CN103064176B - 成像光学系统、具有该系统的摄像装置以及信息处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供成像光学系统、具有该系统的摄像装置以及信息处理装置，该成像光学系统由4个透镜构成，从物体侧起依次配置如下透镜：双凸面形状的正屈光力的第1透镜；像侧面为凹面形状的负屈光力的第2透镜；凹面朝向物体侧的弯月形状的正屈光力的第3透镜；以及像侧面为凹面形状的负屈光力的第4透镜，光圈配置在最靠物体侧，并满足预定的条件式。
Description
技术领域
本发明涉及成像光学系统、具有该成像光学系统的摄像装置以及信息处理装置。
背景技术
近年来，随着移动电话、便携终端机和笔记本电脑等的薄型化，要求将这些设备具有的光学系统在光轴方向上的长度薄型化到极限的照相机模块。此外，由于摄影元件的技术进步和市场需求的提高，使用高像素数的摄像元件，且要求摄像镜头为高分辨率。
为了应对该需求，提出了很多由4个非球面透镜构成的单焦点的光学系统。
设为透镜个数是4个的结构，在提高成像性能的同时实现了光学全长的缩短和广角化，作为这样的光学系统，提出了美国专利第7777972号说明书的专利文献1和日本特开2010-060835号公报的专利文献2。这些光学系统由4个非球面透镜构成，实现了高性能化。
但是，在以往的光学系统中，在提高成像性能的同时实现了光学全长的缩短和广角化时，需要复杂的非球面透镜。此时，出现在复杂形状的透镜表面产生的反射光和杂散光，从而造成重影或眩光。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种抑制了在实现光学全长的缩短和广角化时可能成为问题的重影、眩光产生的高性能的成像光学系统以及具有该成像光学系统的摄像装置。
为了解决上述问题并达到目的，本发明的成像光学系统的特征在于，至少由4个透镜构成，从物体侧起依次配置以下透镜：
双凸面形状的正屈光力的第1透镜；
像侧面为凹面形状的负屈光力的第2透镜；
凹面朝向物体侧的弯月形状的正屈光力的第3透镜；以及
像侧面为凹面形状的负屈光力的第4透镜，
将光圈配置在最靠物体侧，
所述成像光学系统满足以下的条件式（1）、（2）。
θ9＜48（1）
TL/2Y＜0.8（2）
此处，
θ9是第4透镜的像侧面的有效面内整个范围的面法线与光轴所成的角度的最大值（单位：度），
TL是从第1透镜的面顶到像面的距离，
Y是最大像高。
在本发明的成像光学系统中，优选的是，光圈相比第1透镜的面顶配置于像侧。
在本发明的成像光学系统中，优选的是，满足以下的条件式（3）。
0＜（r8+r9）/（r8－r9）＜1.7（3）
此处，
r8是第4透镜的物体侧的近轴曲率半径，
r9是第4透镜的像侧的近轴曲率半径。
在本发明的成像光学系统中，优选的是，满足以下的条件式（4）。
0.35＜D8sd/D8max＜0.7（4）
此处，
D8sd是通过第4透镜的物体侧面的有效直径的垂直于光轴的假想面、和通过第4透镜的像侧面的有效直径的垂直于光轴的假想面之间的间隔，
D8max是第4透镜的沿着光轴方向的厚度的最大值。
在本发明的成像光学系统中，优选的是，满足以下的条件式（5）。
此处，
是第3透镜的像侧的有效直径，
是第4透镜的物体侧的有效直径。
在本发明的成像光学系统中，优选的是，第1透镜、第2透镜、第3透镜和第4透镜由树脂形成。
本发明的摄像装置的特征在于，使上述任意一个成像光学系统和自动对焦机构一体化。
本发明的摄像装置的特征在于，使上述任意一个成像光学系统和摄像元件一体化。
本发明的信息处理装置包括：
输入部，其用于对信息处理装置进行操作；
处理部，其至少对来自输入部的信息进行处理；
摄像装置，其根据来自处理部的信息取得图像信息；
图像处理部，其对摄像装置所取得的图像信息进行处理；以及
显示部，其对处理后的图像进行显示，
其中，摄像装置是前面说明的任意一个摄像装置。
在本发明的信息处理装置中，优选的是，
信息处理装置还具有通信部，该通信部能够对由摄像装置取得的图像信息进行传送。
在本发明的信息处理装置中，优选的是，
信息处理装置还具有声音取得部和信息记录部。
在本发明的信息处理装置中，优选的是，
信息处理装置为便携电子设备。
附图说明
图1是示出本发明的实施例1的摄像光学系统在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图。
图2A、图2B、图2C、图2D是分别示出实施例1的无限远物点对焦时的球面像差（SA）、像散（AS）、畸变像差（DT）、倍率色差（CC）的图。
图3是示出本发明的实施例2的摄像光学系统在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图。
图4A、图4B、图4C、图4D是分别示出实施例2的无限远物点对焦时的球面像差（SA）、像散（AS）、畸变像差（DT）、倍率色差（CC）的图。
图5是示出本发明的实施例3的摄像光学系统在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图。
图6A、图6B、图6C、图6D是分别示出实施例3的无限远物点对焦时的球面像差（SA）、像散（AS）、畸变像差（DT）、倍率色差（CC）的图。
图7是示出本发明的实施例4的摄像光学系统在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图。
图8A、图8B、图8C、图8D是分别示出实施例4的无限远物点对焦时的球面像差（SA）、像散（AS）、畸变像差（DT）、倍率色差（CC）的图。
图9是示出本发明的实施例5的摄像光学系统在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图。
图10A、图10B、图10C、图10D是分别示出实施例5的无限远物点对焦时的球面像差（SA）、像散（AS）、畸变像差（DT）、倍率色差（CC）的图。
图11是示出组装了本发明的摄像光学系统的数字照相机40的外观的前视立体图。
图12是数字照相机40的后视立体图。
图13是示出数字照相机40的光学结构的剖面图。
图14是信息处理装置的一例，即电脑300的已打开盖的状态的前视立体图，所述信息处理装置内置有本发明的摄像光学系统来作为物镜光学系统。
图15是电脑300的摄影光学系统303的剖面图。
图16是电脑300的侧视图。
图17A～图17C是示出信息处理装置的一例，即移动电话的图，所述信息处理装置内置有本发明的摄像光学系统来作为摄影光学系统，图17A是移动电话400的主视图，图17B是侧视图，图17C是摄影光学系统405的剖面图。
图18是示出本发明的实施方式的摄像光学系统在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图，且是示出θ9的图。
图19是示出本发明的实施方式的摄像光学系统在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图，且是示出D8sd、D8max的图。
图20是示出信息处理装置的处理部的结构的框图。
图21是示出移动电话的处理部的结构的框图。
具体实施方式
首先，在实施例的说明之前，对本实施方式的成像光学系统的作用效果进行说明。
本实施方式的成像光学系统的特征在于，
由4个透镜构成，从物体侧起依次配置以下透镜：
双凸面形状的正屈光力的第1透镜；
像侧面为凹面形状的负屈光力的第2透镜；
凹面朝向物体侧的弯月形状的正屈光力的第3透镜；以及
像侧面为凹面形状的负屈光力的第4透镜，
光圈配置在最靠物体侧，
所述成像光学系统满足以下的条件式（1）、（2）。
θ9＜48（1）
TL/2Y＜0.8（2）
此处，
如图18所示，θ9是第4透镜的像侧面的有效面内整个范围的面法线N与光轴所成的角度的最大值（单位：度），
TL是从第1透镜的面顶到像面的距离，
Y是最大像高。
另外，第4透镜的像侧面的有效面内整个范围是指在第4透镜中光束通过的区域。
此外，图18是示出本发明的实施方式的摄像光学系统在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图，且是示出θ9的图。
通过将主点的位置配置于光学系统的物体侧，能够相对于焦距充分减小全长，从而能够实现全长的缩短。
通过将光圈配置在最靠物体侧能够使出射光瞳与像面隔开，能够减小入射到摄像元件周边部的光线的角度，因此能够避免摄像元件周边部的周边光量降低。
条件式（1）、（2）是为了避免重影而优选的条件。
在条件式（1）、（2）的值高于上限值时，第4透镜像侧面上的反射角变大，因此在第4透镜物体面侧引起全反射而产生较强的重影。
在本实施方式的成像光学系统中，优选的是，光圈相比第1透镜的面顶配置于像侧。
通过相比透镜的面顶在像侧配置光圈，能够减小轴外光束的上方光线相对于第1透镜物体侧面的入射角，因此能够抑制彗形像差。
在本实施方式的成像光学系统中，优选满足以下的条件式（3）。
0＜（r8+r9）/（r8－r9）＜17（3）
此处，
r8是第4透镜的物体侧的近轴曲率半径，
r9是第4透镜的像侧的近轴曲率半径。
条件式（3）是为了抑制光线从第4透镜像侧的面出射的出射角度，避免周边光量降低，并且增宽视场角而优选的条件。
在条件式（3）的值低于下限值时，第4透镜的像侧的近轴曲率半径变得过小，由此轴外光束从第4透镜的像侧的面出射的出射角变大。其结果，入射到摄像元件周边部的光线的角度变大，从而难以避免周边光量降低。
在条件式（3）的值高于上限值时，第4透镜的物体侧的负的近轴曲率半径变得过小，由此第4透镜的主点位置靠近物体侧，从而难以缩短光学系统整个系统的合成焦距和增宽视场角。
并且，可以满足以下的条件式（3’）。
0.2＜（r8+r9）/（r8－r9）＜1.5（3’）
而且，还可以满足以下的条件式（3”）。
0.5＜（r8+r9）/（r8－r9）＜1.3（3”）
在本实施方式的成像光学系统中，优选满足以下的条件式（4）。
0.35＜D8sd/D8max＜0.7（4）
此处，
如图19所示，D8sd是通过第4透镜的物体侧面的有效直径的垂直于光轴的假想面、和通过第4透镜的像侧面的有效直径的垂直于光轴的假想面的间隔，
如图19所示，D8max是第4透镜的沿着光轴方向的厚度的最大值。
此处，图19是示出本发明的实施方式的摄像光学系统在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图，且是示出D8sd、D8max的图。
在缩短光学系统的光轴方向的全长时，轴外光束在第4透镜中的入射角变大，从而上侧光线的光路长度比下侧光线的光路长度要长，因此为了校正彗形像差，需要在第4透镜中赋予相反的光路长度差。在条件式（4）的值高于上限值时，不能在通过第4透镜的轴外光束的上侧光线与下侧光线之间充分赋予上述光路长度差，从而难以校正彗形像差。
在低于条件式（4）的下限值时，第4透镜的厚度不等比例变大，从而成形性恶化。
并且，可以满足以下的条件式（4’）。
0.4＜D8sd/D8max＜0.65（4’）
而且，还可以满足以下的条件式（4”）。
0.45＜D8sd/D8max＜0.6（4”）
在本实施方式的成像光学系统中，优选满足以下的条件式（5）。
此处，
是第3透镜的像侧的有效直径，
是第4透镜的物体侧的有效直径。
条件式（5）是为了良好校正轴外光束的像差而优选的条件式。
为了同时确保光学系统的小型化和远心性，第4透镜的物体侧面和像侧面不得不分别为具有拐点的形状。在该状况下高于条件式（5）的上限值时，入射到第4透镜的轴外光束的直径变大。其结果，容易受到第4透镜的曲率变动的影响，从而彗形像差和高次的像面弯曲的产生显著。
在低于条件式（5）的下限值时，轴外光束在第3透镜像侧面上的光线高度没有变得足够大。其结果，难以校正彗形像差和高次的像面弯曲。
在本实施方式的成像光学系统中，优选的是，第1透镜、第2透镜、第3透镜和第4透镜由树脂形成。
能够通过使用树脂来提供价廉的摄像镜头。
本实施方式的摄像装置的特征在于，使上述任意一个成像光学系统和自动对焦机构一体化。
本实施方式的摄像装置的特征在于，使上述任意一个成像光学系统和摄像元件一体化。
本发明的信息处理装置包括：
输入部，其用于对信息处理装置进行操作；
处理部，其至少对来自输入部的信息进行处理；
摄像装置，其根据来自处理部的信息取得图像信息；
图像处理部，其对摄像装置所取得的图像信息进行处理；以及
显示部，其对处理后的图像进行显示，
其中，摄像装置是前面说明的任意一个摄像装置。
在本发明的信息处理装置中，优选的是，
信息处理装置还具有通信部，能够对由摄像装置取得的图像信息进行传送。
在本发明的信息处理装置中，优选的是，
信息处理装置还具有声音取得部和信息记录部。
在本发明的信息处理装置中，优选的是，
信息处理装置为便携电子设备。
另外，在后述的实施例中，光圈位于相比第1透镜的像侧的面更靠物体侧的位置，更具体而言，位于第1透镜的物体侧的面与像侧的面之间。这种光圈的位置也包含在“将光圈配置在最靠物体侧”中。
【实施例】
下面，根据附图来详细地说明本发明的成像光学系统和电子摄像装置的实施例。另外，本发明不受该实施例限定。
接着，说明本发明的实施例1的摄像光学系统。图1是示出本发明的实施例1的摄像光学系统在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图。
图2A、图2B、图2C、图2D是分别示出实施例1的无限远物点对焦时的球面像差（SA）、像散（AS）、畸变像差（DT）、倍率色差（CC）的图。并且，FIY表示像高。另外，像差图中的符号也在后述的实施例中共用。
如图1所示，实施例1的摄像光学系统从物体侧起依次由以下部件构成：亮度（孔径）光圈S、双凸正透镜L1、凹面朝向像侧的负弯月透镜L2、凹面朝向物体侧的正弯月透镜L3和双凹负透镜L4，整体具有正屈光力。
另外，在下面的全部实施例中，在镜头剖面图中，CG表示玻璃罩，I表示电子摄像元件的摄像面。
双凸正透镜L1的两面、负弯月透镜L2的两面、正弯月透镜L3的两面和双凹负透镜L4的两面这8个面被设置成非球面。
接着，说明本发明的实施例2的变焦镜头。图3是示出本发明的实施例2的变焦镜头在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图。
图4A、图4B、图4C、图4D是分别示出实施例2的无限远物点对焦时的球面像差（SA）、像散（AS）、畸变像差（DT）、倍率色差（CC）的图。
如图3所示，实施例2的变焦镜头从物体侧起依次由以下部件构成：亮度（孔径）光圈S、双凸正透镜L1、双凹负透镜L2、凹面朝向物体侧的正弯月透镜L3和双凹负透镜L4，整体具有正屈光力。
双凸正透镜L1的两面、双凹负透镜L2的两面、正弯月透镜L3的两面和双凹负透镜L4的两面这8个面被设置成非球面。
接着，说明本发明的实施例3的变焦镜头。图5是示出本发明的实施例3的变焦镜头在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图。
图6A、图6B、图6C、图6D是分别示出实施例3的无限远物点对焦时的球面像差（SA）、像散（AS）、畸变像差（DT）、倍率色差（CC）的图。
如图5所示，实施例3的变焦镜头从物体侧起依次由以下部件构成：亮度（孔径）光圈S、双凸正透镜L1、凹面朝向像侧的负弯月透镜L2、凹面朝向物体侧的正弯月透镜L3和凹面朝向像侧的负弯月透镜L4，整体具有正屈光力。
双凸正透镜L1的两面、负弯月透镜L2的两面、正弯月透镜L3的两面和负弯月透镜L4的两面这8个面被设置成非球面。
接着，说明本发明的实施例4的变焦镜头。图7是示出本发明的实施例4的变焦镜头在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图。
图8A、图8B、图8C、图8D是分别示出实施例4的无限远物点对焦时的球面像差（SA）、像散（AS）、畸变像差（DT）、倍率色差（CC）的图。
如图7所示，实施例4的变焦镜头从物体侧起依次由以下部件构成：亮度（孔径）光圈S、双凸正透镜L1、双凹负透镜L2、凹面朝向物体侧的正弯月透镜L3和双凹负透镜L4，整体具有正屈光力。
双凸正透镜L1的两面、双凹负透镜L2的两面、正弯月透镜L3的两面和双凹负透镜L4的两面这8个面被设置成非球面。
接着，说明本发明的实施例5的变焦镜头。图9是示出本发明的实施例5的变焦镜头在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图。
图10A、图10B、图10C、图10D是分别示出实施例5的无限远物点对焦时的球面像差（SA）、像散（AS）、畸变像差（DT）、倍率色差（CC）的图。
如图9所示，实施例5的变焦镜头从物体侧起依次由以下部件构成：亮度（孔径）光圈S、双凸正透镜L1、双凹负透镜L2、凹面朝向物体侧的正弯月透镜L3和双凹负透镜L4，整体具有正屈光力。
双凸正透镜L1的两面、双凹负透镜L2的两面、正弯月透镜L3的两面和双凹负透镜L4的两面这8个面被设置成非球面。
下面示出构成上述各个实施例的摄像光学系统的光学部件的数值数据。另外，在各个实施例的数值数据中，r1、r2、…表示各个透镜面的近轴曲率半径，d1、d2、…表示各个透镜的厚度或者空气间隔，nd1、nd2、…表示各个透镜对于d线的折射率，νd1、νd2、…表示各个透镜的阿贝数，焦距表示整个系统的焦距。并且，*表示非球面。此外，fb（后焦距）是空气换算出的距离。
另外，在把光轴方向设为z，把与光轴垂直的方向设为y，把圆锥系数设为K，把非球面系数设为A4、A6、A8、A10时，利用下式（I）表示非球面形状。
z=（y2/r）/[1+{1-（1+K）（y/r）2}1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10…（I）
此外，e表示10的幂。另外，这些规格值的记号也在后面叙述的实施例的数值数据中共用。
数值实施例1
单位：mm
面数据
（摄像面）
非球面数据
第2面
K=-0.110
A4=-1.90713e-02,A6=1.57537e-01,A8=-5.48618e-01,A10=7.75671e-01,
A12=-3.88019e-01,A14=1.01383e-01,A16=-1.28736e-01
第3面
K=-115.631
A4=3.16443e-01,A6=-9.40207e-01,A8=7.54156e-01,A10=1.08283e+00,
A12=-9.35561e-01,A14=-5.31508e-01,A16=-8.67950e-01
第4面
K=0.000
A4=4.16132e-01,A6=-1.01693e+00,A8=2.76333e-01,A10=2.27397e+00,
A12=1.75543e-01,A14=-6.36991e+00,A16=4.28154e+00
第5面
K=-0.484
A4=1.73898e-01,A6=-1.60292e-01,A8=-4.16670e-01,A10=1.16705e+00,
A12=6.37954e-01,A14=-2.80269e+00,A16=1.48334e+00
第6面
K=-9.209
A4=-4.95475e-02,A6=2.80752e-02,A8=-1.00072e-01,A10=1.10994e-01,
A12=-2.78570e-02
第7面
K=-4.082
A4=-1.85577e-01,A6=2.14728e-01,A8=-2.62073e-01,A10=1.90330e-01,
A12=-4.57061e-02
第8面
K=-1000.000
A4=-8.28932e-02,A6=-5.76391e-03,A8=2.09303e-02,A10=-6.87097e-03,
A12=9.50540e-04,A14=-5.06808e-05
第9面
K=-7.016
A4=-8.03214e-02,A6=2.47194e-02,A8=-6.96695e-03,A10=1.12076e-03,
A12=-9.64957e-05,A14=4.18886e-06
各种数据
数值实施例2
单位：mm
面数据
（摄像面）
非球面数据
第2面
K=-0.110
A4=-1.93085e-02,A6=1.55368e-01,A8=-5.47918e-01,A10=7.77198e-01,
A12=-3.92170e-01,A14=7.88060e-02,A16=-1.93827e-01
第3面
K=-115.631
A4=3.15744e-01,A6=-9.37683e-01,A8=7.53501e-01,A10=1.08033e+00,
A12=-9.33963e-01,A14=-5.17483e-01,A16=-8.31978e-01
第4面
K=0.000
A4=4.17787e-01,A6=-1.02008e+00,A8=2.76335e-01,A10=2.27888e+00,
A12=1.84807e-01,A14=-6.35248e+00,A16=4.32215e+00
第5面
K=-0.484
A4=1.70593e-01,A6=-1.72968e-01,A8=-4.17115e-01,A10=1.20098e+00,
A12=6.84735e-01,A14=-2.78248e+00,A16=1.43567e+00
第6面
K=-9.209
A4=-5.62412e-02,A6=2.84353e-02,A8=-9.90392e-02,A10=1.11819e-01,
A12=-2.73219e-02
第7面
K=-4.082
A4=-1.82329e-01,A6=2.15072e-01,A8=-2.62143e-01,A10=1.90248e-01,
A12=-4.57476e-02
第8面
K=-1000.000
A4=-8.31237e-02,A6=-5.75539e-03,A8=2.09312e-02,A10=-6.87169e-03,
A12=9.50100e-04,A14=-5.08576e-05
第9面
K=-7.016
A4=-7.74929e-02,A6=2.46838e-02,A8=-6.98880e-03,A10=1.11746e-03,
A12=-9.68984e-05,A14=4.14504e-06
各种数据
数值实施例3
单位：mm
面数据
（摄像面）
非球面数据
第2面
K=-0.110
A4=-1.48295e-02,A6=9.40672e-02,A8=-2.81596e-01,A10=3.31236e-01,
A12=-1.34793e-01,A14=2.40126e-02,A16=-5.21207e-02
第3面
K=-115.631
A4=2.36954e-01,A6=-5.81551e-01,A8=3.83617e-01,A10=4.53290e-01,
A12=-3.31586e-01,A14=-1.49716e-01,A16=-1.86925e-01
第4面
K=0.000
A4=3.12217e-01,A6=-6.36115e-01,A8=1.41947e-01,A10=9.67935e-01,
A12=6.57894e-02,A14=-1.84299e+00,A16=1.01946e+00
第5面
K=-0.484
A4=1.27892e-01,A6=-1.06713e-01,A8=-2.15294e-01,A10=5.05482e-01,
A12=2.37596e-01,A14=-8.02847e-01,A16=3.55007e-01
第6面
K=-9.209
A4=-3.98414e-02,A6=1.61549e-02,A8=-5.18492e-02,A10=4.69838e-02,
A12=-9.79313e-03
第7面
K=-4.082
A4=-1.39700e-01,A6=1.33882e-01,A8=-1.34023e-01,A10=8.09145e-02,
A12=-1.59378e-02
第8面
K=-1000.000
A4=-6.25693e-02,A6=-3.65916e-03,A8=1.07249e-02,A10=-2.91644e-03,
A12=3.33416e-04,A14=-1.43173e-05
第9面
K=-7.016
A4=-5.82346e-02,A6=1.55767e-02,A8=-3.57040e-03,A10=4.73891e-04,
A12=-3.41308e-05,A14=1.16100e-06
各种数据
数值实施例4
单位：mm
面数据
（摄像面）
非球面数据
第2面
K=-0.139
A4=-2.03864e-02,A6=1.54881e-01,A8=-5.45334e-01,A10=7.84512e-01,
A12=-3.81369e-01,A14=7.97110e-02,A16=-2.49767e-01
第3面
K=-103.695
A4=3.16688e-01,A6=-9.40389e-01,A8=7.40155e-01,A10=1.04452e+00,
A12=-1.00527e+00,A14=-6.19137e-01,A16=-8.83722e-01
第4面
K=9670017.870
A4=4.12487e-01,A6=-1.02794e+00,A8=2.67605e-01,A10=2.26426e+00,
A12=1.43647e-01,A14=-6.50831e+00,A16=3.81163e+00
第5面
K=-0.584
A4=1.72756e-01,A6=-1.58103e-01,A8=-4.02298e-01,A10=1.16951e+00,
A12=5.44591e-01,A14=-2.96841e+00,A16=1.59351e+00
第6面
K=-8.186
A4=-5.41989e-02,A6=2.49229e-02,A8=-1.01353e-01,A10=1.10454e-01,
A12=-2.82340e-02
第7面
K=-4.093
A4=-1.85650e-01,A6=2.15409e-01,A8=-2.61729e-01,A10=1.90441e-01,
A12=-4.56744e-02
第8面
K=-9565019.263
A4=-8.28243e-02,A6=-5.75976e-03,A8=2.09300e-02,A10=-6.87118e-03,
A12=9.50462e-04,A14=-5.07049e-05
第9面
K=-6491
A4=-7.98649e-02,A6=2.47472e-02,A8=-6.97247e-03,A10=1.11970e-03,
A12=-9.66188e-05,A14=4.17267e-06
各种数据
数值实施例5
单位：mm
面数据
（摄像面）
非球面数据
第2面
K=-0.235
A4=-2.76954e-02,A6=1.48336e-01,A8=-5.33930e-01,A10=7.81816e-01,
A12=-4.25614e-01,A14=5.17623e-02,A16=-3.49565e-01
第3面
K=-9.579
A4=2.64908e-01,A6=-9.49443e-01,A8=7.14918e-01,A10=1.03706e+00,
A12=-9.87431e-01,A14=-6.00998e-01,A16=-8.78512e-01
第4面
K=9646668.461
A4=3.52285e-01,A6=-1.04991e+00,A8=3.29078e-01,A10=2.25296e+00,
A12=7.51096e-02,A14=-6.64613e+00,A16=4.10061e+00
第5面
K=-0.851
A4=1.52746e-01,A6=-8.10654e-02,A8=-5.13915e-01,A10=1.14627e+00,
A12=5.62090e-01,A14=-2.93801e+00,A16=1.78280e+00
第6面
K=-3.072
A4=-6.13520e-02,A6=3.58500e-02,A8=-9.90242e-02,A10=1.14086e-01,
A12=-4.04065e-02
第7面
K=-4.464
A4=-2.15279e-01,A6=2.18995e-01,A8=-2.57562e-01,A10=1.92028e-01,
A12=-4.53413e-02
第8面
K=-873468281904.200
A4=-7.77002e-02,A6=-5.85360e-03,A8=2.09113e-02,A10=-6.87374e-03,
A12=9.50254e-04,A14=-5.06446e-05
第9面
K=-6.438
A4=-7.77220e-02,A6=2.52121e-02,A8=-6.95746e-03,A10=1.11835e-03,
A12=-9.67326e-05,A14=4.21754e-06
各种数据
接着，示出各个实施例的条件式的值。
另外，以上所述的本发明的成像（摄像）光学系统能够应用于利用CCD或CMOS等电子摄像元件拍摄物体的像的摄像装置中，尤其能够应用于数字照相机和摄像机、作为信息处理装置的例子的电脑、电话、便携终端、尤其是携带方便的移动电话等。下面例示其实施方式。
（信息处理装置）
另外，能够将如上所述的本发明的变焦镜头或使用了该变焦镜头的摄像装置搭载于便携电子设备等信息处理装置。作为这种信息处理装置，有作为便携电子设备的数字照相机、PC、移动电话等，但不限于此。此外，本发明的信息处理装置不限于便携电子设备。
图20示出这种信息处理装置的框图。信息处理装置500具有输入部501、处理部502、摄像装置503、图像处理部504和显示部505。并且如图所示，信息处理装置优选还具有通信部506、声音取得部507和信息记录部508等。
输入部501用于对信息处理装置500进行操作。处理部502至少对来自输入部501的信息进行处理。摄像装置503根据来自处理部502的信息取得图像信息。图像处理部504对摄像装置503所取得的图像信息进行处理。显示部505对处理后的图像进行显示。此处，摄像装置503搭载本发明的变焦镜头。
并且，通信部506构成为能够对由摄像装置503所取得的图像信息进行传递（进行通信）。此外，声音取得部507取得声音信息，信息记录部509对所取得的图像信息和声音信息进行记录。
图11～图13示出将本发明的成像光学系统组装到数字照相机的摄影光学系统41中的结构的示意图。图11是示出数字照相机40的外观的前视立体图，图12是数字照相机40的后视立体图，图13是示出数字照相机40的光学结构的剖面图。
在该例子中，数字照相机40包括：具有摄影用光路42的摄影光学系统41、具有取景器用光路44的取景器光学系统43、快门按钮45、闪光灯46、液晶显示监视器47等。并且，当摄影者按压配置在照相机40上部的快门按钮45时，与该动作联动，通过摄影光学系统41、例如实施例1的摄像光学系统48进行摄影。
通过摄影光学系统41形成的物体像形成在CCD49的摄像面上。被该CCD49感光的物体像通过图像处理单元51，作为电子图像显示在设于照相机背面的液晶显示监视器47上。并且，在该图像处理单元51中配置有存储器等，也能够记录所拍摄的电子图像。另外，该存储器可以与图像处理单元51分体设置，也可以构成为：利用软盘或存储卡、MO等，以电子方式进行记录和写入。
另外，在取景器用光路44上配置有取景器用物镜光学系统53。该取景器用物镜光学系统53由盖透镜54、第1棱镜10、孔径光圈2、第2棱镜20、对焦用透镜66构成。通过该取景器用物镜光学系统53在成像面67上形成物体像。该物体像形成在作为正像部件的波罗棱镜55的视野框57上。在该波罗棱镜55的后方配置有将形成为正像的像引导到观察者眼球E的目镜光学系统59。
根据这样构成的数字照相机40，能够实现具有小且薄的摄像光学系统的电子摄像装置，该摄像光学系统减少了摄影光学系统41的构成个数。另外，本发明不限于上述的伸缩式数字照相机，也能够适用于采用弯曲光学系统的弯折式数字照相机。
此外，具有与摄影光学系统41一体的自动对焦机构500。能够通过搭载自动对焦机构500，在所有的被摄体距离下对焦。
此外，期望使摄影光学系统41和电子摄像元件芯片（电子摄像元件）一体化。
通过使电子摄像元件一体化，能够将摄像光学系统的光学像转换为电信号。此外，选择可在图像中央部和周边部减少图像的亮度变化的电子摄像元件，从而能够提供小型且高性能的数字照相机（摄像装置）。
接着，图14～图16示出信息处理装置的一例，即电脑，该信息处理装置内置有本发明的摄像光学系统来作为物镜光学系统。图14是电脑300的、打开了盖的状态的前视立体图，图15是电脑300的摄影光学系统303的剖面图，图16是图14的侧视图。如图14～图16所示，电脑300具有键盘301、信息处理单元和记录单元、监视器302和摄影光学系统303。
其中，键盘301用于由操作者从外部输入信息。信息处理单元和记录单元被省略图示。监视器302用于向操作者显示信息。摄影光学系统303用于拍摄操作者本人和周围的像。监视器302可以是液晶显示元件或CRT显示器等。作为液晶显示元件，有利用未图示的背照灯从背面进行照明的透射型液晶显示元件、反射来自前面的光而进行显示的反射型液晶显示元件。并且，在图中将摄影光学系统303内置在监视器302的右上部，但不限于该位置，也可以是监视器302的周围或键盘301的周围等任何位置。
该摄影光学系统303在摄影光路304上具有：例如由实施例1的摄像光学系统构成的物镜光学系统100；和对像进行感光的电子摄像元件芯片162。这些部件被内置在电脑300中。
在镜框的前端配置有用于保护物镜光学系统100的玻璃罩102。此外，在电子摄像元件芯片162的前面侧配置有玻璃罩CG。
电子摄像元件芯片162感光得到的物体像通过端子166被输入到电脑300的处理单元。并且，物体像最终作为电子图像显示在监视器302上。作为图像的一例，在图14中示出了由操作者拍摄的图像305。并且，该图像305也能够通过处理单元从远方显示在通信对象的电脑上。向远方传递图像时利用互联网或电话。
此外，具有与物镜光学系统100（摄影光学系统）一体的自动对焦机构500。能够通过搭载自动对焦机构500，在所有的被摄体距离下对焦。
此外，期望使物镜光学系统100（摄像光学系统）和电子摄像元件芯片162（电子摄像元件）一体化。
通过使电子摄像元件一体化，能够将摄像光学系统的光学像转换为电信号。此外，选择可在图像中央部和周边部减少图像的亮度变化的电子摄像元件，从而能够提供小型且高性能的电脑（摄像装置）。
接着，图17A、图17B、图17C示出信息处理装置的一例，即电话、尤其是携带方便的移动电话，所述信息处理装置内置有本发明的摄像光学系统来作为摄影光学系统。图17A是移动电话400的主视图，图17B是侧视图，图17C是摄影光学系统405的剖面图。如图17A～图17C所示，移动电话400具有话筒部401、扬声器部402、输入按钮403、监视器404、摄影光学系统405、天线406和处理单元。
其中，话筒部401用于将操作者的声音作为信息进行输入。扬声器部402用于输出通话对象的声音。输入按钮403用于由操作者输入信息。监视器404用于显示操作者本人和通话对象等的摄影像、电话号码等信息。天线406用于进行通信电波的发送和接收。处理单元（未图示）用于进行图像信息和通信信息、输入信号等的处理。
其中，监视器404是液晶显示元件。并且，图中的各结构的配置位置不特别限于图示的位置。该摄影光学系统405具有配置在摄影光路407上的物镜光学系统100和对物体像进行感光的电子摄像元件芯片162。物镜光学系统100例如采用实施例1的摄像光学系统。这些部件被内置在移动电话400中。
在镜框的前端配置有用于保护物镜光学系统100的玻璃罩102。
电子摄像元件芯片162感光得到的物体像通过端子166被输入到未图示的图像处理单元。并且，物体像最终作为电子图像显示在监视器404上或者通信对象的监视器上、或者显示在双方的监视器上。并且，处理单元包括信号处理功能。在向通信对象发送图像的情况下，利用该功能将电子摄像元件芯片162感光得到的物体像的信息转换为能够发送的信号。
此外，具有与物镜光学系统100（摄影光学系统）一体的自动对焦机构500。能够通过搭载自动对焦机构500，在所有的被摄体距离下对焦。
此外，期望使物镜光学系统100（摄像光学系统）和电子摄像元件芯片162（电子摄像元件）一体化。
通过使电子摄像元件一体化，能够将摄像光学系统的光学像转换为电信号。此外，选择可在图像中央部和周边部减少图像的亮度变化的电子摄像元件，从而能够提供小型且高性能的移动电话（摄像装置）。
图21示出移动电话400的框图。在移动电话400中，按钮403与信息处理装置500的输入部501对应，摄像光学系统405和摄像单元160与摄像装置503对应，摄像元件芯片162与图像处理部504对应，监视器404与显示部505对应，天线406与通信部506对应，话筒部401与声音取得部507对应。此外，控制移动电话400的CPU408与处理部502对应，内置的存储器409与信息记录部508对应。
另外，本发明能够在不脱离其宗旨的范围内采取各种变形例。
如上所述，本发明的成像光学系统以及具有该成像光学系统的摄像装置在要求实现光学全长缩短和广角化的同时抑制重影、眩光的产生的成像光学系统以及具有该成像光学系统的摄像装置中是有用的。本发明的成像光学系统以及具有该成像光学系统的摄像装置起到如下效果：能够抑制在实现光学全长缩短和广角化时可能成为问题的重影、眩光的产生。
Claims (12)
1.一种成像光学系统，其由4个透镜构成，从物体侧起依次配置如下透镜：
双凸面形状的正屈光力的第1透镜；
像侧面为凹面形状的负屈光力的第2透镜；
凹面朝向物体侧的弯月形状的正屈光力的第3透镜；以及
像侧面为凹面形状的负屈光力的第4透镜，
光圈配置在最靠物体侧，
所述成像光学系统满足如下的条件式（1）、（2），
θ9＜48（1）
TL/2Y＜0.8（2）
此处，
θ9是所述第4透镜的像侧面的有效面内整个范围的面法线与光轴所成的角度的最大值，θ9的单位是度，
TL是从所述第1透镜的面顶到像面的距离，
Y是最大像高。
2.根据权利要求1所述的成像光学系统，其中，
所述光圈相比所述第1透镜的面顶配置于像侧。
3.根据权利要求1所述的成像光学系统，其中，
所述成像光学系统满足如下的条件式（3），
0＜（r8+r9）/（r8－r9）＜1.7（3）
此处，
r8是所述第4透镜的物体侧的近轴曲率半径，
r9是所述第4透镜的像侧的近轴曲率半径。
4.根据权利要求1所述的成像光学系统，其中，
所述成像光学系统满足如下的条件式（4），
0.35＜D8sd/D8max＜0.7（4）
此处，
D8sd是通过所述第4透镜的物体侧面的有效直径的垂直于光轴的假想面、和通过所述第4透镜的像侧面的有效直径的垂直于光轴的假想面之间的间隔，
D8max是所述第4透镜的沿着光轴方向的厚度的最大值。
5.根据权利要求1所述的成像光学系统，其中，
所述成像光学系统满足如下的条件式（5），
此处，
是所述第3透镜的像侧的有效直径，
是所述第4透镜的物体侧的有效直径。
6.根据权利要求1所述的成像光学系统，其中，
所述第1透镜、所述第2透镜、所述第3透镜和所述第4透镜由树脂形成。
7.一种摄像装置，其中，
权利要求1所述的成像光学系统和自动对焦机构是一体化的。
8.一种摄像装置，其中，
权利要求1所述的成像光学系统和摄像元件是一体化的。
9.一种信息处理装置，其包括：
输入部，其用于对所述信息处理装置进行操作；
处理部，其至少对来自所述输入部的信息进行处理；
摄像装置，其根据来自所述处理部的信息取得图像信息；
图像处理部，其对所述摄像装置所取得的图像信息进行处理；以及
显示部，其对所述处理后的图像进行显示，
在该信息处理装置中，所述摄像装置是权利要求7或8所述的摄像装置。
10.根据权利要求9所述的信息处理装置，其中，
所述信息处理装置还具有通信部，该通信部能够对由所述摄像装置取得的图像信息进行传送。
11.根据权利要求10所述的信息处理装置，其中，
所述信息处理装置还具有声音取得部和信息记录部。
12.根据权利要求11所述的信息处理装置，其中，
所述信息处理装置是便携电子设备。
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