CN103460109A

CN103460109A - 摄像光学系统、摄像装置以及数字设备

Info

Publication number: CN103460109A
Application number: CN2012800149551A
Authority: CN
Inventors: 山田惠子; 西田麻衣子
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc; Konica Minolta Advanced Layers Inc
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2032-03-06
Also published as: JP5578275B2; JPWO2012132247A1; EP2690479A4; EP2690479A1; KR20130141679A; KR101498412B1; US20140015991A1; WO2012132247A1; CN103460109B

Abstract

本发明涉及的摄像光学系统具有物体侧凸的第1正透镜、像侧凹的第2负透镜、双面都具有透镜剖面比与光轴的交点靠物体侧的区域的第3透镜、具备在至少一个面具有拐点的非球面形状且像侧凸的第4正透镜、以及像侧凹的第5负透镜。在将整个系统、第1、第4透镜的各焦距设为f、f1、f4、将各面的各近轴半径设为R1_L3、R2_L3的情况下，摄像光学系统满足0.5＜｜f1／f｜＜0.67、0.3＜｜f4／f｜＜0.63，第3透镜满足－0.4＜f／R1_L3＜0.2、－0.6＜f／R2_L3＜0.05。

Description

摄像光学系统、摄像装置以及数字设备

技术领域

本发明涉及摄像光学系统，尤其涉及适合用于CCD型图像传感器、CMOS型图像传感器等固体摄像元件的摄像光学系统。而且，本发明涉及具备该摄像光学系统的摄像装置以及搭载有该摄像装置的数字设备。

背景技术

近年来，伴随着使用了CCD（Charged Coupled Device：电荷耦合元件）型图像传感器、CMOS（Complementary Metal OxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体）型图像传感器等固体摄像元件的摄像元件的高性能化、小型化，具备使用了这样的摄像元件的摄像装置的移动电话、便携信息终端等数字设备越来越普及。另外，对于搭载于这些摄像装置的、用于在上述固体摄像元件的受光面上形成物体的光学像（成像）的摄像光学系统（摄像镜头），关于更小型化、高性能化的要求越来越高。作为这样的用途的摄像光学系统，以往提出一种3枚构成或者4枚构成的光学系统，并且近年来由于能够更高性能化，所以还提出一种5枚构成的光学系统。

这样的摄像光学系统例如被专利文献1以及专利文献2公开。该专利文献1所公开的摄像镜头是用于使固体摄像元件的光电变换部形成被摄体像的摄像镜头，从物体侧开始按顺序由具有正折射能力且凸面朝向物体侧的第1透镜、光阑、具有负折射能力且凹面朝向像侧的第2透镜、具有正或者负折射能力的第3透镜、具有正折射能力且凸面朝向像侧的第4透镜、以及具有负折射能力且凹面朝向像侧的第5透镜构成，上述第5透镜的像侧面是非球面形状，在与光轴的交点以外的位置具有拐点，在将上述第1透镜的焦距设为f1、将整个系统的焦距设为f的情况下，满足0.50＜f1／f＜0.85的条件式。这样的构成的摄像镜头是5枚透镜构成，根据上述专利文献1，能够比以往类型（此处为日本特开2007－264180号公报、日本特开2007－279282号公报所公开的光学系统）小型并良好地校正各种象差（例如其0012段～0014段）。

另外，上述专利文献2所公开的摄像镜头是用于使固体摄像元件的光电变换部形成被摄体像的摄像镜头，从物体侧开始按顺序由具有正折射能力且凸面朝向物体侧的第1透镜、具有负折射能力且凹面朝向像侧的第2透镜、具有正折射能力且凸面朝向像侧的第3透镜、具有正折射能力且凸面朝向像侧的弯月面（meniscus）形状的第4透镜、以及具有负折射能力且凹面朝向像侧的第5透镜构成，上述第5透镜的像侧的面是非球面形状，在与光轴的交点以外的位置具有拐点，光阑被配置在比上述第1透镜靠近像侧，在将上述第1透镜的焦距设为f1、将上述第3透镜的焦距设为f3的情况下，满足0.8＜f3／f1＜2.6的条件式。这样的构成的摄像镜头是5枚透镜构成，根据上述专利文献2，能够比以往类型（此处为日本特开2007－264180号公报、日本特开2007－279282号公报所公开的光学系统）小型并良好地校正各种象差（例如其0012段～0015段）。

然而，以往摄像镜头存在当从无限距离的物体向邻近距离的物体进行聚焦时，周边像高的分辨率降低这一课题。这起因于在进行聚焦（调焦）时，由于使用于进行聚焦的聚焦透镜向物体侧放出而使得构成该摄像镜头的各透镜中的光束的通过位置发生变化。尤其在配置于距离光阑较远的位置的透镜中，聚焦前后的各光束（以相互不同的距离被聚焦时的各光束、散焦时的光束和聚焦时的光束）的通过位置大幅变化，随着视场角变大，物体距离发生变动的情况下的像面位移增大，成为邻近聚焦时的性能降低的原因。

例如，对上述专利文献1以及专利文献2所公开的摄像镜头而言，在上述的观点下，不能说第4透镜的形状充分，伴随着进行聚焦时轴外光束的透镜入射位置发生变化，存在轴外光束的光斑沿光轴方向位移的情况。因此，上述专利文献1以及专利文献2所公开的摄像镜头伴随着聚焦，轴外视场角的性能降低。

专利文献1:日本特开2010－224521号公报

专利文献2:国际公开第2011／004467号公报

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于，提供一种能够小型化且在高视场角下也能良好地校正各象差的5枚透镜结构的摄像光学系统。而且，本发明提供一种具备该摄像光学系统的摄像装置以及搭载有该摄像装置的数字设备。

本发明涉及的摄像光学系统、摄像装置以及数字设备从物体侧按顺序具有物体侧凸的第1正透镜、像侧凹的第2负透镜、双面都在剖面上具有透镜剖面比与光轴AX的交点靠物体侧的区域的第3透镜、具有在至少一个面具备拐点的非球面形状且像侧凸的第4正透镜、以及像侧凹的第5负透镜，在将整个系统、第1以及第4透镜11、14的各焦距设为f、f1、f4、将物体侧面以及像侧面的各近轴半径设为R1_L3、R2_L3的情况下，f1／f、f4／f、f／R1_L3以及f／R2_L3的各值满足规定的条件。这样的摄像光学系统、摄像装置以及数字设备为5枚透镜结构，能够小型化且在高视场角下也良好地校正各种象差。

基于以下的详细记载和附图，可明确上述以及其他的本发明的目的、特征以及优点。

附图说明

图1是用于说明实施方式中的摄像光学系统的、对其构成示意性进行表示的透镜剖视图。

图2是表示主光线的像面入射角的定义的示意图。

图3是表示实施方式中的数字设备的构成的框图。

图4是表示数字设备的一个实施方式的带照相机的移动电话机的外观构成图。

图5是表示实施例1的摄像光学系统中的透镜组的排列的剖视图。

图6是表示实施例2的摄像光学系统中的透镜组的排列的剖视图。

图7是表示实施例3的摄像光学系统中的透镜组的排列的剖视图。

图8是表示实施例4的摄像光学系统中的透镜组的排列的剖视图。

图9是表示实施例5的摄像光学系统中的透镜组的排列的剖视图。

图10是表示距离无限远处的实施例1的摄像光学系统的纵象差图。

图11是距离无限远处的实施例1的摄像光学系统的横象差图。

图12是距离10cm处的实施例1的摄像光学系统的纵象差图。

图13是距离10cm处的实施例1的摄像光学系统的横象差图。

图14是距离无限远处的实施例2的摄像光学系统的纵象差图。

图15是距离无限远处的实施例2的摄像光学系统的横象差图。

图16是距离10cm处的实施例2的摄像光学系统的纵象差图。

图17是距离10cm处的实施例2的摄像光学系统的横象差图。

图18是距离无限远处的实施例3的摄像光学系统的纵象差图。

图19是距离无限远处的实施例3的摄像光学系统的横象差图。

图20是距离10cm处的实施例3的摄像光学系统的纵象差图。

图21是距离10cm处的实施例3的摄像光学系统的横象差图。

图22是距离无限远处的实施例4的摄像光学系统的纵象差图。

图23是距离无限远处的实施例4的摄像光学系统的横象差图。

图24是距离10cm处的实施例4的摄像光学系统的纵象差图。

图25是距离10cm处的实施例4的摄像光学系统的横象差图。

图26是距离无限远处的实施例5的摄像光学系统的纵象差图。

图27是距离无限远处的实施例5的摄像光学系统的横象差图。

图28是距离10cm处的实施例5的摄像光学系统的纵象差图。

图29是距离10cm处的实施例5的摄像光学系统的横象差图。

具体实施方式

在本实施方式中，为了解决上述技术课题，提供具有以下那样的构成的摄像光学系统、摄像装置以及数字设备。其中，以下的说明所使用的用语在本说明书被定义如下。

（a）折射率是相对d线的波长（587.56nm）的折射率。

（b）阿贝数是指将相对d线、F线（波长486.13nm）、C线（波长656.28nm）的折射率分别设为nd、nF，nC、将阿贝数设为νd的情况下，以νd＝(nd-1)/(nF-nC)的定义式求出的阿贝数νd。

（c）关于透镜，在使用“凹”、“凸”或者“弯月面”这一表述的情况下，它们表示光轴附近（透镜的中心附近）的透镜形状。

（d）构成接合透镜的各单透镜中的折射能力（光焦度、焦距的倒数）的表述是单透镜的透镜面的两侧为空气的情况下的焦度（power）。

（e）由于复合型非球面透镜所采用的树脂材料只有基板玻璃材料的附加功能，所以不作为单独的光学部件使用，与基板玻璃材料具有非球面的情况同等使用，透镜个数也作为1个使用。而且，透镜折射率也成为作为基板的玻璃材料的折射率。复合型非球面透镜是通过在成为基板的玻璃材料上涂覆薄的树脂材料而成为非球面形状的透镜。

以下，基于附图对本实施方式进行说明。其中，在各图中标注同一符号的构成表示是同一构成，适当地省略其说明。另外，对于接合透镜中的透镜个数，并不是在接合透镜整体中为1个，而以构成接合透镜的单透镜的个数来表示。

[＜一个实施方式的摄像光学系统的说明＞

图1是用于说明实施方式中的摄像光学系统的、对其构成示意性进行表示的透镜剖视图。图2是表示主光线的像面入射角的定义的示意图。

在图1中，该摄像光学系统1是在将光学像变换为电信号的摄像元件18的受光面上形成物体（被摄体）的光学像的装置，是从物体侧到像侧按顺序由第1～第5透镜11～15这5个透镜构成的光学系统。摄像元件18被配置成其受光面与摄像光学系统1的像面大致一致（像面＝摄像面）。其中，图1中例示的摄像光学系统1是与后述的实施例1的摄像光学系统1A（图5）相同的构成。

而且，在该摄像光学系统1中，第1～第5透镜11～15通过前透镜伸出沿光轴方向移动来进行聚焦。

并且，第1透镜11具有向物体侧凸的正折射能力，第2透镜12具有向像侧凹的负折射能力，第3透镜13具有规定的折射能力，第4透镜14具有向像侧凸的正折射能力，而且，第5透镜具有向像侧凹的负折射能力。更具体而言，在图1所示的例子中，第1透镜11是双凸的正透镜，第2透镜12是向像侧凹的负弯月形透镜，第3透镜13是向像侧凸的正弯月形透镜，第4透镜14是向像侧凸的正弯月形透镜，而且，第5透镜15是双凹的负透镜。这些第1～第5透镜11～15的双面为非球面。并且，第3透镜13的像侧面在沿着光轴AX的透镜剖面（沿着光轴AX包含光轴AX的透镜剖面）的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IP3、IP3，而且，在与光轴AX沿径向分离规定距离的周边区域中具有在包含光轴AX的剖面上具有负折射能力的区域。并且，第3透镜13的物体侧面以及像侧面都具有在包含光轴AX的剖面上透镜剖面比与光轴AX的交点更靠物体侧的区域，满足下述（A1）以及（A2）的各条件式。

-0.4＜f/R1_L3＜0.2 …(A1)

-0.6＜f/R2_L3＜0.05 …(A2)

其中，f是该摄像光学系统1整个系统的焦距，R1_L3是第3透镜13的物体侧面的近轴半径，R2_L3是第3透镜13的像侧面的近轴半径。第4透镜14的物体侧面以及像侧面两个面在沿着中心轴（光轴AX）的透镜剖面的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IP41、IP41、IP42、IP42。

这些第1～第5透镜组11～15例如可以是玻璃模制透镜，另外，例如也可以是塑料等树脂材料制透镜。尤其在搭载于移动终端的情况下，从轻型化、低成本化的观点出发，优选树脂材料制透镜。在图1所示的例子中，这些第1～第5透镜11～15是树脂材料制透镜。

另外，在将第1透镜11的焦距设为f1，将第4透镜14的焦距设为f4、而且将该摄像光学系统1整个系统的焦距设为f的情况下，该摄像光学系统1满足下述（1）以及（2）的各条件式。

0.5＜|f1/f|＜0.67 …(1)

0.3＜|f4/f|＜0.63 …(2)

其中，主光线的像面入射角如图2所示，是向摄像面入射的入射光线中最大视场角的主光线相对于垂直于像面的垂线的角度（deg，度）α，对于像面入射角α，将射出光瞳位置比像面更靠物体侧的情况下的主光线角度作为正方向。

而且，在该摄像光学系统1中，例如光阑等光学光圈16被配置在第1透镜11的物体侧。

并且，在该摄像光学系统1的像侧、即第5透镜15中的像侧配置有滤波器17、摄像元件18。滤波器17是平行平板状的光学元件，示意性地表示了各种光学滤波器、摄像元件的盖玻片等。能够根据使用用途、摄像元件、照相机的构成等，适当地配置低通滤波器、红外线截止滤波器等光学滤波器。摄像元件18是根据由该摄像光学系统1形成的被摄体的光学像中的光量而光电变换成R（红）、G（绿）、B（蓝）各成分的图像信号，并输出给规定的图像处理电路（未图示）的元件。由此，物体侧的被摄体的光学像通过摄像光学系统1沿着其光轴AX以规定的倍率被导入至摄像元件18的受光面，并通过摄像元件18对上述被摄体的光学像进行摄像。

这样的构成的摄像光学系统1由5个第1～第5透镜11～15构成，使各个第1～第5透镜11～15具有上述光学特性，通过从物体侧朝向像侧按顺序配置这5个第1～第5透镜11～15，能够实现小型化，并且在高视场角下也良好校正各象差。

更详细而言，该摄像光学系统1是从物体侧开始按顺序依次配置由第1透镜11、第2透镜12、第3透镜13，第4透镜14构成的正透镜组、和负第5透镜15的所谓望远型，成为对摄像光学系统1全长的小型化有利的构成。

另外，在该摄像光学系统1中，5枚透镜结构中的2个以上透镜（在图1所示的例子中为第2透镜12以及第5透镜15）为负透镜，具有扩散作用的面变多。因此，该摄像光学系统1使珀兹瓦尔和的校正变得容易，能够到画面周边部都确保良好的成像性能。

另外，在该摄像光学系统1中，通过使第3透镜13在物体侧面以及像侧面都成为具有在包含光轴AX的剖面上透镜剖面比与光轴AX的交点靠物体侧的区域的形状，由此与第3透镜13为弯月形透镜的情况的效果相同，第2透镜12和第3透镜13成为凹面相对的构成。因此，该摄像光学系统1在从对无限距离的物体的聚焦至对邻近距离的物体的聚焦的任意一个中都能够在第3透镜13的物体侧面校正由在第2透镜12的像侧面发散（emanate）的光束产生的彗形象差，能够在高视场角下也良好地校正彗形象差。

而且，若超过该条件式（A1）的上限，则由于为了在透镜剖面上实现剖面比与光轴AX的交点靠物体侧的区域，局部的曲率变化变大，所以伴随着聚焦的低像高下的性能变动变大，因此不优选。另一方面，若低于条件式（A1）的下限，则第3透镜13的近轴焦度变大，在低像高下，伴随着聚焦的性能变动变大，不优选。

另外，若超过该条件式（A2）的上限，则由于为了在透镜剖面上实现剖面比与光轴AX的交点靠物体侧的区域，局部的曲率变化变大，所以伴随着聚焦的低像高下的性能变动变大，不优选。另一方面，若低于条件式（A2）的下限，则第3透镜13的近轴焦度变大，在低像高下，伴随着聚焦的性能变动变大，不优选。

这里，优选第3透镜13的有效区域的50％区域中的拟合（fitting）曲率取负值。有效区域的50％的位置的拟合曲率是指在从透镜面与光轴AX的交点起相对于最大有效半径的50％以内的区域中，利用最小二乘法拟合形状测定值时的半径。通过成为第3透镜13的有效区域的50％区域中的拟合曲率取负值的构成，能够进一步提高前述彗形象差校正的效果。

另外，在该摄像光学系统1中，通过使第4透镜14成为凸面朝向像侧的具有正折射能力的弯月形透镜，能够一边将各面中的折射角抑制得较小、一边将在第2透镜12大角度发散的轴外光线导入第5透镜15，可良好地抑制轴外的象差。

另外，在该摄像光学系统1中，第4透镜14的两个面具有上述拐点而成为非球面形状。因此，该摄像光学系统1能够更良好地校正由轴外光束产生的象差。而且，即使在聚焦时轴外光束向透镜入射的位置发生变化的情况下，该摄像光学系统1也能够抑制轴外光束的光斑位置向光轴方向位移。

而且，上述条件式（1）是用于适当地设定第1透镜11的焦距f1，来实现摄像光学系统1全长的缩短化和象差校正的合理化的条件式。通过低于该条件式（1）的上限，该摄像光学系统1能够适度地维持第1透镜11的折射能力，可更向物体侧配置第1透镜11到第4透镜14的合成主点，能够缩短摄像光学系统1全长。另一方面，通过超过条件式（1）的下限，该摄像光学系统1能够使第1透镜11的折射能力不大到必要以上，能够将由第1透镜11产生的高次球面象差、彗形象差抑制得较小。

从这样的观点出发，优选本实施方式的摄像光学系统1满足下述（1’）的条件式。

0.52＜|f1/f|＜0.67 …(1’)

另外，上述条件式（2）是用于适当地设定第4透镜14的焦距，来实现轴外光束中的象差校正的合理化的条件式。通过低于该条件式（2）的上限，该摄像光学系统1能够抑制轴外光线与第5透镜15的折射角，可良好地抑制轴外的象差。另一方面，通过超过条件式（2）的下限，该摄像光学系统1能够针对入射至第4透镜14的轴外光束适当地设定因聚焦前后的透镜入射位置变化而产生的局部焦度的变化，可针对无限距离的物体以及邻近距离的物体校正进行聚焦时的轴外光线的光斑位置的光轴方向位移。

而且，在该摄像光学系统1中，配置在5枚透镜结构中的最靠近像侧的第5透镜15的像侧面为非球面。因此，该摄像光学系统1能够良好地校正画面周边部的各象差，并且，容易确保像侧光束的焦阑特性。

另外，在上述摄像光学系统1中，第3透镜13的像侧面为非球面形状，在沿着光轴AX的透镜剖面的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IP3、IP3。因此，本实施方式的摄像光学系统1通过在像侧面具有拐点IP3、IP3而与第4透镜14的拐点IP41、IP41、和IP42、IP42相配合，即使在轴外光束对透镜的入射位置伴随聚焦而变化的情况下，也能够适当地校正轴外光束的光轴方向的位移。

另外，在上述摄像光学系统1中，第4透镜14的像侧面在沿着光轴AX的透镜剖面的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IP42、IP42。因此，本实施方式的摄像光学系统1通过在更靠像面侧配置拐点IP42、IP42，能够适当地配置针对轴外光束的焦度，可更良好地校正轴外光束的像面弯曲。

另外，在上述摄像光学系统1中，在第4透镜的物体侧的面也具有拐点IP41、IP41。即，在上述的摄像光学系统1中，第4透镜14的物体侧以及像侧面这两个面在沿着光轴AX的透镜剖面的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IP41、IP41、IP42、IP42。因此，本实施方式的摄像光学系统1通过在第4透镜14的两面配置拐点IP41、IP41、IP42、IP42，能够在第4透镜14中的物体侧面与像侧面相互校正与进行聚焦时轴外光束向第4透镜14的入射位置发生变化相伴的像面弯曲的变化，可进一步抑制轴外光束的光斑位置变化。

另外，在上述摄像光学系统1中，在第1透镜11的物体侧还具备光阑的光学光圈（optical diaphragm）16。因此，本实施方式的摄像光学系统1通过将光学光圈16配置在第1透镜11的物体侧，能够减小轴外光束相对于第5透镜15的入射角度，可抑制由聚焦而引起的轴外光束的光斑位置变化，并且实现良好的焦阑特性。

另外，在上述摄像光学系统1中，第3透镜13的像侧面在与光轴AX沿径向分离规定距离的周边区域具有在包括光轴AX的剖面上具有负折射能力的区域。因此，本实施方式的摄像光学系统1通过在第3透镜13的周边部具有负折射率的区域，能够无需通过第2透镜12过度发散轴外光束，良好地校正轴外光束的彗形象差以及倍率色差。

另外，在上述摄像光学系统1中，第1～第5透镜11～15全部都是由树脂材料形成的树脂材料制透镜。

近年来，以固体摄像装置整体的小型化为目的，开发出即使是相同的像素数的固体摄像元件像素间距也较小、结果摄像面尺寸较小的装置。由于这样的摄像面尺寸较小的固体摄像元件用摄像光学系统需要将整个系统的焦距相对缩短，所以各透镜的曲率半径、外径变得相当小。因此，如果与通过花费功夫的研磨加工制造的玻璃透镜相比，则通过由利用注塑成形制造的塑料透镜构成全部透镜，即使是曲率半径、外径小的透镜，也能够廉价地大量生产。另外，由于塑料透镜能够降低冲压温度，所以可抑制成型模具的损耗，结果，能够减少成型模具的更换次数、维护次数，实现成本降低。因此，本实施方式的摄像光学系统1能够比较容易地实现规定的性能，并可实现低成本化。

其中，在上述的摄像光学系统1中，优选在将第4透镜14的物体侧面的轴上曲率半径设为R1_L4、将第4透镜14的像侧面的轴上曲率半径设为R2_L4的情况下，满足下述（3）的条件式。

1＜(R1_L4+R2_L4)/(R1_L4-R2_L4)＜2…(3)

该条件式（3）是用于适当地校正对无限距离的物体进行聚焦时以及对邻近距离的物体进行聚焦时的轴外光线的光斑位置的光轴方向位移的规定第4透镜14的形状的条件式。通过低于该条件式（3）的上限，这样的构成的摄像光学系统1能够针对入射至第4透镜14的轴外光束更恰当地设定因聚焦前后的透镜入射位置变化而产生的局部的焦度的变化，能够不基于物体距离地实现良好的轴外性能。另一方面，通过超过条件式（3）的下限，这样的构成的摄像光学系统1能够一边将各面的折射角抑制得较小、一边将被第2透镜12大角度发散的轴外光线导入到第5透镜15，可更良好地抑制轴外的象差。

从该观点出发，优选该摄像光学系统1满足下述（3’）的条件式。

1.1＜(R1_L4+R2_L4)/(R1_L4-R2_L4)＜1.6 …(3’)

另外，在这些上述的摄像光学系统1中，优选在将第3透镜13的焦距设为f3、将第4透镜14的焦距设为f4的情况下，满足下述（4）的条件式。

0＜|f4/f3|＜0.12 …(4)

该条件式（4）是用于适当地设定第3透镜13以及第4透镜14的焦距，实现良好的象差校正的条件式。通过低于该条件式（4）的上限，这样的构成的摄像光学系统1能够在第3透镜13和第4透镜14中适当地设定拐点的位置，能够不基于物体距离地抑制轴外光束的像面弯曲。

从该观点出发，优选该摄像光学系统1满足下述（4’）的条件式。

0＜|f4/f3|＜0.1 …(4’)

另外，在这些上述的摄像光学系统1中，优选在将第2透镜12的阿贝数设为v2的情况下，满足下述（5）的条件式。

15＜v2＜31 …(5)

上述条件式（5）是用于适当地设定第2透镜12的阿贝数的条件式。通过低于该条件式（5）的上限，这样的构成的摄像光学系统1能够适度增大第2透镜12的色散，可抑制第2透镜12的折射能力并良好地校正轴上色象差、倍率色差等色象差。另一方面，通过超过条件式（5）的下限，这样的构成的摄像光学系统1能够由容易得到的材料构成。

从该观点出发，优选该摄像光学系统1满足下述（5’）的条件式。

15＜v2＜27 …(5’)

另外，在这些上述的摄像光学系统中，优选在将第2透镜12的d线下的折射能力设为Nd2的情况下，满足下述（6）的条件式。

1.6＜Nd2＜2.1 …(6)

上述条件式（6）是用于良好地校正摄像光学系统1整个系统的色象差、像面弯曲的条件式。通过超过该条件式（6）的下限，这样的构成的摄像光学系统1能够适度维持色散比较大的第2透镜2的折射能力，可良好地校正色象差、像面弯曲。另一方面，通过低于条件式（6）的上限，这样的构成的摄像光学系统1能够由容易得到的材料构成。

从该观点出发，优选该摄像光学系统1满足下述（6’）的条件式。

1.6＜Nd2＜2 …(6’)

另外，在这些上述的摄像光学系统1中，优选在将第3透镜13的阿贝数设为v3的情况下，满足下述（7）的条件式。

15＜v3＜31 …(7)

上述条件式（7）是用于适当地设定第3透镜13的阿贝数的条件式。通过低于该条件式（7）的上限，这样的构成的摄像光学系统1能够适度增大第3透镜13的色散，可抑制第3透镜13的折射能力并良好地校正轴外光束的色象差、倍率色差等色象差。另外，通过低于条件式（7）的上限，这样的构成的摄像光学系统1还能够适当地校正轴上的色象差。另一方面，通过超过条件式（7）的下限，这样的构成的摄像光学系统1能够由容易得到的材料构成。

从该观点出发，优选该摄像光学系统1满足下述（7’）的条件式。

15＜v3＜27 …(7’)

另外，在这些上述的摄像光学系统1中，优选在将第3透镜13的d线下的折射能力设为Nd3的情况下，满足下述（8）的条件式。

1.6＜Nd3＜2.1 …(8)

上述条件式（8）是能够不基于物体距离地良好校正轴外光束的光斑性能的条件式。通过超过该条件式（8）的下限，这样的构成的摄像光学系统1在轴外光束向第3透镜13的入射位置因聚焦而发生变化的情况下，能够适当地设定轴外光束入射位置处的局部焦度的变化。另一方面，通过低于条件式（8）的上限，这样的构成的摄像光学系统1能够由容易得到的材料构成。

从这样的观点出发，优选该摄像光学系统1满足下述（8’）的条件式。

1.6＜Nd3＜2 …(8’)

另外，在这些上述的摄像光学系统1中，可动的第1～第5透镜11～15等的驱动可以使用凸轮或步进电机等，或者也可以使用压电致动器。在使用压电致动器的情况下，能够抑制驱动装置的体积以及消耗电力的增加，还能够独立驱动各组，可实现摄像装置的更小型化。

另外，在上述说明中为树脂材料制透镜，但也可以在这些上述的摄像光学系统1中使用具有非球面的玻璃透镜。该情况下，该非球面玻璃透镜可以是玻璃铸型非球面透镜、研削非球面玻璃透镜、复合型非球面透镜（在球面玻璃透镜上形成非球面形状的树脂的透镜）。玻璃铸型非球面透镜适合大量生产而优选，复合型非球面透镜由于可成为基板的玻璃材料的种类较多，所以设计的自由度高。尤其在使用高折射率材料的非球面透镜中，由于铸型形成并不容易，所以优选复合型非球面透镜。另外，在单面非球面的情况下，能够最大限度地活用复合型非球面透镜的优点。

另外，在这些上述的摄像光学系统1中，优选在使用塑料透镜的情况下，是采用在塑料（树脂材料）中分散最大长度为30纳米以下的粒子的原材料而成形的透镜。

一般若在透明的树脂材料中混合微粒子，则由于光散射，透过率降低，所以难以作为光学材料使用，但通过使微粒子的大小比透过光束的波长小，光实际上不散射。而且，树脂材料伴随着温度上升而折射率降低，但无机粒子相反，伴随着温度上升而折射率上升。因此，通过利用这样的温度依存性作用为相互抵消，能够相对于温度变化几乎不产生折射率变化。更具体而言，通过在成为母材的树脂材料中分散最大长度为30纳米以下的无机微粒子，而成为减少了折射率的温度依存性的树脂材料。例如，在丙烯酸中分散氧化铌（Nb₂O₅）的微粒子。在这些上述的摄像光学系统1中，通过折射能力比较大的透镜，或者全部的透镜（在图1所示的例子中为第1～第5透镜11～15）使用这样的分散了无机粒子的塑料材料，能够将摄像镜头整个系统的温度变化时的像点位置变动抑制得小。

这样的分散了无机微粒子的塑料材料制透镜优选如以下那样成形。

若对折射率的温度变化进行说明，则折射率的温度变化n（T）通过基于洛伦兹-洛伦茨公式以温度T对折射率n进行微分，而由式Fa表示。

n (T) = ((n^{2} + 2) \times (n^{2} - 1)) / 6 n \times (- 3 α + (1 / [R]

) \times (&PartialD; [R] / &PartialD; T)) . . . (Fa)

其中，α为线膨胀系数，［R］为分子折射度。

在树脂材料的情况下，一般式Fa中的第2项与第1项相比较，对折射率的温度依存性的贡献较小，几乎能够忽省略。例如，在PMMA树脂的情况下，线膨胀系数α为7×10^－5，若代入到式Fa，则n（T）＝－12×10^－5（／℃），与实际测量值大致一致。

具体而言，以往优选将－12×10^－5［／℃］左右的折射率的温度变化n（T）抑制为绝对值小于8×10^－5。更优选绝对值小于6×10^－5［／℃］。

因此，作为这样的树脂材料，优选采用聚烯烃系的树脂材料、聚碳酸酯系的树脂材料、聚酯系的树脂材料。在聚烯烃系的树脂材料中，折射率的温度变化n（T）约为－11×10^－5（／℃），在聚碳酸酯系的树脂材料中，折射率的温度变化n（T）约为－14×10^－5（／℃），而且，在聚酯系的树脂材料中，折射率的温度变化n（T）约为－13×10^－5（／℃）。

＜组装了摄像光学系统的数字设备的说明＞

接下来，对组装了上述摄像光学系统1的数字设备进行说明。

图3是表示实施方式中的数字设备的构成的框图。数字设备3为了摄像功能而构成为具备摄像部30、图像生成部31、图像数据缓冲器32、图像处理部33、驱动部34、控制部35、存储部36以及I／F部37。作为数字设备3，例如可例举数字静物照相机、摄像机、监视相机（监控相机）、移动电话机或便携式信息终端（PDA）等移动终端、个人计算机以及便携计算机，也可以包括它们的外围设备（例如鼠标、扫描仪以及打印机等）。特别是，本实施方式的摄像光学系统1在搭载于移动电话机或便携式信息终端（PDA）等移动终端的方面被充分小型化，适合被安装于该移动终端。

摄像部30构成为具备摄像装置21和摄像元件18。摄像装置21构成为具备作为摄像镜头发挥功能的图1所示的摄像光学系统1、和用于沿光轴方向驱动聚焦用的透镜来进行聚焦的未图示的透镜驱动装置等。来自被摄体的光线通过摄像光学系统1在摄像元件18的受光面上成像，成为被摄体的光学像。

摄像元件18如上所述，将由摄像光学系统1形成的被摄体的光学像变换为R、G、B的颜色成分的电信号（图像信号），作为R、G、B各色的图像信号输出给图像生成部31。摄像元件18通过控制部35来控制静态图像或者动态图像中任意一个的摄像，或者摄像元件18中的各像素的输出信号的读出（水平同步、垂直同步、转发）等摄像动作。

图像生成部31对来自摄像元件18的模拟输出信号进行放大处理、数字变换处理等，并且对图像整体进行适当的黑电平的决定、γ校正、白平衡调整（WB调整）、轮廓校正以及色偏差校正等公知的图像处理，根据图像信号生成图像数据。由图像生成部31生成的图像数据被输出给图像数据缓冲器32。

图像数据缓冲器32是暂时存储图像数据并且作为用于通过图像处理部33对该图像数据进行后述的处理的作业区域而使用的存储器，例如由作为易失性存储元件的RAM（Random Access Memory）等构成。

图像处理部33是对图像数据缓冲器32的图像数据进行分辨率变换等规定的图像处理的电路。

另外，根据需要，图像处理部33也可构成为对形成在摄像元件18的受光面上的被摄体的光学像的失真进行校正的公知失真校正处理等由摄像光学系统1无法完全校正的象差。失真校正是将因象差而失真的图像校正为与肉眼看到的光景相同的相似形的大致没有失真的自然的图像的处理。通过这样构成，即使由摄像光学系统1向摄像元件18导入的被摄体的光学像产生失真，也能够生成大致没有失真的自然的图像。另外，在这样的通过基于信息处理的图像处理来校正失真的构成中，由于只要特别考虑除了歪曲象差之外的其他各象差即可，所以摄像光学系统1的设计自由度增加，设计变得更容易。另外，在这样的通过基于信息处理的图像处理来校正失真的构成中，由于能够尤其减轻接近于像面的透镜的象差负担，所以射出光瞳位置的控制变得容易，可使透镜形状成为加工性良好的形状。

另外，根据需要，图像处理部33也可以包括对形成在摄像元件18的受光面上的被摄体的光学像的周边照度下降进行校正的公知的周边照度下降校正处理。通过预先存储用于进行周边照度下降校正的校正数据，对摄像后的图像（像素）乘以校正数据，来执行周边照度下降校正（阴影（shadowing）校正）。由于周边照度下降主要因摄像元件18中的灵敏度的入射角依存性、透镜的光晕以及余弦四次方定律等而产生，所以上述校正数据被设定为校正因这些因素而产生的照度下降那样的规定值。通过这样构成，即使由摄像光学系统1向摄像元件18导入的被摄体的光学像产生了周边照度下降，也能够生成到周边为止具有充分照度的图像。

驱动部34通过基于从控制部35输出的控制信号使省略图示的上述透镜驱动装置动作，来驱动摄像光学系统1中的用于聚焦的透镜，以便进行所希望的聚焦。

控制部35构成为具备例如微处理器以及其外围电路等，并通过其功能来控制摄像部30、图像生成部31、图像数据缓冲器32、图像处理部33、驱动部34、存储部36以及I／F部37各部的动作。即，摄像装置21被该控制部35控制成执行被摄体的静态图像摄像以及动态图像摄像中的至少一个摄像。

存储部36是存储由被摄体的静态图像摄像或者动态图像摄像而生成的图像数据的存储电路，构成为具备例如作为非易失性存储元件的ROM（Read Only Memory）、作为能够改写的非易失性存储元件的EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、RAM等。即，存储部36具有作为静态图像用以及动态图像用的存储器的功能。

I／F部37是与外部设备收发图像数据的接口，例如是依照USB、IEEE1394等规格的接口。

接下来，对这样的构成的数字设备3的摄像动作进行说明。

在对静态图像进行摄像的情况下，控制部35控制摄像装置21使其进行静态图像的摄像，并且经由驱动部34使摄像装置21的省略图示的上述透镜驱动装置动作，通过移动摄像光学系统1来进行聚焦。由此，焦点对准的光学像在摄像元件18的受光面上周期性反复成像，在被变换为R、G、B的颜色成分的图像信号之后，输出给图像生成部31。该图像信号被暂时存储于图像数据缓冲器32，在通过图像处理部33进行了图像处理之后，基于该图像信号的图像被显示于显示器（未图示）。而且，摄像者通过参照上述显示器，能够将主被摄体调整成落入该画面中的所希望的位置。通过在该状态下按下所谓的快门按钮（未图示），图像数据被储存于作为静态图像用存储器的存储部36而获得静态图像。

另外，在进行动态图像摄像的情况下，控制部35控制摄像装置21使其进行动态图像的摄像。然后，与静态图像摄像的情况相同，摄像者通过参照上述显示器（未图示），能够调整成使通过摄像装置21而得到的被摄体的像落入该画面中的所希望的位置。通过按下上述快门按钮（未图示），开始动态图像摄像。而且，在动态图像摄像时，控制部35控制摄像装置21使其进行动态图像的摄像，并且经由驱动部34使摄像装置21的省略图示的上述透镜驱动装置，来进行聚焦。由此，焦点对准的光学像在摄像元件18的受光面上周期性反复成像，在被变换为R、G、B的颜色成分的图像信号之后，输出给图像生成部31。该图像信号被暂时存储于图像数据缓冲器32，在通过图像处理部33进行了图像处理之后，基于该图像信号的图像被显示于显示器（未图示）。而且，通过再一次按下上述快门按钮（未图示），动态图像摄像结束。摄像到的动态图像被导入作为动态图像用存储器的存储部36中而储存。

在这样的构成中，可提供使用了小型且在高视场角下也能够良好校正各象差的5枚透镜结构的摄像光学系统1的摄像装置21以及数字设备3。特别是由于摄像光学系统1实现了小型化以及高性能化，所以能够在实现小型化的同时且采用高像素的摄像元件18。特别是由于摄像光学系统1能够应用于小型且高像素的摄像元件，所以适合高像素化、高功能化的移动终端。作为其一个例子，以下对在移动电话机搭载摄像装置21的情况进行说明。

图4是表示数字设备的一个实施方式的带照相机的移动电话机的外观构成图。图4（A）表示了移动电话机的操作面，图4（B）表示操作面的后面、即背面。

在图4中，移动电话机5在上部具备天线51，在其操作面如图4（A）所示，具备长方形的显示器52、进行图像摄像模式的起动以及静态图像摄像与动态图像摄像的切换的图像摄像按钮53、快门按钮55以及拨号盘按钮56。

而且，该移动电话机5中内置有使用了移动电话网的实现电话功能的电路，并且内置有上述的摄像部30、图像生成部31、图像数据缓冲器32、图像处理部33、驱动部34、控制部35以及存储部36，摄像部30的摄像装置21面向背面。

若图像摄像按钮53被操作，则向控制部35输出表示该操作内容的控制信号，控制部35执行静态图像摄像模式的起动、执行或动态图像摄像模式的起动、执行等与操作内容对应的动作。而且，若快门按钮55被操作，则向控制部35输出表示该操作内容的控制信号，控制部35执行静态图像摄像、动态图像摄像等与该操作内容对应的动作。

＜摄像光学系统的更具体的实施方式的说明＞

以下，参照附图，对图1所示那样的摄像光学系统1、即搭载于图3所示那样的数字设备3的摄像装置21所具备的摄像光学系统1的具体构成进行说明。

实施例1

图5是表示实施例1的摄像光学系统中的透镜的排列的剖视图。图9是距离无限远处的实施例1的摄像光学系统的纵象差图。图10是距离无限远处的实施例1的摄像光学系统的横象差图。图11是距离10cm处的实施例1的摄像光学系统的纵象差图。图12是距离10cm处的实施例1的摄像光学系统的横象差图。

实施例1的摄像光学系统1A如图5所示，从物体侧到像侧按顺序依次配置有第1～第5透镜L1～L5，在聚焦（焦点对准）时，第1～第5透镜L1～L5通过前透镜伸出而沿光轴AX方向一体移动。

更详细而言，在实施例1的摄像光学系统1A中，第1～第5透镜L1～L5从物体侧向像侧按顺序如下构成。

第1透镜L1是具有正折射能力的双凸正透镜，第2透镜L2是凹面朝向像侧的具有负折射能力的负弯月形透镜，第3透镜L3是凸面朝向像侧的具有正折射能力的正弯月形透镜，第4透镜L4是凸面朝向像侧的具有正折射能力的正弯月形透镜，而且，第5透镜L5是双凹的负透镜。这些第1～第5透镜L1～L5的双面为非球面，是树脂材料制透镜。而且，第3透镜L3的像侧面在沿着光轴AX的透镜剖面（沿着光轴AX包括光轴AX的透镜剖面）的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IPA3、IPA3，而且，在与光轴AX沿径向分离规定距离的周边区域中具有在包括光轴AX的剖面上具有负折射能力的区域。即，第3透镜L3在从光轴AX至规定距离的范围内（剖面圆形区域内），是凸面朝向像侧的具有正折射能力的弯月面形状的正透镜，在从上述规定距离至有效区域端为止的范围内（剖面环状区域内），成为凹面朝向像侧的具有负折射能力的负透镜。第4透镜L4的物体侧面以及像侧面这两个面在沿着中心轴（光轴AX）的透镜剖面的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IPA41、IPA41、IPA42、IPA42。

光学光圈ST被配设在第1透镜L1的物体侧。光学光圈ST也可以与后述的实施例的情况相同，是光阑、机械式快门或可变光圈。

而且，在第5透镜L5的像侧，经由作为滤波器的平行平板FT配置有摄像元件SR的受光面。平行平板FT是各种光学滤波器、摄像元件SR的盖玻片等。

在图5中，各透镜面被标注的编号ri（i＝1、2、3、......）是从物体侧开始数的情况下的第i个透镜面（其中，透镜的接合面被数为一个面），对ri标注“＊”记号的面表示是非球面。其中，平行平板FT的两面以及摄像元件SR的受光面也作为一个面处理，光学光圈ST的两面也作为一个面处理。这样的处理以及符号的意义在后述的实施例中也相同。不过，并不不是完全相同的意思，例如通过各实施例的各图，对配置于最接近物体侧的透镜面标注了相同的符号（r1），但并不意味它们的曲率等在各实施例中相同。

在这样的构成下，从物体侧入射的光线沿着光轴AX按顺序依次通过光学光圈ST、第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4、第5透镜L5以及平行平板FT，在摄像元件SR的受光面形成物体的光学像。而且，在摄像元件SR中，光学像被变换为电信号。该电信号根据需要被实施规定的数字图像处理等，作为数字映像信号例如被记录于数字照相机等数字设备的存储器，经由接口通过有线或者无线的通信被传输给其他数字设备。

以下表示实施例1的摄像光学系统1A中的各透镜的结构数据。

数值实施例1

单位mm

面数据

非球面数据

第3面

K＝-2.4776E-02,A4＝5.4737E-03,A6＝1.8802E-03,A8＝-3.1928E-03，A10＝1.7037E-02，A12＝-2.1868E-02，A14＝8.4210E-03

第4面

K＝-2.9823E+01,A4＝2.9864E-02,A6＝3.6878E-02,A8＝-4.3208E-02,A10＝-2.3999E-02,A12＝2.7062E-02

第5面

K＝-3.0000E+01,A4＝-4.4484E-02,A6＝1.4564E-01,A8＝-1.2728E-01,A10＝-3.2604E-02,A12＝7.7790E-02,A14＝-1.8876E-02

第6面

K＝-6.2952E+00,A4＝4.7985E-02,A6＝5.1872E-02,A8＝-1.8852E-02，A10＝-6.3501E-03，A12＝-4.1075E-03，A14＝2.2070E-02

第7面

K＝3.0000E+01，A4＝-1.2218E-01，A6＝-2.6536E-02，A8＝6.2354E-02,A10＝2.0372E-02,A12＝-1.8554E-02,A14＝-6.3386E-04

第8面

K＝3.0000E+01,A4＝-1.0027E-01,A6＝3.0627E-03,A8＝1.9106E-02A10＝1.6054E-02,A12＝-2.2771E-03,A14＝-2.7944E-03

第9面

K＝7.8257E+00,A4＝-3.7724E-04,A6＝2.0421E-02,A8＝-1.1047E-03,A10＝-1.6207E-03,A12＝2.6445E-04

第10面

K＝-4.0592E+00,A4＝-4.3185E-02,A6＝5.1578E-02,A8＝-1.1842E-02,A10＝6.5318E-04,A12＝1.9046E-05

第11面

K＝-3.0000E+01，A4＝-1.4223E-02,A6＝-1.5539E-03,A8＝2.1085E-03,A10＝-1.9864E-04,A12＝-2.5376E-05,A14＝2.8800E-06

第12面

K＝-1.2523E+01,A4＝-3.6784E-02，A6＝7.2592E-03，A8＝-1.4441E-03,A10＝1.4444E-04,A12＝-5.0337E-06,A14＝3.2341E-08

各种数据

上述各种数据的透镜全长（TL）是物体距离无限时的透镜全长（从第1透镜物体侧面到摄像面）。以下的各实施例也相同。

在上述的面数据中，面编号对应图5所示的对各透镜面标注的符号ri（i＝1、2、3、......）的编号i。对编号i标注了＊的面表示是非球面（非球面形状的折射光学面或者具有与非球面等价的折射作用的面）。

另外，“r”表示各面的曲率半径（单位mm），“d”表示无限远调焦状态（无限距离处的调焦状态）下的光轴上的各透镜面的间隔（轴上面间隔），“nd”表示各透镜相对d线（波长587.56nm）的折射率，“νd”表示阿贝数，“ER”表示有效半径（mm）。其中，由于光学光圈ST、平行平面板FT的两面、摄像元件SR的受光面各面是平面，所以它们的曲率半径为∞（无限大）。

上述的非球面数据表示成为非球面的面（在面数据中对编号i标注了＊的面）的2次曲面参数（圆锥系数K）与非球面系数Ai（i＝4、6、8、10、12、14、16）的值。其中，光学面的非球面形状使用以面顶点为原点、以从物体朝向摄像元件的方向为z轴的正方向的局域正交坐标系（x，y，z），通过下式定义。

其中，z（h）：高度h的位置处的z轴方向的位移量（面顶点基准）

h：与z轴垂直的方向的高度（h²＝x²＋y²）

c：近轴曲率（＝1／曲率半径）

Ai：i次的非球面系数

K：2次曲面参数（圆锥系数）

而且，在上述非球面数据中，“En”意味“10的n次方”。例如，“E+001”意味“10的＋1次方”，“E-003”意味“10的－3次方”。

图10～图13表示了以上那样的透镜配置、构成下的实施例1的摄像镜头1A中的各象差。

图10表示了距离无限远处的纵象差图，图12表示了距离10cm处的纵象差图。图10（A）、（B）以及（C）和图12（A）、（B）以及（C）分别按该顺序表示了球面象差（正弦条件）（LONGITUDINALSPHERICAL ABERRATION）、像散（ASTIGMATISM FIELDCURVE）以及歪曲象差（DISTORTION）。球面象差的横轴以mm单位表示焦点位置的错移，其纵轴由以最大入射高归一化的值表示。像散的横轴以mm单位表示焦点位置的错移，其纵轴以mm单位表示像高。歪曲象差的横轴以相对于理想像高的比例（％）表示实际的像高，纵轴以mm单位表示其像高。另外，在像散的图中，虚线表示切线（经线）面，实线表示纵断（径向）面中的结果。

在球面象差的图中，用实线表示d线（波长587.56nm）、用虚线表示g线（波长435.84nm）这2个光的象差。像散以及歪曲象差的图是使用了上述d线（波长587.56nm）的情况下的结果。

另外，图11表示了距离无限远处的横象差图，图13表示了距离10cm处的横象差图。在图11以及图13中，左侧表示切线（经线）面的情况，右侧表示纵断（径向）面的情况。图11（A）、（B）、（C）、（D）以及（E）和图13（A）、（B）、（C）、（D）以及（E）分别按该顺序表示在将从中心（光轴AX）至有效区域端为止的长度10等份的情况下，100%的位置、70%的位置，50%的位置、30%的位置以及中心位置。图11以及图13的横轴以mm单位表示相对于主光线的入射光线高度，它们的纵轴以mm单位表示与像面处的主光线的错移。在横象差的图中，与纵象差图同样，用实线表示d线（波长587.56nm）、用虚线表示g线（波长435.84nm）这2个光的象差。

以上那样的处理在以下所示的各实施例所涉及的结构数据以及各象差中也相同。

实施例2

图6是表示实施例2的摄像光学系统中的透镜的排列的剖视图。图14是距离无限远处的实施例2的摄像光学系统的纵象差图。图15是距离无限远处的实施例2的摄像光学系统的横象差图。图16是距离10cm处的实施例2的摄像光学系统的纵象差图。图17是距离10cm处的实施例2的摄像光学系统的横象差图。

实施例2的摄像光学系统1B如图6所示，从物体侧向像侧按顺序依次配置第1～第5透镜L1～L5，在聚焦（焦点对准）时，第1～第5透镜L1～L5通过前透镜伸出沿光轴方向AX一体移动。

更详细而言，在实施例2的摄像光学系统1B中，第1～第5透镜L1～L5从物体侧向像侧按顺序如下构成。

第1透镜L1是具有正折射能力的双凸正透镜，第2透镜L2是凹面朝向像侧的具有负折射能力的负弯月形透镜，第3透镜L3是凸面朝向像侧的具有正折射能力的正弯月形透镜，第4透镜L4是凸面朝向像侧的具有正折射能力的正弯月形透镜，而且，第5透镜L5是双凹的负透镜。这些第1～第5透镜L1～L5的双面为非球面，是树脂材料制透镜。而且，第3透镜L3的像侧面在沿着光轴AX的透镜剖面（沿着光轴AX包括光轴AX的透镜剖面）的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IPB3、IPB3，而且，在与光轴AX沿径向分离规定距离的周边区域具有在包括光轴AX的剖面上具有负折射能力的区域。第4透镜L4的物体侧面以及像侧面这两个面在沿着中心轴（光轴AX）的透镜剖面的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IPB41、IPB41、IPB42、IPB42。光学光圈ST被配设在第1透镜L1的物体侧。而且，在第5透镜L5的像侧，经由作为滤波器的平行平板FT配置有摄像元件SR的受光面。

在这样的构成下，从物体侧入射的光线沿着光轴AX按顺序依次通过光学光圈ST、第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4、第5透镜L5以及平行平板FT，在摄像元件SR的受光面形成物体的光学像。而且，在摄像元件SR中，光学像被变换为电信号，该电信号与实施例1同样地被适当处理。

以下表示实施例2的摄像光学系统1B中的各透镜的结构数据。

数值实施例2

单位mm

面数据

非球面数据

第3面

K＝-2.4169E-02,A4＝4.6039E-03,A6＝4.4299E-03,A8＝-6.2967E-03,A10＝1.9604E-02,A12＝-2.2153E-02,A14＝8.7093E-03

第4面

K＝-3.0000E+01,A4＝3.8597E-02,A6＝2.8682E-02,A8＝-3.8607E-02.A10＝-2.1746E-02.A12＝2.6097E-02

第5面

K＝-3.0000E+01,A4＝-4.0111E-02,A6＝1.4715E-01,A8＝-1.3904E-01,A10＝-2.7191E-02，A12＝8.4486E-02，A14＝-2.4038E-02

第6面

K＝-6.2347E+00,A4＝5.2844E-02,A6＝4.9251E-02,A8＝-2.9444E-02,A10＝-5.3293E-03,A12＝5.1649E-03,A14＝1.4224E-02

第7面K＝3.0000E+01,A4＝-1.2554E-01,A6＝-3.2435E-02,A8＝6.8221E-02,A10＝1.5202E-02,A12＝-1.5494E-02,A14＝-1.1663E-03

第8面

K＝3.0000E+01,A4＝-1.0644E-01,A6＝7.2777E-03,A8＝1.3041E-02,A10＝2.0172E-02,A12＝-2.2879E-03,A14＝-3.2202E-03

第9面

K＝3.0525E+00,A4＝3.0359E-02,A6＝1.5834E-02,A8＝-1.5209E-03,A10＝-1.5675E-03,A12＝3.1505E-04

第10面

K＝-4.3678E+00,A4＝-4.2739E-02,A6＝5.2265E-02,A8＝-1.2487E-02，A10＝6.3187E-04，A12＝4.0980E-05

第11面

K＝3.0000E+01，A4＝-3.4640E-02，A6＝6.1301E-04，A8＝2.1159E-03,A10＝-2.0591E-04,A12＝-2.3737E-05,A14＝2.7215E-06

第12面

K＝-8.1632E+00,A4＝-4.4745E-02,A6＝8.4333E-03,A8＝-1.6509E-03,A10＝1.7608E-04,A12＝-6.1754E-06,A14＝-3.5212E-08

各种数据

图14～图17表示在以上那样的透镜配置、构成的下的实施例2的摄像光学系统1B中的球面象差（正弦条件）、像散、歪曲象差以及横象差。

实施例3

图7是表示实施例3的摄像光学系统中的透镜的排列的剖视图。图18是距离无限远处的实施例3的摄像光学系统的纵象差图。图19是距离无限远处的实施例3的摄像光学系统的横象差图。图20是距离10cm处的实施例3的摄像光学系统的纵象差图。图21是距离10cm处的实施例3的摄像光学系统的横象差图。

实施例3的摄像光学系统1C如图7所示，从物体侧向像侧按顺序依次配置第1～第5透镜L1～L5，在聚焦（焦点对准）时，第1～第5透镜L1～L5通过前透镜伸出沿光轴方向AX一体移动。

更详细而言，在实施例3的摄像光学系统1C中，第1～第5透镜L1～L5从物体侧向像侧按顺序如下构成。

第1透镜L1是具有正折射能力的双凸正透镜，第2透镜L2是凹面朝向像侧的具有负折射能力的负弯月形透镜，第3透镜L3是凸面朝向像侧的具有正折射能力的正弯月形透镜，第4透镜L4是凸面朝向像侧的具有正折射能力的正弯月形透镜，而且，第5透镜L5是双凹的负透镜。这些第1～第5透镜L1～L5的双面为非球面，是树脂材料制透镜。而且，第3透镜L3的像侧面在沿着光轴AX的透镜剖面（沿着光轴AX包括光轴AX的透镜剖面）的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IPC3、IPC3，而且，在与光轴AX沿径向分离规定距离的周边区域中具有在包括光轴AX的剖面上具有负折射能力的区域。第4透镜L4的物体侧面以及像侧面这两个面在沿着中心轴（光轴AX）的透镜剖面的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IPC41、IPC41、IPC42、IPC42。光学光圈ST被配设在第1透镜L1的物体侧。而且，在第5透镜L5的像侧，经由作为滤波器的平行平板FT配置有摄像元件SR的受光面。

以下表述实施例3的摄像光学系统1C中的各透镜的结构数据。

数值实施例3

单位mm

面数据

非球面数据

第3面

K＝-2.6161E-02，A4＝5.5904E-03，A6＝1.1300E-03,A8＝9.7781E-04

A10＝1.3909E-02，A12＝-2.2800E-02,A14＝1.0606E-02

第4面

K＝3.0000E+01,A4＝7.2840E-03,A6＝4.9916E-02,A8＝-4.2139E-02

A10＝-2.9691E-02，A12＝3.2259E-02

第5面

K＝-3.0000E+01,A4＝-4.4875E-02,A6＝1.2052E-01,A8＝-1.1603E-

01,A10＝-2.3749E-02,A12＝7.5959E-02,A14＝-2.0446E-02

第6面

K＝-5.7374E+00,A4＝5.1707E-02,A6＝4.6553E-02,A8＝-2.1443E-02,A10＝-4.2166E-03,A12＝-6.3929E-03,A14＝2.9482E-02

第7面

K＝-3.0000E+01，A4＝-1.0884E-01，A6＝-7.3303E-03,A8＝5.5694E-02,A10＝7.3036E-03,A12＝-1.7571E-02,A14＝2.2924E-03

第8面

K＝-2.3644E+01，A4＝-9.8793E-02,A6＝1.2841E-02,A8＝1.8725E-02,A10＝1.3480E-02,A12＝-2.2323E-03,A14＝-2.5965E-03

第9面

K＝7.4928E+00,A4＝-6.5160E-03,A6＝1.9507E-02,A8＝-3.3695E-04,A10＝-1.6253E-03，A12＝2.6321E-04

第10面

K＝-4.2553E+00,A4＝-3.0138E-02,A6＝4.4690E-02,A8＝-1.1292E-02,A10＝7.5563E-04,A12＝1.1620E-05

第11面

K＝-2.4611E+01，A4＝-1.4089E-02,A6＝-8.1249E-04,A8＝2.0343E-03,A10＝-2.1671E-04,A12＝-2.5477E-05,A14＝3.2083E-06

第12面

K＝-1.4309E+01，A4＝-3.5876E-02，A6＝6.9090E-03，A8＝-1.3921E-03,A10＝1.2801E-04,A12＝-1.9273E-06,A14＝-1.3499E-07

各种数据

图18～图21表示以上那样的透镜配置、构成下的实施例3的摄像光学系统1C中的球面象差（正弦条件）、像散、歪曲象差以及横象差。

实施例4

图8是表示实施例4的摄像光学系统中的透镜的排列的剖视图。图22是距离无限远处的实施例4的摄像光学系统的纵象差图。图23是距离无限远处的实施例4的摄像光学系统的横象差图。图24是距离10cm处的实施例4的摄像光学系统的纵象差图。图25是距离10cm处的实施例4的摄像光学系统的横象差图。

实施例4的摄像光学系统1D如图8所示，从物体侧向像侧按顺序配置第1～第5透镜L1～L5，在聚焦（焦点对准）时，第1～第5透镜L1～L5通过前透镜伸出沿光轴方向AX一体移动。

更详细而言，在实施例2的摄像光学系统1B中，第1～第5透镜L1～L5从物体侧向像侧按顺序依次如下构成。

第1透镜L1是具有正折射能力的双凸正透镜，第2透镜L2是凹面朝向像侧的具有负折射能力的负弯月形透镜，第3透镜L3是向像侧凸且具有正折射能力的双凸正透镜，第4透镜L4是凸面朝向像侧的具有正折射能力的正弯月形透镜，而且，第5透镜L5是双凹的负透镜。这些第1～第5透镜L1～L5的双面为非球面，是树脂材料制透镜。而且，第3透镜L3的像侧面在沿着光轴AX的透镜剖面（沿着光轴AX包括光轴AX的透镜剖面）的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IPD3、IPD3，而且，在与光轴AX沿径向分离规定距离的周边区域具有在包括光轴AX的剖面上具有负折射能力的区域。第4透镜L4的物体侧面以及像侧面这两个面在沿着中心轴（光轴AX）的透镜剖面的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IPD41、IPD41、IPD42、IPD42。光学光圈ST被配设在第1透镜L1的物体侧。而且，在第5透镜L5的像侧，经由作为滤波器的平行平板FT配置有摄像元件SR的受光面。

以下表示实施例4的摄像光学系统1D中的各透镜的结构数据。

数值实施例4

单位mm

面数据

非球面数据

第3面

K＝4.3605E-02,A4＝6.2638E-03,A6＝1.2637E-03,A8＝4.3834E-03,A10＝1.0022E-02,A12＝-1.9394E-02,A14＝1.1590E-02

第4面

K＝-1.0376E+01，A4＝3.7543E-02,A6＝2.1767E-02,A8＝-2.6902E-02,A10＝4.5955E-04,A12＝-1.5988E-02,A14＝2.4376E-02

第5面

K＝-2.7000E+01,A4＝-2.8530E-02,A6＝9.2742E-02,A8＝-9.1092E-02,A10＝-1.9180E-02,A12＝4.5222E-02,A14＝-5.0635E-03

第6面

K＝-5.5170E+00,A4＝5.1131E-02,A6＝3.6646E-02,A8＝-1.7969E-02,A10＝-3.1023E-03,A12＝-9.0009E-03,A14＝2.1984E-02

第7面

K＝2.7000E+01，A4＝-9.8071E-02，A6＝-1.5086E-02，A8＝6.4001E-02，A10＝-2.4378E-03，A12＝-1.4545E-02，A14＝3.2187E-03

第8面

K＝-2.7000E+01,A4＝-8.7815E-02，A6＝2.5544E-03，A8＝2.3277E-02,A10＝1.1297E-02,A12＝-7.2293E-03,A14＝2.1546-04

第9面

K＝1.4279E+01,A4＝-3.1965E-04，A6＝1.7974E-02，A8＝-8.8484E-04,A10＝-1.5896E-03,A12＝3.1940E-04,A14＝-1.1856E-05

第10面

K＝-4.2286E+00,A4＝-3.5281E-02,A6＝4.6250E-02,A8＝-1.1058E-02,A10＝7.3729E-04,A12＝2.1758E-06

第11面

K＝-2.7000E+01,A4＝-2.3263E-02,A6＝3.5427E-03,A8＝1.4390E-03，A10＝-2.7083E-04，A12＝-2.5351E-06，A14＝1.4468E-06

第12面

K＝-1.2384E+01,A4＝-3.7733E-02,A6＝7.7759E-03,A8＝-1.5034E-03,A10＝1.6735E-04,A12＝-9.6904E-06,A14＝3.5000E-07

各种数据

图22～图25表示在以上那样的透镜配置、构成下的实施例4的摄像光学系统1D的球面象差（正弦条件）、像散、歪曲象差以及横象差。

实施例5

图9是表示实施例5的摄像光学系统中的透镜的排列的剖视图。图26是距离无限远处的实施例5的摄像光学系统的纵象差图。图27是距离无限远处的实施例5的摄像光学系统的横象差图。图28是距离10cm处的实施例5的摄像光学系统的纵象差图。图29是距离10cm处的实施例5的摄像光学系统的横象差图。

实施例5的摄像光学系统1E如图9所示，从物体侧向像侧按顺序配置第1～第5透镜L1～L5，在聚焦（焦点对准）时，第1～第5透镜L1～L5通过前透镜伸出沿光轴方向AX一体移动。

更详细而言，在实施例5的摄像光学系统1E中，第1～第5透镜L1～L5从物体侧向像侧按顺序依次如下构成。

第1透镜L1是具有正折射能力的双凸正透镜，第2透镜L2是凹面朝向像侧的具有负折射能力的负弯月形透镜，第3透镜L3是向像侧凸且具有正折射能力的双凸正透镜，第4透镜L4是凸面朝向像侧的具有正折射能力的正弯月形透镜，而且，第5透镜L5是双凹的负透镜。这些第1～第5透镜L1～L5的双面为非球面，是树脂材料制透镜。而且，第3透镜L3的像侧面在沿着光轴AX的透镜剖面（沿光轴AX包括光轴AX的透镜剖面）的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IPE3、IPE3，而且，在与光轴AX沿径向分离规定距离的周边区域具有在包括光轴AX的剖面上具有负折射能力的区域。第4透镜L4的物体侧面以及像侧面这两个面在沿着中心轴（光轴AX）的透镜剖面的轮廓线上从光轴AX的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点IPE41、IPE41、IPE42、IPE42。光学光圈ST被配设在第1透镜L1的物体侧。而且，在第5透镜L5的像侧，经由作为滤波器的平行平板FT配置有摄像元件SR的受光面。

以下表示实施例5的摄像光学系统1E中的各透镜的结构数据。

数值实施例5

单位mm

面数据

非球面数据

第3面

K＝-1.5659E-02,A4＝5.6555E-03,A6＝1.0401E-03,A8＝-1.1237E-03,A10＝1.7913E-02,A12＝-2.6040E-02,A14＝1.3042E-02

第4面

K＝6.9310E-01，A4＝1.7936E-02,A6＝4.7828E-02，A8＝-3.7104E-02,A10＝-2.7441E-02,A12＝3.1369E-02

第5面

K＝-3.0000E+01，A4＝-5.4970E-02,A6＝1.4864E-01,A8＝-1.2588E-01,A10＝-2.2446E-02,A12＝7.8447E-02,A14＝-2.5722E-02第6面

K＝-6.1548E+00,A4＝4.8037E-02,A6＝5.1166E-02,A8＝-2.6692E-02,A10＝-6.2688E-03,A12＝1.5639E-02,A14＝2.2713E-03

第7面

K＝1.8830E+01,A4＝-1.1068E-01，A6＝-5.3972E-03,A8＝3.9947E-02,A10＝2.1315E-02,A12＝-1.9017E-02,A14＝1.8082E-03

第8面

K＝-3.0000E+01，A4＝-9.4649E-02,A6＝3.7997E-03,A8＝2.1263E-02,A10＝9.6946E-03,A12＝-3.2234E-03,A14＝-1.1341E-03

第9面

K＝9.6950E+00,A4＝-1.9938E-03,A6＝2.0671E-02,A8＝-1.1185E-03,A10＝-1.6617E-03,A12＝2.8696E-04

第10面

K＝-4.0078E+00,A4＝-3.5714E-02,A6＝4.6285E-02,A8＝-1.1074E-02，A10＝6.7028E-04，A12＝1.2909E-05

第11面

K＝-3.0000E+01,A4＝-7.3442E-03,A6＝-3.7052E-03,A8＝2.1182E-03,A12＝-1.7127E-04,A12＝-2.5207E-05,A14＝2.7919E-06

第12面

K＝-1.2145E+01,A4＝-3.0881E-02,A6＝4.6440E-03,A8＝-7.3551E-04,A10＝5.2516E-05,A12＝-3.9005E-07

各种数据

图26～图29表示以上那样的透镜配置、构成下的实施例5的摄像光学系统1E的球面象差（正弦条件）、像散、歪曲象差以及横象差。

表1分别表示在上述列举的实施例1～实施例5的摄像光学系统1A～1E中应用了上述条件式（1）～（8）、（A1）、（A2）、第3透镜L3的物体侧面以及像侧面中的各有效区域50％的各拟合曲率的情况下的数值。

表1

如以上说明那样，上述实施例1～实施例5的摄像光学系统1A～1E是5枚透镜结构，满足了上述各条件，结果与以往的光学系统相比，能够小型化且在高视场角下也良好地校正各种象差。尤其例如在图12（B）中用○包围表示那样，即使在宏观的高像高下像面弯曲也比较少，被良好地校正。而且，上述实施例1～实施例5的摄像光学系统1A～1E在搭载于摄像装置21以及数字设备3的方面，尤其在搭载于移动终端5的方面充分实现小型化，而且能够采用高像素的摄像元件18。

例如，对于5M像素或8M像素等约5M～8M像素级（等级）的高像素的摄像元件18而言，由于在摄像元件18的尺寸恒定的情况下像素间距变短（像素面积变窄），所以摄像光学系统1A～1E需要与该像素间距对应的分辨率，需要在以其所需要的分辨率例如以MTF评价了摄像光学系统1的情况下将各象差抑制到例如由规格等规定的规定范围内，上述实施例1～5的摄像光学系统1A～1E如各象差图所示，在规定的范围内抑制了各象差。因此，由于上述实施例1～5中的摄像光学系统1A～1E良好地校正各象差，所以适合应用于例如5M～8M像素级的摄像元件18。

本说明书如上述那样公开了各种方式的技术，将其中的主要技术汇集如下。

一个方式涉及的摄像光学系统从物体侧到像侧按顺序由向物体侧凸的具有正折射能力的第1透镜、向像侧凹的具有负折射能力的第2透镜、具有规定的折射能力的第3透镜、向像侧凸的具有正折射能力的第4透镜、以及向像侧凹的具有负折射能力的第5透镜构成，并满足下述（1）以及（2）的条件式，上述第3透镜的物体侧面以及像侧面都在包括光轴的剖面上具有透镜剖面与比与上述光轴的交点靠物体侧的区域，并满足下述（A1）以及（A2）的条件式，上述第4透镜在物体侧面以及像侧面中的至少一个面中，当在沿着光轴的透镜剖面的轮廓线上从上述光轴的交点朝向有效区域端时具有拐点。

0.5＜|f1/f|＜0.67 …(1)

0.3＜|f4/f|＜0.63 …(2)

-0.4＜f/R1_L3＜0.2 …(A1)

-0.6＜f/R2_L3＜0.05 …(A2)

其中，f1为上述第1透镜的焦距，f4为上述第4透镜的焦距，f为该摄像光学系统整个系统的焦距，R1_L3为上述第3透镜的物体侧面的近轴半径，R2_L3为上述第3透镜的像侧面的近轴半径。

这样的摄像光学系统由5枚透镜构成，使各个透镜具有上述光学特性，通过从物体侧到像侧按顺序配置这5枚透镜，能够小型化且在高视场角下也良好地校正各象差。

更详细而言，该摄像光学系统是配置从物体侧按顺序由第1透镜、第2透镜、第3透镜、第4透镜构成的正透镜组、和负的第5透镜的所谓望远型，是有利于摄像光学系统全长小型化的构成。

另外，在该摄像光学系统中，使5枚透镜结构中的2枚以上透镜为负透镜，具有扩散作用的面变多。因此，该摄像光学系统使珀兹瓦尔和的校正变得容易，能够到画面周边部都确保良好的成像性能。

另外，在该摄像光学系统中，通过使上述第3透镜成为在物体侧面以及像侧面都具有在包括光轴的剖面上透镜剖面比与上述光轴的交点靠物体侧的区域的形状，与上述第3透镜为弯月形透镜的情况的效果相同，上述第2透镜和上述第3透镜成为凹面相对的构成。因此，该摄像光学系统在从对无限距离的物体的聚焦到对邻近距离的物体的聚焦的任意一个中都能够在上述第3透镜的物体侧面校正由被上述第2透镜的像侧面发散的光束产生的彗形象差，在高视场角下也可良好地校正彗形象差。

而且，若超过上述条件式（A1）的上限，则由于为了实现在透镜剖面上剖面比与光轴的交点靠物体侧的区域，局部的曲率变化变大，所以与聚焦相伴的低像高下的性能变动变大，因此不优选。另一方面，若低于上述条件式（A1）的下限，则上述第3透镜的近轴焦度变大，在低像高下与聚焦相伴的性能变动变大而不优选。

另外，若超过上述条件式（A2）的上限，则由于为了在透镜剖面上实现剖面比与光轴的交点靠物体侧的区域，局部的曲率变化变大，所以与聚焦相伴的低像高下的性能变动变大，因此不优选。另一方面，若低于上述条件式（A2）的下限，则上述第3透镜的近轴焦度变大，在低像高下与聚焦相伴的性能变动变大而不优选。

另外，该摄像光学系统通过使上述第4透镜成为凸面朝向像侧的具有正折射能力的透镜，优选成为弯月形透镜，能够一边将各面中的折射角抑制得小、一边将被上述第2透镜大角度发散的轴外光线向上述第5透镜导入，可良好地抑制轴外的象差。

另外，在该摄像光学系统中，上述第4透镜中的任意一个面或双面具有上述拐点而成为非球面形状。因此，该摄像光学系统能够更良好地校正由轴外光束产生的象差。而且，即使在聚焦时轴外光束入射到透镜的位置发生了变化的情况下，该摄像光学系统也能够抑制轴外光束的光斑位置沿光轴方向位移。

而且，上述条件式（1）是用于适当地设定上述第1透镜的焦距，来实现摄像光学系统全长的缩短和象差校正的合理化的条件式。通过低于该条件式（1）的上限，该摄像光学系统能够适度维持上述第1透镜的折射能力，能够更向物体侧配置上述第1透镜到上述第4透镜的合成主点，可缩短摄像光学系统全长。另一方面，通过超过条件式（1）的下限，该摄像光学系统使上述第1透镜的折射能力不会过分大到必要以上，能够将由第1透镜产生的高次的球面象差、彗形象差抑制得小。

另外，上述条件式（2）是用于适当地设定上述第4透镜的焦距，来实现轴外光束的象差校正的合理化的条件式。通过低于该条件式（2）的上限，该摄像光学系统能够抑制轴外光线与上述第5透镜的折射角，可良好地抑制轴外的象差。另一方面，通过超过条件式（2）的下限，该摄像光学系统能够针对入射至上述第4透镜的轴外光束适当地设定因聚焦前后的透镜入射位置变化而产生的局部焦度的变化，可针对无限距离的物体以及邻近距离的物体校正进行聚焦时的轴外光线的光斑位置的光轴方向位移。

而且，在上述的摄像光学系统中，优选5枚透镜结构中被配置在最接近像侧的上述第5透镜的像侧面是非球面。这样的构成的摄像光学系统能够良好地校正画面周边部的各象差，并且容易确保像侧光束的焦阑特性。

这里，小型化在本说明书中是指在将从摄像光学系统整体中最接近物体侧的透镜的透镜面到像侧焦点为止的光轴上的距离设为L、将摄像面对角线长度（例如固体摄像元件等中的矩形执行像素区域的对角线长毒）设为2Y的情况下，满足L／2Y＜1，更优选满足L／2Y＜0.9。像侧焦点是指与光轴平行的平行光线入射到摄像光学系统时的像点。另外，当在摄像光学系统的最接近像侧的面与像侧焦点之间配置例如光学低通滤波器、红外线截止滤波器或者固定摄像元件封装的密封玻璃等平行平板部件时，平行平板部件作为空气换算距离来计算上述式。

另外，拐点是指在透镜的有效半径内沿着光轴的透镜剖面（沿着光轴包括光轴的透镜剖面）的轮廓线上的各个点，当对上述轮廓线进行二阶微分时，在该点的前后其符号的正负反转的对应点。有效区域是指在设计上、光学上被设定为作为透镜而使用的区域的区域。

另外，在另一个方式中，优选在上述的摄像光学系统中，上述第3透镜的像侧面是非球面形状，当在沿着光轴的透镜剖面的轮廓线上从上述光轴的交点朝向有效区域端时在除了上述光轴的交点位置之外的位置具有拐点。

这样的摄像光学系统通过在像侧面具有上述拐点而与上述第4透镜的上述拐点相配合，即使在轴外光束相对透镜的入射位置伴随着聚焦而发生变化的情况下，也能够恰当地校正轴外光束的光轴方向的位移。

另外，在另一个方式中，优选在这些上述的摄像光学系统中满足下述（3）的条件式。

1＜(R1_L4+R2_L4)/(R1_L4-R2_L4)＜2…(3)

其中，R1_L4为上述第4透镜的物体侧面的轴上曲率半径，R2_L4为上述第4透镜的像侧面的轴上曲率半径。

上述条件式（3）是用于适当地校正对无限距离的物体进行聚焦时及对邻近距离的物体进行聚焦时的轴外光线的光斑位置的光轴方向位移的规定第4透镜的形状的条件式。通过低于该条件式（3）的上限，该摄像光学系统能够对入射至上述第4透镜的轴外光束更恰当地设定因聚焦的前后的透镜入射位置变化而产生的局部焦度的变化，可不基于物体距离地实现良好的轴外性能。另一方面，通过超过条件式（3）的下限，该摄像光学系统能够一边将各面中的折射角抑制得较小、一边将被上述第2透镜大角度散射的轴外光线导入到上述第5透镜，可良好地抑制轴外的象差。

另外，在另一个方式中，优选在这些上述的摄像光学系统中满足下述（4）的条件式。

0＜|f4/f3|＜0.12 …(4)

其中，f3为上述第3透镜的焦距，f4为上述第4透镜的焦距。

上述条件式（4）是用于适当地设定上述第3透镜以及上述第4透镜的焦距，来实现良好的象差校正的条件式。通过低于该条件式（4）的上限，该摄像光学系统能够在上述第3透镜和上述第4透镜中恰当地设定拐点的位置，可不基于物体距离地抑制轴外光束的像面弯曲。

另外，在另一个方式中，优选在这些上述的摄像光学系统中，上述第4透镜的上述拐点位于像侧面。

这样的构成的摄像光学系统通过在更靠像面侧配置上述拐点，能够恰当地配置针对轴外光束的焦度，可更良好地校正轴外光束的像面弯曲。

另外，在另一个方式中，优选在这些上述的摄像光学系统中，上述第4透镜的上述拐点位于物体侧以及像侧面这两个面。

这样的构成的摄像光学系统通过在上述第4透镜的两面配置上述拐点，能够在上述第4透镜的物体侧面和像侧面相互校正进行聚焦时与轴外光束向上述第4透镜的入射位置发生变化相伴的像面弯曲的变化，可进一步抑制轴外光束的光斑位置变化。

另外，在另一个方式中，优选在这些上述的摄像光学系统中满足下述（5）的条件式。

15＜v2＜31 …(5)

其中，v2为上述第2透镜的阿贝数。

上述条件式（5）是用于适当地设定上述第2透镜的阿贝数的条件式。通过低于该条件式（5）的上限，该摄像光学系统能够适度增大上述第2透镜的色散，可抑制上述第2透镜的折射能力且良好地校正轴上色象差、倍率色差等色象差。另一方面，通过超过条件式（5）的下限，该摄像光学系统能够以容易得到的材料构成。

另外，在另一个方式中，优选在这些上述的摄像光学系统中满足下述（6）的条件式。

1.6＜Nd2＜2.1 …(6)

其中，Nd2为上述第2透镜的d线下的折射能力。

上述条件式（6）是用于良好地校正摄像光学系统整个系统的色象差、像面弯曲的条件式。通过超过该条件式（6）的下限，该摄像光学系统能够适度维持色散比较大的上述第2透镜的折射能力，能够良好地校正色象差、像面弯曲。另一方面，通过低于条件式（6）的上限，该摄像光学系统能够以容易得到的材料构成。

另外，在另一个方式中，优选在这些上述的摄像光学系统中满足下述（7）的条件式。

15＜v3＜31 …(7)

其中，v3为上述第3透镜的阿贝数。

上述条件式（7）是用于适当地设定上述第3透镜的阿贝数的条件式。通过低于该条件式（7）的上限，该摄像光学系统能够适度增大上述第3透镜的色散，可抑制上述第3透镜的折射能力且良好地校正轴外光束的色象差、倍率色差等色象差。另外，通过低于条件式（7）的上限，该摄像光学系统还能够适当地校正轴上的色象差。另一方面，通过超过条件式（7）的下限，该摄像光学系统能够以容易得到的材料构成。

另外，在另一个方式中，优选在这些上述的摄像光学系统中满足下述（8）的条件式。

1.6＜Nd3＜2.1 …(8)

其中，Nd3为上述第3透镜的d线下的折射能力。

上述条件式（8）是用于不口气物体距离地良好校正轴外光束的光斑性能的条件式。通过超过该条件式（8）的下限，该摄像光学系统能够在轴外光束向上述第3透镜的入射位置因聚焦而发生了变化的情况下，适当地设定轴外光束入射位置的局部焦度的变化。另一方面，通过低于条件式（8）的上限，该摄像光学系统能够以容易得到的材料构成。

另外，在另一个方式中，优选在这些上述的摄像光学系统中，在上述第1透镜的物体侧还具备光学光圈。

这样的摄像光学系统通过将光学光圈配置于上述第1透镜的物体侧，能够减小轴外光束对上述第5透镜的入射角度，抑制因聚焦引起的轴外光束的光斑位置变化，并实现良好的焦阑特性。

另外，在另一个方式中，优选在这些上述的摄像光学系统中，上述第3透镜的像侧面在与光轴沿径向分离规定距离的周边区域具有在包括上述光轴的剖面上具有负折射能力的区域。

这样的摄像光学系统通过在上述第3透镜的周边部具有具有负折射率的区域，无需由上述第2透镜过度散射轴外光束，能够良好地校正轴外光束的彗形象差以及倍率色差。

另外，在另一个方式中，优选在这些上述的摄像光学系统中，上述第1～第5透镜全部是由树脂材料形成的树脂材料制透镜。

根据该构成，由于使用树脂材料制透镜，所以能够比较容易地实现规定的面形状，另外，能够实现成本的降低。因此，这样的摄像光学系统能够比较容易地实现规定的性能，可实现低成本化。

另外，另一个方式所涉及的摄像装置具备上述任意一个摄像光学系统、和将光学像变换为电信号的摄像元件，上述摄像光学系统能够在上述摄像元件的受光面上形成物体的光学像。

根据该构成，可提供一种使用了小型化且在高视场角下也能够良好地校正各象差的5枚透镜结构的摄像光学系统的摄像装置。因此，这样的摄像装置能够实现小型化以及高性能化。

另外，另一个方式涉及的数字设备具备上述摄像装置、和使上述摄像装置进行被摄体的静态图像摄像以及动态图像摄像中的至少一个摄像的控制部，上述摄像装置的摄像光学系统以能够在上述摄像元件的摄像面上形成上述被摄体的光学像的方式被组装。而且，优选数字设备由移动终端构成。

根据该构成，可提供一种使用了小型化且在高视场角下也能够良好地校正各象差的5枚透镜结构的摄像光学系统的数字设备、移动终端。因此，这样的数字设备、移动终端能够实现小型化以及高性能化。

该申请以2011年3月25日申请的日本国专利申请特愿2011－68209为基础，其内容包含在本申请中。

为了表现本发明，在上述说明中参照附图并通过实施方式适当且充分地说明了本发明，但应该理解为如果是本领域技术人员，则能够容易变更以及／或者改进上述实施方式。因此，本领域技术人员实施的变更方式或者改进方式只要不脱离权利要求书所记载的技术方案，该变更方式或者该改进方式便包括在该权利要求的技术方案范围内。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供摄像光学系统、摄像装置以及数字设备。

Claims

1.一种摄像光学系统，其特征在于，

从物体侧到像侧按顺序包括：向物体侧凸的具有正折射能力的第1透镜、向像侧凹的具有负折射能力的第2透镜、具有规定折射能力的第3透镜、向像侧凸的具有正折射能力的第4透镜、以及向像侧凹的具有负折射能力的第5透镜，

并满足下述（1）以及（2）的条件式，

所述第3透镜的物体侧面以及像侧面都在包括光轴的剖面上具有透镜剖面比与所述光轴的交点靠物体侧的区域，并满足下述（A1）以及（A2）的条件式，

所述第4透镜在物体侧面以及像侧面中的至少一个面，当在沿着光轴的透镜剖面的轮廓线上从所述光轴的交点朝向有效区域端的情况下具有拐点，

0.5＜|f1/f|＜0.67 …(1)

0.3＜|f4/f|＜0.63 …(2)

-0.4＜f/R1_L3＜0.2 …(A1)

-0.6＜f/R2_L3＜0.05 …(A2)

其中，

f1：第1透镜的焦距

f4：第4透镜的焦距

f：摄像光学系统整个系统的焦距

R1_L3：第3透镜的物体侧面的近轴半径

R2_L3：第3透镜的像侧面的近轴半径。

2.根据权利要求1所述的摄像光学系统，其特征在于，

所述第3透镜的像侧面是非球面形状，并在沿着光轴的透镜剖面的轮廓线上从所述光轴的交点朝向有效区域端的情况下在除了所述光轴的交点位置之外的位置具有拐点。

3.根据权利要求1或2所述的摄像光学系统，其特征在于，

满足下述（3）的条件式，

1＜(R1_L4+R2_L4)/(R1_L4-R2_L4)＜2 …(3)

其中，

R1_L4：第4透镜的物体侧面的轴上曲率半径

R2_L4：第4透镜的像侧面的轴上曲率半径。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的摄像光学系统，其特征在于，

满足下述（4）的条件式，

0＜|f4/f3|＜0.12 …(4)

其中，

f3：第3透镜的焦距

f4：第4透镜的焦距。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的摄像光学系统，其特征在于，

所述第4透镜的所述拐点位于像侧面。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的摄像光学系统，其特征在于，

所述第4透镜的所述拐点位于物体侧以及像侧面这两个面。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的摄像光学系统，其特征在于，

满足下述（5）的条件式，

15＜v2＜31 …(5)

其中，

v2：第2透镜的阿贝数。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的摄像光学系统，其特征在于，

满足下述（6）的条件式，

1.6＜Nd2＜2.1 …(6)

其中，

Nd2：第2透镜的d线下的折射能力。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的摄像光学系统，其特征在于，

满足下述（7）的条件式，

15＜v3＜31 …(7)

其中，

v3：第3透镜的阿贝数。

10.根据权利要求1～9中任意一项所述的摄像光学系统，其特征在于，

满足下述（8）的条件式，

1.6＜Nd3＜2.1 …(8)

其中，

Nd3：第3透镜的d线下的折射能力。

11.根据权利要求1～10中任意一项所述的摄像光学系统，其特征在于，

在所述第1透镜的物体侧还具备光学光圈。

12.根据权利要求1～11中任意一项所述的摄像光学系统，其特征在于，

所述第3透镜的像侧面在与光轴沿径向分离规定距离的周边区域具有在包括所述光轴的剖面上具有负折射能力的区域。

13.根据权利要求1～12中任意一项所述的摄像光学系统，其特征在于，

所述第1～第5透镜全部是由树脂材料形成的树脂材料制透镜。

14.一种摄像装置，其特征在于，具备：

权利要求1～13中任意一项所述的摄像光学系统；以及

将光学像变换为电信号的摄像元件，

所述摄像光学系统能够在所述摄像元件的受光面上形成物体的光学像。

15.一种数字设备，其特征在于，具备：

权利要求14所述的摄像装置；以及

使所述摄像装置进行被摄体的静态图像摄像以及动态图像摄像中的至少一个摄像的控制部，

所述摄像装置的摄像光学系统以能够在所述摄像元件的摄像面上形成所述被摄体的光学像的方式被组装。

16.根据权利要求15所述的数字设备，其特征在于，

所述数字设备由移动终端构成。