎｍ、７００ｎｍとすることもできる。
【００１７】
平均反射率：Ｒ１は、ＮＤフィルタに対し、波長：λｉの光を入射光量：Ｉ１ｉで物体側から入射させたとき、ＮＤフィルタの物体側面による反射光量：Ｒ１１ｉおよび、ＮＤフィルタの像側面により反射されて物体側に射出する反射光量：Ｒ１２ｉにより、次式：
Ｒ１＝[Σ{（Ｒ１１ｉ＋Ｒ１２ｉ）／Ｉ１ｉ}]／n （ｉ＝１〜ｎ）
で定義される。
【００１８】
平均反射率：Ｒ２は、ＮＤフィルタに対し、波長：λｉの光を入射光量：Ｉ２ｉで像側から入射させたとき、ＮＤフィルタの物体側面により反射されて像側へ射出する反射光量：Ｒ２１ｉおよび、ＮＤフィルタの像側面による反射光量：Ｒ２２ｉにより、次式：
Ｒ２＝[Σ{（Ｒ２１ｉ＋Ｒ２２ｉ）／Ｉ２ｉ}］／n （ｉ＝１〜ｎ）
で定義される。
【００１９】
上記ｎの上限については特に制限はなく、ｎが無限大となるとき、上記Ｒ１、Ｒ２は、連続的に変化する波長：λの光の強度をＩ１（λ）、Ｉ２（λ）、上記反射光量を、Ｒ１１（λ）、Ｒ１２（λ）、Ｒ２１（λ）、Ｒ２２（λ）として、
Ｒ１＝∫［｛Ｒ１１（λ）／Ｉ１（λ）｝＋∫｛Ｒ１２（λ）／Ｉ１（λ）｝］ｄλ
／（λＵ−λＬ７）
Ｒ２＝∫［｛Ｒ２１（λ）／Ｉ２（λ）｝＋∫｛Ｒ２２（λ）／Ｉ２（λ）｝］ｄλ
／（λＵ−λＬ７）
（λＵ、λＬはそれぞれ、積分の上限波長（７００ｎｍ）、加減波長（４００ｎｍ）
となる。
【００２０】
なお、Ｒ１１ｉ、Ｒ１２ｉ、Ｒ２１ｉ、Ｒ２２ｉは、上記波長領域：４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内のｎ点に対し、最大・最小の幅が、最大値に対して８５％以内、好ましくは５０％以内であるのが良い。
【００２１】
上記平均反射率：Ｒ１、Ｒ２を、図１を参照して説明する。
【００２２】
図１（ａ）、（ｂ）において、符号ＮＤは「ＮＤフィルタ」を示している。これらの図において、ＮＤフィルタＮＤの左側が物体側、右側画像側である。
図１（ａ）において、入射光：Ｉ１とあるのは、上の説明で入射光量：Ｉ１ｉとしたものである。また、反射光：Ｒ１１、Ｒ１２は、上の説明で反射光量：Ｒ１１ｉ、Ｒ１２ｉとしたものである。
【００２３】
図１（ｂ）において、入射光：Ｉ２とあるのは、上の説明で入射光量：Ｉ２ｉとしたものである。また、反射光：Ｒ２１、Ｒ２２は、上の説明で反射光量：Ｒ２１ｉ、Ｒ２２ｉとしたものである。
【００２４】
図１（ｃ）は、波長領域：４００〜７００ｎｍの範囲における反射率の分光特性の例を示している。例えば、この分光特性が、物体側からの入射光に対するものであるならば、図１（ｃ）の分光特性を波長領域：４００〜７００ｎｍの範囲について平均したものが、平均反射率：Ｒ１に対応する。
【００２５】
また、図１（ｃ）の分光特性が、像側からの入射光に対するものならば、図１（ｃ）の分光特性を波長領域：４００〜７００ｎｍの範囲について平均したものが、平均反射率：Ｒ２に対応する。
【００２６】
従来から一般に知られているＮＤフィルタは「光を吸収する有機色素または顔料を混ぜ練り込んだ材料によって作られる練りこみタイプ」のものと、「ベースとなる透明材料の表面に光学薄膜（多層膜）を蒸着して作られる蒸着タイプ」のものとが知られている。
蒸着タイプのＮＤフィルタは、形成する光学薄膜の分光反射特性を予め設計できるので、ベースとなる平行平面板状の透明材料の表裏にそれぞれ異なる分光反射特性の多層膜を形成することが可能であるので、透明材料表裏の光学薄膜の分光反射率特性を調整することにより、表面側から入射する光に対する平均反射率：Ｒ１と、裏面側から入射する光に対する平均反射質：Ｒ２を、上記条件（１）を満足するように調整するのが容易である。
【００２７】
即ち、ＮＤフィルタとして所望の透過率を得ながら、一方の面側の反射率の上昇を許容することで、他方の面方向への反射率を低減させることが可能である。
請求項１における「ＮＤフィルタ」は、ガラス板等の透明材料を用いる上記蒸着タイプのものや、練りこみタイプのものの少なくとも片面に、前記の如き光学薄膜を形成して、条件（１）を満足させるようにしたものを用いることができる。
【００２８】
請求項１記載の撮像光学系は、第１レンズ群の焦点距離：ｆ１、全系の焦点距離：ｆが、条件：
（２） ｜ｆ１｜／ｆ ＞ １０．０
を満足することが好ましい（請求項２）。
請求項１または２記載の撮像光学系はまた、像高：ＹＩ、像面よりも物体側を負方向とする射出瞳距離：ＡＰが、条件：
（３） ０．２７ ＞ ＹＩ／ＡＰ ＞ −０．２７
を満足することが好ましい（請求項３）。
【００２９】
請求項１〜３の任意の１に記載の撮像光学系は「第２レンズ群と像面との間に、平行平板状のフィルタを１以上有する」ことができる（請求項４）。
【００３０】
請求項１〜４の任意の１に記載の撮像光学系は、ＮＤフィルタが、開口絞り近傍に配設されるシャッタユニットに内蔵されて「光軸上への配置」と「光軸からの退避」が可能であることができる（請求項５）。
【００３１】
この発明のカメラ装置は、請求項１〜５の任意の１に記載の撮像光学系を有するカメラ装置である（請求項６）。
【００３２】
このカメラ装置は、銀塩写真カメラとして実施することもできるが、「撮影画像をデジタル情報とする機能」を有することが好ましく（請求項８）、従ってデジタルカメラやデジタルビデオカメラとして好適に実施できる。
【００３３】
このカメラ装置は、持ち歩き時等の非撮影時に「結像光学系を沈胴式に収納」するように構成でき、この沈胴式の収納時に結像光学系を構成する一部のレンズ」が光軸上から退避するようにできる。
【００３４】
この発明の携帯情報端末装置は「請求項８記載のカメラ装置を撮影機能部として有」する（請求項９）。
【００３５】
説明を補足する。
【００３６】
この発明の撮像光学系のような構成では、開口絞り径の拡大を防ぎ、且つ、開口絞りの両側に位置する第１、第２レンズ群間の過大な収差のやり取りを抑制する必要がある。
即ち、「第１レンズ群と第２レンズ群のパワーバランス」を考慮する必要がある。
しかし、第１、第２レンズ群のパワーバランスを適正化して結像光学系の性能を良好にすると、開口絞り近傍における軸上マージナル光線が「光軸と平行に近い角度」となりやすい。
そのため、軸上マージナル光線が、反射率の高い撮像素子の像面や、一般的には反射防止膜を形成できない撮像素子封止ガラス（撮像素子としてのＣＣＤやＣＭＯＳのシールガラス）からの反射光が、開口絞り近傍位置に配設されるＮＤフィルタ面で再度像面方向に反射すると「像面付近で焦点を結ぶような非常に明るいゴースト」を発生させてしまう。
【００３７】
また、デジタルカメラにおいては、各画素に色フィルタやマイクロレンズを有するエリアセンサの構造から「射出瞳位置を像面から遠ざけ、周辺光束がセンサ表面に対し垂直に近い角度で入射する」ことが好ましい。
【００３８】
周辺光束が垂直に近い角度で「反射率の比較的高い撮像素子やフィルタ類」に入射すると、撮像素子表面やフィルタ類で反射された周辺光も、開口絞り近傍位置に配設されるＮＤフィルタのフィルタ面で再度像面側に反射すると「像面付近で焦点を結ぶような非常に明るいゴースト」を発生させてしまう。
条件（１）は、このようなゴーストの発生を有効に抑制する条件である。
【００３９】
条件（１）の下限値を超えると、ＮＤフィルタの平均反射率：Ｒ１、Ｒ２において、像側からＮＤフィルタに入射して像側へ反射される反射光の平均反射率：Ｒ２が、物体側からＮＤフィルタに入射して物体側へ反射される反射光の平均反射率：Ｒ１に対して相対的に大きくなり、像側への反射光量が増大して「像面付近で焦点を結ぶ非常に明るいゴースト」を発生させ易くなる。
【００４０】
条件（１）は、上記の如くゴーストの発生を有効に抑制する条件であり、明るいゴーストの発生は主として、ＮＤフィルタの像側面に像側から入射して像側へ反射される光により生じるものであるから、平均反射率：Ｒ２は「０」であることが理想であり、平均反射率：Ｒ１も条件（１）を満足する範囲内で小さいことがこのましく、これら平均反射率：Ｒ１は、せいぜい１０％以下程度、Ｒ２は、せいぜい２％以下程度であることが好ましく、条件（１）の下限値は、５以上であることが好ましい。
【００４１】
条件（２）は、結像光学系としての性能を確保する条件である。
【００４２】
第２レンズ群は全体として正の屈折力を有するが、第１レンズ群は全体として「正の屈折力」を持つこともできるし、「負の屈折力」を持つこともできる。
【００４３】
第１レンズ群の屈折力が全体として正のときに、条件（２）の下限値を超えると「全系の焦点距離：ｆに対する第１レンズ群の焦点距離：ｆ１が長くなりすぎ、第１レンズ群の正の屈折力が相対的に低くなり、第１レンズ群の収差補正能力が減少し、歪曲収差を始めとする各種収差の補正が困難となり易い。
また、第１レンズ群の屈折力が全体として負のときに、条件（２）の下限値を超えると、第１レンズ群の負の屈折力が弱くなるため、開口絞り径が過大となり易く、コンパクトな撮像光学系を構成することが困難になる。
さらに、第１、第２レンズ群間で「やり取りされる収差」が過大となり、開口絞りを挟んだ群同士の偏心感度が上昇し過ぎる恐れもある。
さらにまた、第２レンズ群の屈折力を相対的に強くしなければならず、像面の曲がりが大きくなったり、負の歪曲収差が大きく発生しやすくなったりし易い。
【００４４】
第１レンズ群の屈折力の正負に関わらず、条件（２）の下限値を超えると、第１レンズ群内における「球面収差をはじめとする諸収差のやり取り」が過大となって、第１レンズ群のレンズ間の偏心や空気間隔に対する要求精度が高くなりすぎる恐れがある。
【００４５】
条件（３）の上限値、下限値のどちらを超えても、周辺光束が「像面に対してある程度の角度を持って入射」することとなり、「各画素に色フィルタやマイクロレンズを有するエリアセンサの表面に対し、周辺光束が垂直に近い角度で入射する」という好ましい状況を実現できない。
【００４６】
また、このように、周辺光束が「像面に対してある程度の角度を持って入射」すると、条件（１）を満足するＮＤフィルタを用いてゴーストを軽減する効果が薄れてしまう。
【００４７】
条件（３）を満足すると、周辺光束においても、像面に対して垂直に近い角度で光線が入射することとなり、上記条件（１）を満足するＮＤフィルタを開口絞りと略同位置に用いてゴーストの発生を有効に軽減させることができる。
【００４８】
ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子は、赤外側の感度が高く、また周期的な離散構造であるため、撮像光学系中に、赤外カットフィルタやローパスフィルタを用いられることが多い。
像面近傍に平行平板状の前記のような各種フィルタ類を配設することで、各種フィルタからの反射光が、像面からの反射光とほぼ同様の光路を辿ってゴースト発生の原因となるが、これら各種フィルタからの反射光に起因するゴーストも条件（１）を満足し、開口絞りと略同一位置に設けられるＮＤフィルタにより有効に軽減させることができる。
【００４９】
また、請求項５のように、ＮＤフィルタを「開口絞り近傍に配設されるシャッタユニットに内蔵」することにより、光軸位置に対する挿入・退避を行なう機構や電源をシャッタユニット内にシャッタと共有して構成でき、撮像光学装置をコンパクトに構成することが可能となる。
【００５０】
上記の如く、この発明の撮像光学系は、開口絞りと、この開口絞りの物体側に配置される第１レンズ群と、上記開口絞りの像側に配置され正のパワーを有する第２レンズ群とで構成されるものであり、具体的なレンズ構成としては種々の構成が可能である。
撮像光学系の好ましいレンズ構成としては、後述する実施例のように、以下のものが考えられる。
【００５１】
「第１レンズ群」は、物体側から順に、負のパワーを有する第１Ｆレンズ群と、正のパワーを有する第１Ｒレンズ群とを、上記第１レンズ群中で最も広い空気間隔を隔して配置してなるのが好ましい。
【００５２】
即ち、この場合、第１レンズ群中に配置されたレンズ間隔（空気間隔）は、第１Ｆレンズ群の最も像側のレンズ面と第１Ｒレンズ群の最も物体側のレンズ面との間の間隔が、第１レンズ群中で最も大きい。
【００５３】
「第１Ｆレンズ群」は、少なくとも２枚の負レンズを有するのが良い。
「第１Ｒレンズ群」は、少なくとも１枚の正レンズを有するのが良い。
【００５４】
「第２レンズ群」は、開口絞りの像側に配置され、物体側から順に、第２Ｆレンズ群と、第２Ｒレンズ群とを配してなるのが好ましい。
【００５５】
「第２Ｆレンズ群」は、この場合、物体側から順に、第１正レンズ、第１負レンズ、第２負レンズ、第２正レンズが、この順序に配置されて、第２Ｆレンズ群全体としては正のパワーを持つのが良い。
この場合、第１正レンズと第１負レンズとは「正または負の合成焦点距離」を有し、第２負レンズと第２正レンズとが「正の接合レンズ」として接合されてなる。
【００５６】
即ち、第２Ｆレンズ群は「第１正レンズと第１負レンズとによる正または負の合成パワー」と、第２負レンズと第２正レンズが接合された「正の接合レンズ」による正の合成パワーとにより、第２Ｆレンズ群全体として「正のパワー」を持つ。
「第２Ｒレンズ群」は、少なくとも１枚のレンズを有するのが良い。
【発明の効果】
【００５７】
以上に説明したように、この発明によれば、後述の実施例に示すように撮影性能が良好で、ＮＤフィルタの使用により「大口径で小さいＦナンバ」を有するにも拘わらず、明るい環境での撮影が可能であり、なお且つＮＤフィルタの使用に起因するゴーストの発生を有効に軽減できる撮像光学系およびこれを用いるカメラ装置・携帯情報端末装置の実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】請求項１記載の条件（１）の、平均反射率：Ｒ１、Ｒ２を説明する図である。
【図２】撮像光学系の実施の１形態を示す図である。
【図３】撮像光学系の実施の別形態を示す図である。
【図４】携帯情報端末の実施形態を示す図で、（Ａ）は正面側斜視図、（Ｂ）は裏面側斜視図である。
【図５】携帯情報端末装置のシステム構造例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、実施の形態を説明する。
【００６０】
図２および図３に、撮像光学系の実施の形態を２例示す。これらの実施の形態は、具体的には、それぞれ後述する実施例１、２に関するものである。混同の恐れは無いと思われるので、これら図２、図３を通じて同一の符合を用いる。
図２、図３に示す撮像光学系は、単焦点の撮像光学系であって、開口絞りＳと、この開口絞りＳの物体側（図２、図３の左方）に配置される第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳの像側（図２、図３の右方）に配置される第２レンズ群Ｇ２とで構成される。
【００６１】
これらの実施の形態において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負のパワーを有する第１Ｆレンズ群と、正のパワーを有する第１Ｒレンズ群とを、第１レンズ群Ｇ１中で「最も広い空気間隔」を隔して配置してなる。
【００６２】
第１Ｆレンズ群は、２枚の負レンズ（像側に凹面を向けたメニスカスレンズ）により構成され、第１Ｒレンズ群は、１枚の正レンズにより構成されている。
【００６３】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、第２Ｆレンズ群と、第２Ｒレンズ群とを配してなる。
【００６４】
第２Ｆレンズ群は、物体側から順に、第１正レンズ、第１負レンズ、第２負レンズ、第２正レンズが、この順序に配置されて正のパワーを持ち、第１正レンズと第１負レンズとが正または負の合成焦点距離を有し、第２負レンズと第２正レンズとは「正の接合レンズとして接合され」てなる。
【００６５】
第２Ｒレンズ群Ｇ２Ｒは、１枚のレンズを有する。後述の実施例１、２の何れにおいても第２Ｒレンズ群を構成する１枚のレンズは正レンズである。
【００６６】
実施例１、２の撮像光学系において、全系の焦点距離：ｆ、第１レンズ群の焦点距離：ｆ１、像高：ＹＩ、像面よりも物体側を負方向とする射出瞳距離：ＡＰは、条件（２）および（３）を満足する。
【００６７】
さて、図２、図３に実施の形態を示す撮像光学系は、ＮＤフィルタＮＤを有する。
ＮＤフィルタＮＤは、図２、図３の如く、開口絞りＳの直前の位置に設けられている。
【００６８】
ＮＤフィルタＮＤは、図示されないシャッタユニットに内蔵され、このシャッタユニットに設けられた駆動系により、光軸上への挿入・退避が可能である。
ＮＤフィルタＮＤは、波長：４００ｎｍから７００ｎｍまでの平均透過率が「２５％」となるように構成された蒸着タイプのもので、厚み：０．０７ｍｍの平行平板状の透明ＰＥＴ材を基材として、第１面（物体側面）と第２面（像側面）に異なる多層膜を形成されている。
第２レンズ群Ｇ２と像面の間には、赤外・紫外カットコート面と、ローパスフィルタを含むフィルタＦが配置されている。
【００６９】
図４および図５を参照して、携帯情報端末装置の実施の１形態を説明する。
図４（Ａ）は携帯情報端末装置の「正面側と上部面」とを示し、同図（Ｂ）は「背面側と上部面」を示す。
携帯情報端末装置は「撮像光学系」である撮影レンズ１として、上に説明した請求項１〜５の任意の１に記載の撮像光学系（具体的には後述の実施例１、２の適宜のもの）が用いられる。
【００７０】
図４において、符号２はファインダ、符号３はフラッシュ、符号４はシャッタボタン、符号５はボディケース、符号６は電源スイッチ、符号７は液晶モニタ、符号８は操作ボタン、符号９はメモリーカードスロットを示している。
【００７１】
図５は「携帯情報端末装置」のシステム構成を示す図である。
図５に示すように、携帯情報端末装置は「撮像光学系」である撮影レンズ１と受光素子１３を有し、撮影レンズ１によって形成される「撮影対象物の像」を受光素子１３によって読取るように構成されている。
受光素子１３の出力は、中央演算装置１１の制御を受ける信号処理装置１４によって処理されてデジタル情報に変換される。即ち、携帯情報端末装置は「撮影画像をデジタル情報とする機能（請求項７）」を有している。
デジタル情報化された撮影画像は、中央演算装置１１による制御を受ける画像処理装置１２により画像処理される。画像処理された画像は、液晶モニタ７に表示することも、半導体メモリ１５に記憶させることもできる。撮影の操作は操作ボタンにより行なわれる。
また、通信カード等１６を介して外部に送信することもできる。通信カード１６等は、図４（Ｂ）に示すスロット９内に収納される。
【００７２】
撮像レンズ１は非撮影時にはボディケース５内に沈胴式に収納され、撮影時に電源スイッチ６により電源がオンとなると繰り出されて、図３あるいは図４の配置を取る。
【００７３】
「通信カード等１６による通信機能」を除いた部分は、携帯情報端末装置における撮影機能部である「カメラ装置」を構成する。
【実施例１】
【００７４】
以下に、図２、図３に実施の形態を示した撮像光学系の具体的な実施例を示す。
【００７５】
実施例における各記号の意味は以下の通りである。
f：全系の焦点距離
F：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
K：非球面の円錐定数
A4：4次の非球面係数
A6：6次の非球面係数
A8：8次の非球面係数
A10：10次の非球面係数
「非球面」は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）：C、光軸からの高さ：H、円錐乗数：k、上記各非球面係数を用いて、周知の次式で表現される。
【００７６】
X=CH2/[1+√(1-(1+K)C2H2)]
+A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10+A12・H12+A14・H14+A16・H16+A18・H18 。
【００７７】
また、硝種は、株式会社オハラ、株式会社住田光学ガラスの光学硝種名である。
【００７８】
「実施例１」
実施例１のデータを表１に示す。
【００７９】
【表１】
【００８０】
「非球面」
非球面のデータを表２に示す。
【００８１】
【表２】
【００８２】
上記非球面の標記において、例えば「2.3075E-09」は「2.3075×10-9」を意味する。以下の例においても同様である。
【００８３】
「条件式のパラメータの値」
条件（１）〜（３）のパラメータの値を表３に示す。
【００８４】
【表３】
【００８５】
「実施例２」
実施例のデータを表４に示す。
【００８６】
【表４】
【００８７】
「非球面」
非球面のデータを表５に示す。
【００８８】
【表５】
【００８９】
「条件式のパラメータの値」
条件（１）〜（３）のパラメータの値を表６に示す。
【００９０】
【表６】
【００９１】
開口絞りの最大開口径は、実施例１においては３．５２ｍｍ、実施例２においては３．４９ｍｍであり、開口径はそれぞれ可変である。
【００９２】
同一露光量の条件下、例えば、晴天の日中、屋外で撮影を行なった場合、この発明を適用していない一般的なＮＤフィルタ（Ｒ1≒Ｒ２≒０．０２と仮定した。）を用いた結果に対して、ＥＶ値換算で、実施例１、２ともにＥＶ１以上のゴースト抑制効果が得られることになる。
【符号の説明】
【００９３】
１ 撮影レンズ
２ ファインダ
３ フラッシュ
４ シャッタボタン
５ 筐体
６ 電源スイッチ
７ 液晶モニタ
８ 操作ボタン
９ メモリーカードスロット
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｓ 絞り
Ｆ フィルタ
ＮＤ 光量を減衰可能な光学フィルタ（ＮＤフィルタ）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９４】
【特許文献１】特開２００６−３０１４７３号公報
【特許文献２】特開２０００−３０５０１８号公報
【特許文献３】特開２００７−１１４２８３号公報
【特許文献４】特開２００８−０２８９６３号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口絞りと、この開口絞りの物体側に配置される第１レンズ群と、上記開口絞りの像側に配置される第２レンズ群と、これら第１、第２レンズ群の光軸方向における上記開口絞りの位置と略同位置に配置される平行平板状のＮＤフィルタとを有し、
上記第２レンズ群は全体として正の屈折力を有し、
上記ＮＤフィルタは上記光軸から退避可能であって、光量を減衰可能であり、
光の波長領域：４００ｎｍ〜７００ｎｍを、略等間隔にｎ（≧５）分した各波長：λｉ（ｉ＝１〜ｎ）とするとき、
上記ＮＤフィルタに対し、波長：λｉの光を入射光量：Ｉ１ｉで物体側から入射させたとき、上記ＮＤフィルタの物体側面による反射光量：Ｒ１１ｉおよび、上記ＮＤフィルタの像側面により反射されて物体側に射出する反射光量：Ｒ１２ｉにより、
[Σ{（Ｒ１１ｉ＋Ｒ１２ｉ）／Ｉ１ｉ}]／n （ｉ＝１〜ｎ）
で定義される平均反射率：Ｒ１、
上記ＮＤフィルタに対し、波長：λｉの光を入射光量：Ｉ２ｉで像側から入射させたとき、上記ＮＤフィルタの物体側面により反射されて像側へ射出する反射光量：Ｒ２１ｉおよび、上記ＮＤフィルタの像側面による反射光量：Ｒ２２ｉにより、
[Σ{（Ｒ２１ｉ＋Ｒ２２ｉ）／Ｉ２i}]／ｎ （ｉ＝１〜ｎ）
で定義される平均反射率：Ｒ２が、条件：
（１） Ｒ１／Ｒ２ ＞ ２．０
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記載の撮像光学系において、
第１レンズ群の焦点距離：ｆ１、全系の焦点距離：ｆが、条件：
（２） ｜ｆ１｜／ｆ ＞ １０．０
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記載の撮像光学系において、
像高：ＹＩ、像面よりも物体側を負方向とする射出瞳距離：ＡＰが、条件：
（３） ０．２７ ＞ ＹＩ／ＡＰ ＞ −０．２７
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の任意の１に記載の撮像光学系において、
第２レンズ群と像面との間に、平行平板状のフィルタを１以上有することを特徴とする撮像光学系。
【請求項５】
請求項１〜４の任意の１に記載の撮像光学系において、
ＮＤフィルタが、開口絞り近傍に配設されるシャッタユニットに内蔵されて光軸上への配置と上記光軸からの退避が可能であることを特徴とする撮像光学系。
【請求項６】
請求項１〜５の任意の１に記載の撮像光学系を有するカメラ装置。
【請求項７】
請求項６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８】
請求項７記載のカメラ装置を撮影機能部として有する携帯情報端末装置。
【請求項１】
開口絞りと、この開口絞りの物体側に配置される第１レンズ群と、上記開口絞りの像側に配置される第２レンズ群と、これら第１、第２レンズ群の光軸方向における上記開口絞りの位置と略同位置に配置される平行平板状のＮＤフィルタとを有し、
上記第２レンズ群は全体として正の屈折力を有し、
上記ＮＤフィルタは上記光軸から退避可能であって、光量を減衰可能であり、
光の波長領域：４００ｎｍ〜７００ｎｍを、略等間隔にｎ（≧５）分した各波長：λｉ（ｉ＝１〜ｎ）とするとき、
上記ＮＤフィルタに対し、波長：λｉの光を入射光量：Ｉ１ｉで物体側から入射させたとき、上記ＮＤフィルタの物体側面による反射光量：Ｒ１１ｉおよび、上記ＮＤフィルタの像側面により反射されて物体側に射出する反射光量：Ｒ１２ｉにより、
[Σ{（Ｒ１１ｉ＋Ｒ１２ｉ）／Ｉ１ｉ}]／n （ｉ＝１〜ｎ）
で定義される平均反射率：Ｒ１、
上記ＮＤフィルタに対し、波長：λｉの光を入射光量：Ｉ２ｉで像側から入射させたとき、上記ＮＤフィルタの物体側面により反射されて像側へ射出する反射光量：Ｒ２１ｉおよび、上記ＮＤフィルタの像側面による反射光量：Ｒ２２ｉにより、
[Σ{（Ｒ２１ｉ＋Ｒ２２ｉ）／Ｉ２i}]／ｎ （ｉ＝１〜ｎ）
で定義される平均反射率：Ｒ２が、条件：
（１） Ｒ１／Ｒ２ ＞ ２．０
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記載の撮像光学系において、
第１レンズ群の焦点距離：ｆ１、全系の焦点距離：ｆが、条件：
（２） ｜ｆ１｜／ｆ ＞ １０．０
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記載の撮像光学系において、
像高：ＹＩ、像面よりも物体側を負方向とする射出瞳距離：ＡＰが、条件：
（３） ０．２７ ＞ ＹＩ／ＡＰ ＞ −０．２７
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の任意の１に記載の撮像光学系において、
第２レンズ群と像面との間に、平行平板状のフィルタを１以上有することを特徴とする撮像光学系。
【請求項５】
請求項１〜４の任意の１に記載の撮像光学系において、
ＮＤフィルタが、開口絞り近傍に配設されるシャッタユニットに内蔵されて光軸上への配置と上記光軸からの退避が可能であることを特徴とする撮像光学系。
【請求項６】
請求項１〜５の任意の１に記載の撮像光学系を有するカメラ装置。
【請求項７】
請求項６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８】
請求項７記載のカメラ装置を撮影機能部として有する携帯情報端末装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−４８０２６（Ｐ２０１１−４８０２６Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９４６６８（Ｐ２００９−１９４６６８）
【出願日】平成２１年８月２５日（２００９．８．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２５日（２００９．８．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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