CN112394478A

CN112394478A - 摄像光学系统及摄像装置

Info

Publication number: CN112394478A
Application number: CN202010781564.9A
Authority: CN
Inventors: 西田麻衣子; 石母田勲; 船桥章; 佐藤裕志
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2019-08-13
Filing date: 2020-08-06
Publication date: 2021-02-23
Anticipated expiration: 2040-08-06
Also published as: JP2021032908A; CN112394478B; JP7185187B2

Abstract

课题在于，其目的为提供实现了整个透镜系统中的低轮廓化的摄像光学系统及摄像装置。解决手段在于，摄像光学系统(10)具备孔径光阑(ST)和多个透镜，孔径光阑(ST)的开口部(13)以及多个透镜之中的至少1片以上的透镜的光学面为非圆形形状，将值Dxape设为孔径光阑ST的开口部(13)的宽度方向x的长度，将值Dyape设为孔径光阑ST的开口部(13)的高度方向y的长度，将值Dylens设为多个透镜之中的具有非圆形形状的透镜的高度方向y的光学面直径，将值Dyepd设为透镜的高度方向y的入瞳直径，满足以下的条件式0.5＜Dyape/Dxape＜1.0…(1)，Dylens/Dyepd＜1.2…(2)。

Description

摄像光学系统及摄像装置

技术领域

本发明涉及小型的摄像光学系统、以及组装入该摄像光学系统的摄像装置，尤其涉及适于低轮廓化的摄像光学系统及摄像装置。

背景技术

近年来，在智能电话用相机中搭载了广角透镜(镜头)和远摄透镜(镜头)。作为这些透镜之中的远摄透镜，由于焦距长，因此智能电话的厚度方向的大小的制约对设计而言非常严苛。因此，提出了利用基于棱镜的光路折曲来实现低轮廓化的弯曲类型的远摄透镜(例如参照专利文献1及2)。在这些透镜中，关于弯曲类型的透镜谋求进一步的低轮廓化，构成远摄透镜的部件中的一部分由具有非圆形形状的光阑、透镜构成。具体而言，在专利文献1中，在弯曲摄像光学系统中，将轴向光束有效半径最大的大径透镜设为非圆形。另外，在专利文献2中，在物体与透镜之间或者从透镜到摄像面之间，设置有非圆形的开口部件。

但是，在专利文献1的透镜中，仅是轴向光束有效半径最大的透镜成为非圆形，而并未言及包含轴外光束的透镜的有效直径。因此，在专利文献1的透镜中，无法达成整个透镜系统的低轮廓化。另外，在专利文献2的透镜中，仅是光阑部件的形状成为非圆形，无法达成整个透镜系统的低轮廓化。

在先技术文献

专利文献

[专利文献1]日本特开2015－79047号公报

[专利文献2]美国专利2019/0041554说明书

发明内容

本发明鉴于上述背景技术的问题点而作出，其目的在于，提供实现了整个透镜系统的低轮廓化的摄像光学系统。

另外，本发明的目的在于，提供组装入上述的摄像光学系统的摄像装置。

为了达成上述课题，本发明所涉及的摄像光学系统具备孔径光阑和多个透镜，孔径光阑的开口部以及多个透镜之中的至少1片以上的透镜的光学面为非圆形形状，并满足以下的条件式。

0.5＜Dyape/Dxape＜1.0…(1)

Dylens/Dyepd＜1.2…(2)

其中，值Dxape是孔径光阑的开口部的宽度方向的长度，值Dyape是孔径光阑的开口部的高度方向的长度，值Dylens是多个透镜之中具有非圆形形状的透镜的高度方向的光学面直径，值Dyepd是透镜的高度方向的入瞳直径。此外，具有非圆形形状的孔径光阑及透镜的外形也成为非圆形形状。

在上述摄像光学系统中，将孔径光阑的开口部和至少1片透镜的光学面设为非圆形形状，从而使作为大小的制约严苛的方向的规定方向(具体而言，透镜的高度方向)的长度变短，使作为大小的制约不严的方向的与规定方向正交的方向(具体而言，透镜的宽度方向)的长度变长。由此，即使与孔径光阑或多个透镜具有圆形状的圆形状光学系统相比使规定方向的长度变短，也能够获得确保了与高度方向的长度比具有非圆形形状的光学系统长的圆形状光学系统相同的F值的光学系统。在此，相同的F值指的是使入瞳面积相同。此外，在孔径光阑或透镜的光学面具有圆形状的情况下，如果使F值与具有非圆形形状的光学系统一致，则直径与具有非圆形形状的光学系统的高度相比变大。

条件式(1)用于适当地设定孔径光阑的形状。通过条件式(1)的值Dyape/Dxape低于上限，从而使规定方向(具体而言，透镜的高度方向)的长度比与规定方向正交的方向(具体而言，透镜的宽度方向)的长度短，能够构成规定方向的长度短的光学系统。另一方面，条件式(1)的值Dyape/Dxape高于下限，从而上述规定方向和与上述规定方向正交的方向上的衍射极限之差所引起的该2个方向上的分辨率差不会过大。

条件式(2)用于适当地设定具有非圆形形状的透镜的光学面直径。通过条件式(2)的值Dylens/Dyepd低于上限，从而具有非圆形形状的透镜的规定方向(具体而言，透镜的高度方向)的光学面直径与入瞳直径相比不会过大，能够在从物侧到像面侧的整个透镜系统中使规定方向的长度变短。

根据本发明的具体的方面，在上述的摄像光学系统中，满足以下的条件式。

0.3＜LL/TTL＜0.8…(3)

其中，值LL是从多个透镜之中的最靠物侧的透镜面到像侧的透镜面为止的光轴上的距离，值TTL是从多个透镜之中的最靠物侧的透镜面到像侧焦点为止的光轴上的距离。

条件式(3)用于适当地设定透镜长度。通过条件式(3)的值LL/TTL低于上限，从而能够确保远心性并且使像侧的透镜的光学面直径变小，能够设为直径小的光学系统。另一方面，条件式(3)的值LL/TTL高于下限，从而能够适度地确保透镜的厚度、间隔，能够确保成型性、加工性而易于制造。

根据本发明的其他方面，孔径光阑被配置在多个透镜之中的最靠物侧的透镜的物侧。在该情况下，最靠物侧的透镜的光学面直径相对于入瞳直径不会过大，能够设为直径小的光学系统。

根据本发明的再其他的方面，在从物体到像面位置之间具有弯曲元件。在该情况下，能够利用弯曲元件将规定方向(具体而言，透镜的高度方向)设定为任意的方向，通过使规定方向的长度变短，能够实现任意的方向的低轮廓化。

根据本发明的再其他的方面，孔径光阑及多个透镜之中的具有非圆形形状的透镜具有如下形状：以使圆形状的透镜的高度方向的长度变短的方式用与透镜的高度方向正交的线截断而成的形状。在该情况下，以圆形作为基础的切缺形状与以椭圆形作为基础的切缺形状相比，更有利于确保入射的光线束的面积。此外，与直接制造切缺形状相比，用线将圆形截断能够更易于高精度地制造。

根据本发明的再其他的方面，多个透镜中的所有透镜具有非圆形形状。在该情况下，能够在从物侧到像面侧的整个透镜系统中使规定方向(例如，透镜的高度方向)的长度最小。

根据本发明的再其他的方面，多个透镜由5片以上的透镜构成。在相同的F值的情况下，相对于圆形状的孔径光阑直径，作为非圆形形状的孔径光阑直径，规定方向(具体而言，透镜的高度方向)的长度更短，与规定方向正交的方向(具体而言，透镜的宽度方向)的长度更长。在具有非圆形形状的孔径光阑的光学系统中，与具有圆形状的孔径光阑的光学系统相比，更难以进行与规定方向正交的方向(具体而言，透镜的宽度方向)上的像差校正，因此通过设为5片以上的透镜结构来提高像差校正的效率。

根据本发明的再其他的方面，具有被配置在从物体到像面位置之间的遮光部件、以及保持多个透镜的框部件，遮光部件的开口部和框部件的开口部具有非圆形形状。通过将遮光部件和框部件设为非圆形形状，能够防止由于孔径光阑或透镜以外的部件引起规定方向(具体而言，透镜的高度方向)的长度变长。此外，具有非圆形形状的遮光部件及框部件的外形也成为非圆形形状。

为了达成上述课题，本发明所涉及的摄像装置具备上述的摄像光学系统、以及对从摄像光学系统得到的像进行检测的摄像元件。

在上述摄像装置中，通过使用上述的摄像光学系统，能够得到实现了低轮廓化的装置。

附图说明

图1是对具备本发明的一个实施方式的摄像光学系统的摄像装置进行说明的图。

图2是图1的摄像光学系统的分解斜视图。

图3中(A)是图1的摄像光学系统的与透镜的宽度方向相关的截面图，(B)是摄像光学系统的与透镜的高度方向相关的截面图，(C)是孔径光阑的开口部的平面图。

图4中(A)及(B)分别是便携通信终端的正面侧及背面侧的斜视图。

图5中(A)是关于作为实施方式的摄像光学系统的F值进行说明的概念图，(B)是关于作为比较例的摄像光学系统的F值进行说明的概念图。

图6中(A)是实施例1的摄像光学系统的与透镜的宽度方向相关的截面图，(B)是实施例1的摄像光学系统的与透镜的高度方向相关的截面图，(C)是实施例1的孔径光阑的开口部的平面图。

图7中(A)是实施例2的摄像光学系统的与透镜的宽度方向相关的截面图，(B)是实施例2的摄像光学系统的与透镜的高度方向相关的截面图，(C)是实施例2的孔径光阑的开口部的平面图。

图8中(A)是实施例3的摄像光学系统的与透镜的宽度方向相关的截面图，(B)是实施例3的摄像光学系统的与透镜的高度方向相关的截面图，(C)是实施例3的孔径光阑的开口部的平面图。

图9中(A)是实施例4的摄像光学系统的与透镜的宽度方向相关的截面图，(B)是实施例4的摄像光学系统的与透镜的高度方向相关的截面图，(C)是实施例4的孔径光阑的开口部的平面图。

附图标记说明：

AX……光轴，F……平行平板，I……摄像面，L1～L5……透镜，PR……弯曲元件，SH1～SH3遮光部件，10、10A、10B、10C……摄像光学系统，30……相机模组，40……透镜单元，41……框部件，50……传感器部，51……摄像元件，60……处理部，100……摄像装置，300……便携通信终端。

具体实施方式

以下，参照图1等，关于作为本发明的一个实施方式的摄像光学系统及摄像装置进行说明。此外，图1中例示的摄像光学系统10与后述的实施例1的摄像光学系统10A为相同的结构。在后述的便携通信终端中，搭载广角透镜和远摄透镜作为摄像光学系统，但在以下主要设想远摄透镜进行说明。其中，本发明所涉及的摄像光学系统10不限于远摄透镜，作为广角透镜也可以设为同样的结构。

图1是表示作为本发明的一个实施方式的摄像装置100的截面图。摄像装置100具备：用于形成图像信号的相机模组30、以及通过使相机模组30动作来发挥作为摄像装置100的功能的处理部60。

相机模组30具备：内置摄像光学系统10的透镜单元40、以及将由摄像光学系统10形成的被摄对象像转换为图像信号的传感器部50。

透镜单元40具备摄像光学系统10、以及摄像光学系统10所附带的框部件41。摄像光学系统10使被摄对象像成像于摄像元件51的摄像面(像面)I。详细后述，摄像光学系统10从物侧起依次具备孔径光阑ST、第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4和第5透镜L5。如图2、图3(A)及图3(B)所示，在各透镜间设置有遮光部件SH1～SH3。另外，如图1、图3(A)及图3(B)所示，摄像光学系统10在物侧具备使光路折曲的弯曲元件PR。弯曲元件PR通过未图示的固定部件被相对于光轴AX定位并固定。框部件41将透镜等收纳于内部并保持。框部件41具有供来自物侧的光入射的开口OP。为了通过使构成摄像光学系统10的透镜L1～L5之中的任1个以上的透镜沿着光轴AX移动，从而能够进行摄像光学系统10的合焦的动作，框部件41例如具有驱动机构42。驱动机构42使特定或者所有的透镜沿着光轴AX往返移动。驱动机构42例如具备音圈电机和引导件。此外，能够替代音圈电机等而通过步进电机等构成驱动机构42。

传感器部50具备：对由摄像光学系统10形成的被摄对象像进行光电转换的摄像元件(固体摄像元件)51、以及对该摄像元件51进行支承的电路板52。摄像元件51例如是CMOS型的图像传感器。电路板52具备用于使摄像元件51动作的布线、周边电路等。摄像元件51通过支承部件53被相对于光轴AX定位并固定。该支承部件53在以与透镜单元40的框部件41嵌合的方式被定位的状态下被固定。

摄像元件51具有作为摄像面I的光电转换部51a，在其周边形成了未图示的信号处理电路。在光电转换部51a中，像素即光电转换元件以2维状配置。此外，摄像元件51不限于上述的CMOS型的图像传感器，也可以通过组装入CCD等其他摄像元件而成。

此外，在透镜单元40与传感器部50之间，能够配置平行平板等。平行平板设想为光学性低通滤波器、IR截止滤波器、摄像元件51的密封玻璃等。

处理部60具备透镜驱动部61、元件驱动部62、输入部63、存储部64、图像处理部65、显示部66和控制部67。透镜驱动部61通过使驱动机构42动作，使第1～第5透镜L1～L5之中的任1个以上的透镜沿着光轴AX移动，从而进行摄像光学系统10的合焦等动作。元件驱动部62通过从控制部67接受用于驱动摄像元件51的电压或时钟信号的供给并向摄像元件51所附带的电路输出，来使摄像元件51动作。另外，元件驱动部62在控制部67的控制下，将来自摄像元件51的YUV及其他数字像素信号原样或者进行加工之后向图像处理部65或者外部电路输出。输入部63是受理用户的操作或者来自外部装置的命令的部分。存储部64是对摄像装置100的动作所需的信息、由相机模组30取得的图像数据、图像处理中使用的透镜校正数据等进行保管的部分。图像处理部65针对从摄像元件51输出的图像信号进行图像处理。在图像处理部65中，在设为图像信号例如是与动态图像对应的信号时，针对构成该信号的帧图像实施加工。图像处理部65除了颜色校正、色阶校正、缩放等通常的图像处理之外，还基于从存储部64读出的透镜校正数据针对图像信号执行失真校正处理。显示部66是显示应向用户提示的信息、摄影的图像等的部分。此外，显示部66能够兼用作输入部63的功能，经由显示部66，能够进行后述的便携通信终端300的操作。控制部67对透镜驱动部61、元件驱动部62、输入部63、存储部64、图像处理部65、显示部66等的动作进行总体控制，例如能够针对由相机模组30得到的图像数据进行各种图像处理。

接下来，参照图4(A)及图4(B)，关于搭载了图1中例示的相机模组30的便携电话及其他便携通信终端300的一例进行说明。

便携通信终端300是智能电话型的便携终端，具备具有相机模组30的摄像装置100。虽省略图示，便携通信终端300具备远摄透镜110A和广角透镜110B作为摄像光学系统。这些之中的远摄透镜110A具备上述的摄像光学系统10的结构。在此，便携通信终端300的厚度方向与摄像光学系统10的透镜的高度方向y大致一致。在摄像装置100中，在摄像光学系统10具有远摄透镜110A和广角透镜110B的情况下，处理部60也可以设为是在远摄透镜110A与广角透镜110B间共通的部分。另外，便携通信终端300还具备：用于经由未图示的天线实现与外部系统等之间的各种信息通信的无线通信部；包含电源开关等的操作部；存储着系统程序、各种处理程序及终端ID等所需的各数据的存储部(ROM)等。此外，广角透镜110B既可以具有圆形状也可以具有非圆形形状。

此外，上述的摄像装置100是适于本发明的摄像装置的一例，本发明不限定于此。即，组装入相机模组30或者摄像光学系统10而成的摄像装置100不限于智能电话型的便携通信终端300中内置的装置，也可以是便携电话、PHS(Personal Handyphone System：个人手机系统)等中内置的装置，还可以是PDA(Personal Digital Assistant：个人数码助手)、平板电脑个人计算机、移动个人计算机、数字照相机、摄像机等中内置的装置。

以下，返回图1、图2及图3(A)～图3(C)，关于作为本发明的一个实施方式的摄像光学系统10详细地进行说明。摄像光学系统10从物侧起依次由弯曲元件PR、孔径光阑ST、第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4和第5透镜L5实质地构成。也就是说，孔径光阑ST被配置在多个透镜之中的作为最靠物侧的透镜的第1透镜L1的物侧。由此，第1透镜L1的光学面直径相对于入瞳直径不会过大，能够设为直径小的光学系统。如图2所示，第1及第5透镜L1～L5分别具有光学部11和凸缘部12。光学部11在物侧和像侧分别具有光学面。透镜的光学面直径指的是作为供轴向光束及轴外光束入射的面的光学面的特定方向(宽度方向x或者高度方向y)的长度。另外，入瞳直径也指的是与上述光学面直径相同的特定方向的长度。

此外，构成摄像光学系统10的多个透镜优选如上所述由5片以上的透镜构成。在相同的F值的情况下，相对于圆形状的孔径光阑直径，作为非圆形形状的孔径光阑直径，规定方向(具体而言，透镜的高度方向y或者较短方向)的长度更短，与规定方向正交的方向(具体而言，透镜的宽度方向x或者较长方向)的长度更长。在此，详细情况后述，相同的F值指的是使入瞳面积相同。在具有非圆形形状的孔径光阑ST的光学系统中，与具有圆形状的孔径光阑的光学系统相比，更难以进行与规定方向正交的方向(具体而言，透镜的宽度方向x)上的像差校正，因此通过设为5片以上的透镜结构来提高像差校正的效率。

在摄像光学系统10中，孔径光阑ST的开口部13、以及多个透镜之中的至少1片以上的透镜的光学面成为非圆形形状。此外，具有非圆形形状的孔径光阑ST及透镜的外形也成为非圆形形状。在图示的例子中，多个透镜中的所有透镜(第1～第5透镜L1～L5)的光学面具有非圆形形状。由此，能够在从物侧到像面侧的整个透镜系统中使规定方向(具体而言，透镜的高度方向y)的长度最小。

具有非圆形形状的孔径光阑ST的开口部13及透镜的光学面(具体而言，第1～第5透镜L1～L5)，成为以使圆形状的透镜的高度方向y的长度变短的方式用与透镜的高度方向y正交的线截断而成的切缺形状。如图3(C)所示，切缺形状具有与宽度方向x平行的直线部SL。以圆形作为基础的切缺形状与以椭圆形作为基础的切缺形状相比，更有利于确保入射的光线束的面积。此外，与直接制造切缺形状相比，用线将圆形截断能够更易于高精度地制造。

此外，与具有非圆形形状的透镜的光学面相关的宽度方向x和高度方向y之比，优选近似于与孔径光阑ST的开口部13相关的宽度方向x和高度方向y之比。另外，具有非圆形形状的孔径光阑ST的开口部13及透镜的光学面更优选宽度方向x及高度方向y的尺寸近似。

如图3(B)等所示，在摄像光学系统10中，使光路折曲的弯曲元件PR由棱镜或平面反射镜等形成，被设置在从物体到像面位置之间。由此，利用弯曲元件PR能够将规定方向(具体而言，透镜的高度方向y)设定为任意的方向，通过使规定方向的长度变短，能够实现任意的方向的低轮廓化。在图示的例子中，弯曲元件PR被设置在摄像光学系统10的物侧，使从透镜的高度方向y入射的光折曲，并向与透镜的高度方向y及宽度方向x正交的摄像光学系统10的长轴方向z引导。

如图2等所示，在摄像光学系统10中，遮光部件SH1～SH3被配置在从物侧到像面位置之间。在图示的例子中，在第1透镜L1与第2透镜L2之间设置有第1遮光部件SH1，在第2透镜L2与第3透镜L3之间设置有第2遮光部件SH2，在第3透镜L3与第4透镜L4之间设置有第3遮光部件SH3。遮光部件SH1～SH3防止在摄像光学系统10中可能产生的叠影、光斑。

遮光部件SH1～SH3的开口部14和框部件41的开口部15具有非圆形形状。由此，能够防止由于孔径光阑ST或透镜以外的部件(也就是说，遮光部件SH1～SH3和框部件41)引起的规定方向(具体而言，透镜的高度方向y)的长度变长。此外，具有非圆形形状的遮光部件SH1～SH3及框部件41的外形也成为非圆形形状。

摄像光学系统10满足以下的条件式。

0.5＜Dyape/Dxape＜1.0…(1)

Dylens/Dyepd＜1.2…(2)

其中，值Dxape是孔径光阑ST的开口部13的宽度方向x的长度，值Dyape是孔径光阑ST的开口部13的高度方向y的长度，值Dylens是多个透镜之中的具有非圆形形状的透镜(在图示的例子中是第1～第5透镜L1～L5)的高度方向y的光学面直径，值Dyepd是透镜的高度方向y的入瞳直径。此外，孔径光阑ST的宽度方向x与透镜的宽度方向x一致，孔径光阑ST的高度方向y与透镜的高度方向y一致。

条件式(1)用于适当地设定孔径光阑ST的形状。通过条件式(1)的值Dyape/Dxape低于上限，从而使规定方向(具体而言，透镜的高度方向y)的长度比与规定方向正交的方向(具体而言，透镜的宽度方向x)的长度更短，能够构成规定方向的长度短的光学系统。另一方面，条件式(1)的值Dyape/Dxape高于下限，从而上述规定方向和与上述规定方向正交的方向上的衍射极限之差所引起的该2个方向上的分辨率差不变得过大。

条件式(2)用于适当地设定具有非圆形形状的透镜的光学面直径。通过条件式(2)的值Dylens/Dyepd低于上限，从而具有非圆形形状的透镜的规定方向(具体而言，透镜的高度方向y)的光学面直径与入瞳直径相比不会过大，能够在从物侧到像面侧的整个透镜系统中使规定方向的长度变短。

摄像光学系统10满足以下的条件式。

0.3＜LL/TTL＜0.8…(3)

其中，值LL是从多个透镜之中的最靠物侧的透镜面(具体而言，第1透镜L1的物侧面)到像侧的透镜面(具体而言，第5透镜的像侧面)为止的光轴AX上的距离，值TTL是从多个透镜之中的最靠物侧的透镜面到像侧焦点为止的光轴AX上的距离。

条件式(3)用于适当地设定透镜长度。通过条件式(3)的值LL/TTL低于上限，从而能够确保远心性，并且使像侧的透镜(具体而言，第5透镜L5)的光学面直径变小，能够设为直径小的光学系统。另一方面，条件式(3)的值LL/TTL高于下限，从而能够适度地确保透镜的厚度、间隔，能够确保成型性、加工性而易于制造。

以下，参照图5(A)及5(B)，关于摄像光学系统的F值进行说明。图5(A)是关于作为实施方式的摄像光学系统10的F值进行说明的概念图，图5(B)是关于作为比较例的摄像光学系统的F值进行说明的概念图。在图5(A)及图5(B)中，示出了孔径光阑的开口部处的中心入射光束。在是焦距相同的光学系统的情况下，如果使实施方式及比较例所示的孔径光阑的中心入射光束IL1、IL2的面积相同，则能够使两者的F值也相同。以下示出具体例。

在图5(A)所示的作为实施方式的摄像光学系统10中，孔径光阑ST的开口部13和多个透镜的光学面具有非圆形形状，成为将圆形状在透镜的高度方向y上用线截断而成的切缺形状。在图5(A)中，作为孔径光阑ST的中心入射光束IL1，例如透镜的宽度方向x的长度Wx(或者看作圆形状时的直径)成为4.5mm，透镜的高度方向y的长度Hy成为3.6mm。另一方面，在图5(B)所示的作为比较例的摄像光学系统中，孔径光阑ST1的开口部和多个透镜的光学面具有圆形状。在图5(B)中，作为比较例的孔径光阑ST1的中心入射光束IL2，例如透镜的宽度方向x的长度Wx及透镜的高度方向y的长度Hy(也就是说，圆形状的直径)成为4.3mm。实施方式及比较例所示的摄像光学系统的焦距均为12mm。由此，实施方式及比较例所示的孔径光阑的中心入射光束IL1、IL2的面积相同，而且焦距也相同，结果实施方式及比较例所示的摄像光学系统的F值均成为相同的2.8。即，实施方式所涉及的摄像光学系统10即使在规定方向上将圆形状截断为线状，如果关于中心入射光束设为与比较例所示的具有圆形状的摄像光学系统相同的面积，则也能够确保相同的F值。

在以上说明的摄像光学系统中，通过将孔径光阑ST的开口部13和多个透镜之中的至少1片透镜的光学面设为非圆形形状，从而使作为大小的制约严苛的方向的规定方向(具体而言，透镜的高度方向y)的长度变短，使作为大小的制约不严的方向的与规定方向正交的方向(具体而言，透镜的宽度方向x)的长度变长。由此，即使与孔径光阑或多个透镜具有圆形状的圆形状光学系统相比使规定方向(具体而言，透镜的高度方向y)的长度(也就是说，便携通信终端300的厚度方向的长度)变短，也能够获得确保了与高度方向的长度比具有非圆形形状的光学系统更长的圆形状光学系统相同的F值的光学系统。此外，在孔径光阑ST的开口部或透镜的光学面具有圆形状的情况下，如果使F值与具有非圆形形状的光学系统一致，则直径与具有非圆形形状的光学系统的高度相比变大。

〔实施例〕

以下示出本发明的摄像光学系统的实施例。各实施例中使用的记号如下。

f：整个摄像光学系统的焦距

F：F值

2Y：摄像元件的摄像面对角线长度

R：曲率半径

D：轴向面间隔

Nd：透镜材料的相对于d线的折射率

νd：透镜材料的阿贝数

OSx：透镜的宽度方向(或者较长方向)的光学面直径

OSy：透镜的高度方向(或者较短方向)的光学面直径

在各实施例中，在各面编号之后记载了“＊”的面是具有非球面形状的面，非球面的形状以面的顶点作为原点，将Z轴作为光轴AX方向，将与光轴AX垂直的方向的高度作为h，由以下的“数1”表现。

[数1]

其中，

Ai：i次的非球面系数

R：曲率半径

K：圆锥常数

(实施例1)

以下示出实施例1的摄像光学系统的整体各种规格。

f＝12.00(mm)

F＝2.8

2Y＝5.3(mm)

LL＝8.00(mm)

TTL＝13.19(mm)

在以下的表1中示出实施例1的透镜面的数据。此外，在以下的表1等中，将无限大表现为“INF”，将孔径光阑表现为“ST”。

〔表1〕

在以下的表2中示出实施例1的透镜面的非球面系数。此外，在其后(包含表的透镜数据)，设为使用E(例如2.5E－02)来表现10的乘方数(例如2.5×10^－02)。

〔表2〕

图6(A)～图6(C)是对实施例1的摄像光学系统10A等进行说明的图。图6(A)是摄像光学系统10A的与透镜的宽度方向x相关的截面图。图6(B)是摄像光学系统10A的与透镜的高度方向y相关的截面图。图6(C)是孔径光阑ST的开口部13的平面图，是摄像光学系统10A的在开口部13的位置处的横截面图。此外，关于弯曲元件及遮光部件等省略图示(在以下的实施例中也同样)。摄像光学系统10A从物侧起依次具备第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4和第5透镜L5。在第1透镜L1的物侧配置有孔径光阑ST。孔径光阑ST的开口部13和第1～第5透镜L1～L5的光学面具有非圆形形状。

(实施例2)

以下示出实施例2的摄像光学系统的整体各种规格。

f＝14.03(mm)

F＝3.3

2Y＝4(mm)

LL＝6.68(mm)

TTL＝12.70(mm)

在以下的表3中示出实施例2的透镜面的数据。

〔表3〕

Surf.N	R(mm)	D(mm)	Nd	νd	OSx(mm)	OSy(mm)
							1(ST)	INF	-0.40	4.30	4.00
2*	3.408	1.72	1.54470	56.2	4.63	4.26
							3*	-119.353	0.12	4.45	4.06
4*	29.900	0.96	1.63470	23.9	4.36	3.98
							5*	3.728	0.39	3.81	3.50
6*	5.103	0.97	1.54470	56.2	3.82	3.49
							7*	4.529	1.06	3.80	3.47
8*	13.630	0.49	1.63470	23.9	3.86	3.47
							9*	-17.918	0.45	3.85	3.45
10*	-7.418	0.53	1.54470	56.2	3.80	3.38
							11*	322.263	3.46	3.93	3.43
12	INF	0.21	1.51630	64.1	4.00	3.60
							13	INF		4.00	3.60

在以下的表4中示出实施例2的透镜面的非球面系数。

〔表4〕

图7(A)～图7(C)是对实施例2的摄像光学系统10B等进行说明的图。图7(A)是摄像光学系统10B的与透镜的宽度方向x相关的截面图。图7(B)是摄像光学系统10B的与透镜的高度方向y相关的截面图。图7(C)是孔径光阑ST的开口部13的平面图。此外，关于弯曲元件及遮光部件等省略图示。摄像光学系统10B从物侧起依次具备第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4和第5透镜L5。在第1透镜L1的物侧配置有孔径光阑ST。在第5透镜L5的光射出面与摄像面(像面)I之间配置有平行平板F。平行平板F设想为光学性低通滤波器、IR截止滤波器、固体摄像元件的密封玻璃等(在以下的实施例中也同样)。孔径光阑ST的开口部13和第1～第5透镜L1～L5的光学面具有非圆形形状。

(实施例3)

以下示出实施例3的摄像光学系统的整体各种规格。

f＝20.80(mm)

F＝3.6

2Y＝4(mm)

LL＝12.55(mm)

TTL＝17.50(mm)

在以下的表5中示出实施例3的透镜面的数据。

〔表5〕

Surf.N	R(mm)	D(mm)	Nd	νd	OSx(mm)	OSy(mm)
							1(ST)	INF	-0.50	6.40	4.54
2*	4.858	2.41	1.54470	56.2	6.73	4.61
							3*	-30.917	0.23	6.40	4.27
4*	125.546	1.44	1.63470	23.9	6.11	4.13
							5*	6.307	1.14	5.12	3.62
6*	8.711	1.42	1.54470	56.2	4.94	3.45
							7*	6.053	3.21	4.52	3.14
8*	90.426	0.50	1.63470	23.9	4.23	2.85
							9*	-12.231	0.70	4.25	2.83
10*	-5.031	1.49	1.54470	56.2	4.05	2.67
							11*	-26.426	4.00	4.21	2.70
12	INF	0.21	1.51630	64.1	4.40	3.60
							13	INF		4.40	3.60

在以下的表6中示出实施例3的透镜面的非球面系数。

〔表6〕

图8(A)～图8(C)是对实施例3的摄像光学系统10C等进行说明的图。图8(A)是摄像光学系统10C的与透镜的宽度方向x相关的截面图。图8(B)是摄像光学系统10C的与透镜的高度方向y相关的截面图。图8(C)是孔径光阑ST的开口部13的平面图。摄像光学系统10C从物侧起依次具备第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4和第5透镜L5。在第1透镜L1的物侧配置有孔径光阑ST。在第5透镜L5的光射出面与摄像面(像面)I之间配置有平行平板F。孔径光阑ST的开口部13和第1～第5透镜L1～L5的光学面具有非圆形形状。

(实施例4)

以下示出实施例4的摄像光学系统的整体各种规格。

f＝16.90(mm)

F＝3.7

2Y＝5(mm)

LL＝9.43(mm)

TTL＝13.00(mm)

在以下的表7中示出实施例4的透镜面的数据。

〔表7〕

Surf.N	R(mm)	D(mm)	Nd	νd	OSx(mm)	OSy(mm)
							1(ST)	INF	-0.45	4.80	3.80
2*	3.996	2.12	1.54470	56.2	5.11	4.01
							3*	-11.920	0.31	4.93	3.82
4*	-53.190	1.20	1.63470	23.9	4.64	3.62
							5*	5.341	1.05	4.08	3.23
6*	5.721	0.86	1.54470	56.2	3.92	3.09
							7*	3.716	2.67	3.63	3.06
8*	-11.640	0.51	1.63470	23.9	3.50	3.08
							9*	-3.756	0.32	3.60	3.16
10*	-4.748	0.40	1.54470	56.2	4.11	3.09
							11*	7.323	1.16	4.34	3.16
12	INF	0.21	1.51630	64.1	5.00	4.00
							13	INF		5.00	4.00

在以下的表8中示出实施例4的透镜面的非球面系数。

〔表8〕

图9(A)～图9(C)是对实施例4的摄像光学系统10D等进行说明的图。图9(A)是摄像光学系统10D的与透镜的宽度方向x相关的截面图。图9(B)是摄像光学系统10D的与透镜的高度方向y相关的截面图。图9(C)是孔径光阑ST的开口部13的平面图。摄像光学系统10D从物侧起依次具备第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4和第5透镜L5。在第1透镜L1的物侧配置有孔径光阑ST。在第5透镜L5的光射出面与摄像面(像面)I之间配置有平行平板F。孔径光阑ST的开口部13和第1～第5透镜L1～L5的光学面具有非圆形形状。

以下的表9汇总了与各条件式(1)～(3)对应的各实施例1～4的值。

〔表9〕

以上，基于实施方式和实施例说明了本发明，但本发明不限定于上述实施方式等。例如，在上述实施方式中，设为构成摄像光学系统10的多个透镜中的所有透镜具有非圆形形状，但只要将多个透镜之中的至少有效直径最大的透镜设为非圆形形状即可。

另外，作为上述实施方式，在摄像光学系统10中设置了弯曲元件PR，但也可以不设置弯曲元件PR。在该情况下，光的入射方向沿着摄像光学系统10的长轴方向z。

Claims

1.一种摄像光学系统，其特征在于，

所述摄像光学系统具备孔径光阑和多个透镜，

所述孔径光阑的开口部、以及所述多个透镜之中的至少1片以上的透镜的光学面为非圆形形状，

满足以下的条件式：

0.5＜Dyape/Dxape＜1.0…(1)

Dylens/Dyepd＜1.2…(2)

其中，

Dxape：所述孔径光阑的所述开口部的宽度方向的长度

Dyape：所述孔径光阑的所述开口部的高度方向的长度

Dylens：所述多个透镜之中的具有非圆形形状的所述透镜的高度方向的光学面直径

Dyepd：所述透镜的高度方向的入瞳直径。

2.如权利要求1所述的摄像光学系统，其特征在于，

满足以下的条件式：

0.3＜LL/TTL＜0.8…(3)

其中，

LL：从所述多个透镜之中的最靠物侧的透镜面到像侧的透镜面为止的光轴上的距离

TTL：从所述多个透镜之中的最靠物侧的透镜面到像侧焦点为止的所述光轴上的距离。

3.如权利要求1或2所述的摄像光学系统，其特征在于，

所述孔径光阑被配置在所述多个透镜之中的最靠物侧的透镜的物侧。

4.如权利要求1～3中任一项所述的摄像光学系统，其特征在于，

在从物体到像面位置之间具有弯曲元件。

5.如权利要求1～4中任一项所述的摄像光学系统，其特征在于，

所述孔径光阑及所述多个透镜之中的具有非圆形形状的透镜具有如下形状：以使圆形状的透镜的高度方向的长度变短的方式用与所述透镜的高度方向正交的线截断而成的形状。

6.如权利要求1～5中任一项所述的摄像光学系统，其特征在于，

所述多个透镜中的所有透镜的光学面具有非圆形形状。

7.如权利要求1～6中任一项所述的摄像光学系统，其特征在于，

所述多个透镜由5片以上的透镜构成。

8.如权利要求1～7中任一项所述的摄像光学系统，其特征在于，具有：

遮光部件，被配置在从物体到像面位置之间；以及

框部件，对所述多个透镜进行保持，

所述遮光部件的开口部和所述框部件的开口部具有非圆形形状。

9.一种摄像装置，其特征在于，具备：

如权利要求1～8中任一项所述的摄像光学系统；以及

摄像元件，对从所述摄像光学系统得到的像进行检测。