JP2014163970A - 撮像光学系ユニットならびに撮像装置およびデジタル機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、小型化、低コスト化を図り、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタ（ＩＲＣＦ）に起因する迷光の発生を低減し得る撮像光学系ユニット、撮像装置、デジタル機器を提供する。
【解決手段】撮像光学系ユニット１は撮像光学系１０とＩＲＣＦ１６とを備え、撮像光学系１０は最像側に配置されレンズ断面の輪郭線に少なくとも１個の変曲点Ｐを有する非球面を持つレンズ１５を備え、光軸から変曲点Ｐまでの距離ｈ、最物体側の面位置から結像位置までの距離ＴＬについて０．２＜ｈ／ＴＬ＜０．４であり、ＩＲＣＦ１６は波長６００〜７００ｎｍにおいてα度入射光の反射率が５０％となる波長λ（α、５０）について｜λ（０、５０）−λ（３０、５０）｜≦１５ｎｍであって、波長６００〜７００ｎｍにおける０度入射光の反射率が３０％、７０％となる各波長の差に対するそれらの反射率差の傾き△Ｒについて０．３％／ｎｍ≦｜△Ｒ｜≦８％／ｎｍである。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体の光学像を所定の面上に形成する撮像光学系および赤外線カットフィルタを備えた撮像光学系ユニットに関する。そして、本発明は、この撮像光学系ユニットを用いた撮像装置およびデジタル機器に関する。

近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置の高性能化や小型化が伸展し、これに伴って、この撮像装置を備えた携帯電話機や携帯情報端末等のデジタル機器が普及している。このような固体撮像素子は、通常、シリコン半導体によって形成されるため、可視光の波長帯域だけでなく、近赤外線（ＩＲ）の波長帯域まで受光感度を持っている。このため、可視光および近赤外線を含む光がイメージセンサに入射した場合、その近赤外線も画像に取り込まれるため、この得られた画像には近赤外線に起因する疑似色が含まれる等の不具合が生じる。このような不具合を解消するため、撮像光学系と固体撮像素子との間に、前記固体撮像素子の受光感度に対応する赤外線の波長領域をカット（濾波）する赤外線カットフィルタが、一般に、配置される。

この赤外線カットフィルタは、大別すると、赤外線を吸収することによって赤外線をカットする吸収型赤外線カットフィルタと、赤外線を反射することによって赤外線をカットする反射型赤外線カットフィルタとがある。

この吸収型赤外線カットフィルタは、赤外線を吸収する赤外線吸収材を添加した材料から形成される。この赤外線吸収材は、例えば、ＢＡＳＦ製のＬｕｍｏｇｅｎ ＩＲ７６５およびＬｕｍｏｇｅｎ ＩＲ７８８、Ｅｘｃｉｔｏｎ製のＡＢＳ６４３、ＡＢＳ６５４、ＡＢＳ６６７、ＡＢＳ６７０Ｔ、ＩＲＡ６９３ＮおよびＩＲＡ７３５、Ｈ．Ｗ．ＳＡＮＤＳ製のＳＤＡ３５９８、ＳＤＡ６０７５、ＳＤＡ８０３０、ＳＤＡ８３０３、ＳＤＡ８４７０、ＳＤＡ３０３９、ＳＤＡ３０４０、ＳＤＡ３９２２およびＳＤＡ７２５７、山田化学工業製のＴＡＰ−１５およびＩＲ−７０６、日本カーリット製のＣＩＲ−１０８０およびＣＩＲ−１０８１、山本化成製のＹＫＲ−３０８０およびＹＫＲ−３０８１、日本触媒製のイーエクスカラーＩＲ−１０、ＩＲ−１２およびＩＲ−１４、三井化学ファイン製のＳＩＲ−１２８、ＳＩＲ−１３０、ＳＩＲ−１５９、ＰＡ−１００１、ＰＡ−１００５等を挙げることができる。

また、前記反射型赤外線カットフィルタは、例えば真空蒸着法およびスパッタリング法等の薄膜形成方法によって、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５およびＴａ_２Ｏ_５等の相対的に高い高屈折率材料から成る層と、ＳｉＯ_２およびＭｇＦ_２等の相対的に低い低屈折率材料から成る層とを交互に積層した光学薄膜（多層膜）を有している。これによって反射型赤外線カットフィルタは、可視光を透過させ、近赤外光を反射させる分光特性（透過率特性）を持つ。

このような光学薄膜を利用した反射型赤外線カットフィルタは、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示の反射型赤外線カットフィルタは、コーティングタイプの視感度補正近赤外カットフィルタであって、波長４５０〜５５０ｎｍの領域で最大透過率となり、かつ、波長４００ｎｍで最大値の８０％以下の透過率、波長６００ｎｍで最大値の９０％以下の透過率、波長６５０ｎｍで最大値の８０％以下の透過率となる分光特性を有するものである。

特開２００６−１９５３７３号公報

ところで、上述の反射型赤外線カットフィルタは、光の干渉を利用しているため、その入射光の入射角と赤外線カット量（赤外線透過量）との関係を表す赤外線カット特性（赤外線透過特性）は、前記入射光の入射角に依存し、前記入射角の変化に対し変化してしまう。その結果、反射型赤外線カットフィルタでは、撮像光学系を介して当該反射型赤外線カットフィルタに入射される入射光の入射角がその中央部と周辺部とで異なる場合に、前記中央部と前記周辺部とで赤外線カット量が異なってしまう。このため、反射型赤外線カットフィルタを介して得られた画像は、中央部が赤くなる色ムラ（カラーシェーディング）が発生してしまう。

一方、上述の吸収型赤外線カットフィルタは、このような赤外線カット特性に入射角の依存性を持たないが、赤外線吸収材の価格が高く、コスト高となってしまう。また、所望の赤外線吸収量を得るために、赤外線吸収材を混入した吸収型赤外線カットフィルタを厚くする必要があり、光学全長の短縮化に不都合でもある。特に、スマートフォン等の携帯電話機に搭載される撮像装置は、その光学全長が数ｍｍであるため、撮像光学系ユニットが少しでも薄くできることが要望されており、この問題は、重大である。

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタに起因する迷光の発生を低減することができる撮像光学系ユニットならびにこの撮像光学系ユニットを用いた撮像装置およびデジタル機器を提供することである。

本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下のような構成を有する撮像光学系、撮像装置およびデジタル機器を提供するものである。なお、以下の説明において使用されている用語は、本明細書において、次の通りに定義されているものとする。
（ａ）屈折率は、ｄ線の波長（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率である。
（ｂ）アッベ数は、ｄ線、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．２８ｎｍ）に対する屈折率を各々ｎｄ、ｎＦ、ｎＣとし、アッベ数をνｄとした場合に、
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
の定義式で求められるアッベ数νｄをいうものとする。
（ｃ）レンズについて、「凹」、「凸」または「メニスカス」という表記を用いた場合、これらは光軸近傍（レンズの中心付近）でのレンズ形状を表しているものとする。
（ｄ）接合レンズを構成している各単レンズにおける屈折力（光学的パワー、焦点距離の逆数）の表記は、単レンズのレンズ面の両側が空気である場合におけるパワーである。
（ｅ）複合型非球面レンズに用いる樹脂材料は、基板ガラス材料の付加的機能しかないため、単独の光学部材として扱わず、基板ガラス材料が非球面を有する場合と同等の扱いとし、レンズ枚数も１枚として取り扱うものとする。そして、レンズ屈折率も基板となっているガラス材料の屈折率とする。複合型非球面レンズは、基板となるガラス材料の上に薄い樹脂材料を塗布して非球面形状としたレンズである。

本発明の一態様にかかる撮像光学系ユニットは、被写体の光学像を所定の面上に形成する撮像光学系と、前記撮像光学系の像側に配置される赤外線カットフィルタとを備え、前記撮像光学系は、最も像側に配置され、光軸に沿って前記光軸を含むレンズ断面の輪郭線において前記光軸の交点から有効領域端に向かった場合に少なくとも１箇所の変曲点を有する非球面を持つレンズを備え、下記（Ａ１）の条件式を満たし、前記赤外線カットフィルタは、下記（Ｂ１）および（Ｂ２）の各条件式を満たすことを特徴とする。
０．２＜ｈ／ＴＬ＜０．４ ・・・（Ａ１）
｜λ（０、５０；６００〜７００）−λ（３０、５０；６００〜７００）｜≦１５ｎｍ ・・・（Ｂ１）
０．４％／ｎｍ≦｜△Ｒ｜≦８％／ｎｍ ・・・（Ｂ２）
ただし、ｈは、光軸から、垂直方向における前記変曲点までの距離であり、ＴＬは、光軸における最も物体側の面位置から結像位置までの距離（平行平板は空気換算長）であり、λ（０，５０；６００〜７００）は、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長（ｎｍ）であり、λ（３０、５０；６００〜７００）は、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、３０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長（ｎｍ）であり、△Ｒは、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が３０％となる波長をλ（０，３０；６００〜７００）とし、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が７０％となる波長をλ（０，７０；６００〜７００）とした場合に、△Ｒ＝（７０−３０）／（λ（０，７０；６００〜７００）−λ（０，３０；６００〜７００））（％／ｎｍ）で表される波長変化に対する反射率変化の傾きである。反射率は、α度入射で赤外線カットフィルタに入射した入射光が赤外線カットフィルタの物体側面で反射した光（物体側面反射光）と前記入射光が赤外線カットフィルタの物体側面から赤外線カットフィルタ内に侵入して赤外線カットフィルタの像側面で反射しそして赤外線カットフィルタの物体側面から射出された光（像側面反射光）とを合わせた反射光全体の光量を前記入射光の光量で除した百分率である。

このような撮像光学系ユニットの赤外線カットフィルタは、条件式（Ｂ１）を満たすので、赤外線カット特性の入射角依存性は、低い。このため、前記撮像光学系ユニットは、低入射角依存性の赤外線カット特性を持つ赤外線カットフィルタを使用することによって、中心部と周辺部とで入射角の差が大きくても、赤外線カット特性が中心部と周辺部とで変化が小さくなり（赤外線カット量が略均一となり）、色ムラを低減することができる。

また、条件式（Ｂ２）を満たすので、赤外線カット特性と生産性とを両立できる。前記条件式（Ｂ２）の下限を上回ることによって過剰に薄膜を積層する必要がなく赤外線カットフィルタの反りの防止や、歩留まりの低下を防止できる。一方、前記条件式（Ｂ２）の上限を下回ることで不要な赤外線が撮像素子に入射することを防止できる。

ここで、上述のように色ムラを低減することができる一方、赤外線カットフィルタで反射した光が撮像光学系のレンズ面で反射するため、再度、赤外線カットフィルタに戻る迷光の強度が一般的な赤外線カットフィルタの場合よりも強くなってしまう。しかしながら、前記撮像光学系ユニットは、条件式（Ａ１）を満たすので、迷光を中心部から遠くに離すことができ、また迷光の発生する画角が狭くなるため、実使用上の影響が問題とならない程度となる。

前記撮像光学系ユニットは、前記条件式（Ａ１）の下限を上回ることによって、軸外における撮像光学系と赤外線カットフィルタとで発生した迷光を光源の外側に移行させることができ、実用上、迷光を目立たなくできる。一方、前記撮像光学系ユニットは、前記条件式（Ａ１）の上限を下回ることによって、テレセントリック性を高めることができ、色ムラの発生を低減できる。

したがって、このような撮像光学系ユニットは、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタに起因する迷光の発生を低減することができる。

なお、変曲点とは、レンズの有効半径内であって、光軸に沿ったレンズ断面（光軸に沿って光軸を含むレンズ断面）の輪郭線上の個々の点において、前記輪郭線を２階微分した場合に、その符号の正負が逆転する点をいう。有効領域とは、設計上、光学的にレンズとして使用される領域として設定された領域をいう。小型化とは、本明細書では、撮像面対角線長（例えば固体撮像素子等における矩形実行画素領域の対角線長）を２Ｙとした場合に、ＴＬ／２Ｙ＜１．０を満たすことをいい、より望ましくはＬ／２Ｙ＜０．９を満たすことである。

また、他の一態様では、上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記撮像光学系は、下記（Ａ２）の条件式を満たすことを特徴とする。
０．０５＜ｄ／ＴＬ＜ ０．１５ ・・・（Ａ２）
ただし、ｄは、前記撮像光学系における最も像側に配置された前記レンズと前記赤外線カットフィルタとの光軸上の距離である。

このような撮像光学系ユニットでは、条件式（Ａ２）の下限を上回ることによって、軸外における撮像光学系と赤外線カットフィルタとで発生した迷光を中心部から外側に移行させることができ、迷光が発生した場合でも、赤外線カットフィルタの像側に配置される撮像素子に到達することを防止できる。一方、前記撮像光学系ユニットは、前記条件式（Ａ２）の上限を下回ることによって、赤外線カットフィルタと撮像素子とが近くなり過ぎず、赤外線カットフィルタに付着したゴミおよび傷等の映り込みを低減できる。

また、他の一態様では、上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記撮像光学系は、下記（Ａ３）の条件式を満たすことを特徴とする。
ＣＲＡ＞２４° ・・・（Ａ３）
ただし、ＣＲＡは、受光面が前記所定の面となるように配置される撮像素子に入射する軸外主光線の最大角度である。

このような撮像光学系ユニットは、条件式（Ａ３）を満足することによって、その全長を短縮することができる。

また、他の一態様では、上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記撮像光学系の最も像側に配置される前記レンズは、負の屈折力を有することを特徴とする。

このような撮像光学系ユニットは、変曲点を有する最も像側のレンズが近軸で負の屈折力を持つことによって、光軸から垂直方向に離れるに従って負の屈折力が弱くなるため、テレセントリック性を高めることができる。この結果、前記撮像光学系ユニットは、赤外線カットフィルタへの光線入射角を小さくすることができ、色ムラによる画像の劣化を低減することができる。

また、他の一態様では、上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記撮像光学系は、下記（Ａ４）の条件式を満たすことを特徴とする。
０．１＜Ｒ_ＬＡＳＴ／ＴＬ＜０．７ ・・・（Ａ４）
ただし、Ｒ_ＬＡＳＴは、最も像側の面の近軸における曲率半径である。

このような撮像光学系ユニットは、条件式（Ａ４）の下限を上回ることによって、テレセントリック性を高めることができる。一方、前記撮像光学系ユニットは、前記条件式（Ａ４）の上限を下回ることによって、赤外線カットフィルタから撮像光学系における最も像側の面を離すことができる。このため、より赤外線カットフィルタと前記最像側レンズ（最終レンズ）とで発生した迷光が、赤外線カットフィルタの像側に配置される撮像素子に戻ってくることをより防止できる。

また、他の一態様では、上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記撮像光学系は、開口絞りを備え、下記（Ａ５）の条件式を満たすことを特徴とする。
０．８＜Ｔ_ＡＰＥ／ＴＬ＜１．１ ・・・（Ａ５）
ただし、Ｔ_ＡＰＥは、前記開口絞りから結像位置までの距離（平行平板は空気換算長）である。

このような撮像光学系ユニットは、条件式（Ａ５）の下限を上回ることによって、テレセントリック性を高めることができる。一方、前記撮像光学系ユニットは、前記条件式（Ａ５）の上限を下回ることによって、開口絞りと撮像光学系のレンズとの距離が離れ過ぎず、軸外光線のコマ収差等の収差補正の不足を防止できる。

また、他の一態様では、上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記撮像光学系は、下記（Ａ６）の条件式を満たすことを特徴とする。
０．８＜ＴＬ／ＦＬ＜１．４ ・・・（Ａ６）
ただし、ＦＬは、前記撮像光学系の全系の近軸における合成焦点距離である。

このような撮像光学系ユニットは、条件式（Ａ６）の下限を上回ることによって、収差の発生が低減でき、より少ない枚数のレンズで撮像光学系を構成することができる。一方、前記撮像光学系ユニットは、前記条件式（Ａ６）の上限を下回ることによって、小型化できる。

また、他の一態様では、上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記撮像光学系は、４枚以上のレンズを備えることを特徴とする。

このような撮像光学系ユニットは、４枚以上のレンズで構成されることによって、諸収差の発生を低減し、高画素な固体撮像素子に対応できる。

また、他の一態様では、上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記撮像光学系に含まれるレンズは、全て、樹脂材料で形成されていることを特徴とする。

近年では、固体撮像素子は、その全体がさらなる小型化が要請されており、同じ画素数の固体撮像素子であってもその画素ピッチが小さく、その結果、撮像面サイズが小さくなってきている。このような撮像面サイズの小さい固体撮像素子向けの撮像光学系ユニットは、その全系の焦点距離を比較的短くする必要があるため、各レンズの曲率半径や外径がかなり小さくなってしまう。したがって、このような撮像光学系ユニットの撮像光学系は、射出成形により製造される樹脂材料性レンズで全てのレンズを構成することによって、手間のかかる研磨加工によって製造されるガラスレンズと比較すれば、曲率半径や外径の小さなレンズであっても安価に大量に生産することが可能となる。また、樹脂材料製レンズは、プレス温度を低くすることができることから、成形金型の損耗を抑えることができ、その結果、成形金型の交換回数やメンテナンス回数が減少し、コスト低減を図ることができる。

また、他の一態様では、上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記赤外線カットフィルタは、下記（Ｂ３）の条件式を満たすことを特徴とする。
ＲＣ（０、４５０〜６００）≦１０％ ・・・（Ｂ３）
ただし、ＲＣ（０、４５０〜６００）は、０度入射で入射した入射光における波長４５０ｎｍから６００ｎｍまでの平均反射率である。

このような撮像光学系ユニットは、赤外線カットフィルタが条件式（Ｂ３）を満たすことによって、像側に配置される撮像素子に到達する光量の低下を防止するができ、赤外線カットフィルタと撮像光学系における最も像側のレンズとの間または赤外線カットフィルタと撮像素子との間で発生する迷光の強度を低減できる。

また、他の一態様では、上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記赤外線カットフィルタにおける、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長λ（０、５０；６００〜７００）は、少なくとも一度６５０±２５ｎｍとなることを特徴とする。

このような撮像光学系ユニットは、像側に配置される撮像素子に不要な赤外線が入射されることを防止でき、赤外かぶり（黒いものを撮影した場合に、黒く映らない現象）を防止できる。

また、他の一態様では、上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記赤外線カットフィルタは、下記（Ｂ４）の条件式を満たすことを特徴とする。
｜λ（０、７５；６００〜７００）−λ（３０、７５；６００〜７００）｜≦２０ｎｍ ・・・（Ｂ４）
ただし、λ（０、７５；６００〜７００）は、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が７５％となる波長であり、λ（３０、７５；６００〜７００）は、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、３０度入射で入射した入射光の反射率が７５％となる波長である。

このような撮像光学系ユニットは、赤外線カットフィルタが条件式（Ｂ４）を満たすことによって、色むらをより低減することができる。

また、他の一態様では、上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記赤外線カットフィルタは、下記（Ｂ５）の条件式を満たすことを特徴とする。
｜λ（０、２５；６００〜７００）−λ（３０、２５；６００〜７００）｜≦２０ｎｍ ・・・（Ｂ５）
ただし、λ（０、２５；６００〜７００）は、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が２５％となる波長であり、λ（３０、２５；６００〜７００）：波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、３０度入射で入射した入射光の反射率が２５％となる波長である。

このような撮像光学系ユニットは、赤外線カットフィルタが条件式（Ｂ５）を満たすことによって、色むらをより低減することができる。

また、他の一態様では、上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記赤外線カットフィルタは、下記（Ｂ６）の条件式を満たすことを特徴とする。
０．０１＜Ｔ_ＩＲ／ＴＬ＜０．１ ・・・（Ｂ６）
ただし、Ｔ_ＩＲは、近軸における赤外線カットフィルタの厚さである。

このような撮像光学系ユニットでは、条件式（Ｂ６）の下限を上回ることによって、赤外線カットフィルタの機械的な強度を確保することができ、生産性の低下を防止できる。一方、前記撮像光学系ユニットでは、前記条件式（７）の上限を下回ることによって、光軸上の光線と、軸外の光線との光路長差を小さくすることができ、像面湾曲収差の発生を低減することができる。また、その全長が大きくなり過ぎることを防止することができる。

また、他の一態様では、上述の撮像光学系ユニットにおいて、前記赤外線カットフィルタは、ガラス基板上に形成されていることを特徴とする。

このような撮像光学系ユニットは、前記赤外線カットフィルタをガラス基板上に形成することによって、赤外線カット機能を有する薄膜の信頼性を高めることができる。このため、薄膜の材料の自由度を高めることができるから、より特性の高い、赤外線カットフィルタを実現できるようになる。

また、本発明の他の一態様にかかる撮像装置は、これら上述のいずれかの撮像光学系ユニットと、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、前記撮像光学系ユニットの前記撮像光学系が前記所定の面上として前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能とされていることを特徴とする。

このような撮像装置は、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタに起因する迷光の発生を低減することができる撮像光学系ユニットを用いるので、小型化、低コスト化および高画質化を図ることができる。すなわち、小型、低コストおよび色ムラの低減した高画質な撮像装置が提供される。

また、本発明の他の一態様にかかるデジタル機器は、上述の撮像装置と、前記撮像装置に被写体の静止画撮影および動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部とを備え、前記撮像装置の前記撮像光学系が、前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能に組み付けられていることを特徴とする。そして、好ましくは、デジタル機器は、携帯端末から成る。

このようなデジタル機器や携帯端末は、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタに起因する迷光の発生を低減することができる撮像光学系ユニットを用いるので、小型化、低コスト化および高画質化を図ることができる。すなわち、小型、低コストおよび色ムラの低減した高画質なデジタル機器や携帯端末が提供される。

本発明にかかる撮像光学系ユニットは、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタに起因する迷光の発生を低減することができる。そして、本発明にかかる撮像装置およびデジタル機器は、小型化、低コスト化および高画質化を図ることができる。

実施形態における撮像光学系ユニットの説明のための、その構成を模式的に示したレンズ断面図である。 実施形態の撮像光学系ユニットにおける赤外線カットフィルタの構成を模式的に示した図である。 主光線の像面入射角の定義を示す模式図である。 実施形態の撮像光学系ユニットにおける撮像光学系の最像側面と赤外線カットフィルタとの間の作用効果を説明するための図である。 実施形態の撮像光学系ユニットにおける撮像光学系の最像側面の変曲点と赤外線カットフィルタとの間の作用効果を説明するための図である。 実施形態におけるデジタル機器の構成を示すブロック図である。 デジタル機器の一実施形態を示すカメラ付携帯電話機の外観構成図である。 実施例１の撮像光学系ユニットにおけるレンズおよび赤外線カットフィルタの配列を示す断面図である。 実施例２の撮像光学系ユニットにおけるレンズおよび赤外線カットフィルタの配列を示す断面図である。 実施例３の撮像光学系ユニットにおけるレンズおよび赤外線カットフィルタの配列を示す断面図である。 実施例４の撮像光学系ユニットにおけるレンズおよび赤外線カットフィルタの配列を示す断面図である。 実施例５の撮像光学系ユニットにおけるレンズおよび赤外線カットフィルタの配列を示す断面図である。 実施例６の撮像光学系ユニットにおけるレンズおよび赤外線カットフィルタの配列を示す断面図である。 実施例１における撮像光学系ユニットの収差図である。 実施例２における撮像光学系ユニットの収差図である。 実施例３における撮像光学系ユニットの収差図である。 実施例４における撮像光学系ユニットの収差図である。 実施例５における撮像光学系ユニットの収差図である。 実施例６における撮像光学系ユニットの収差図である。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、接合レンズにおけるレンズ枚数は、接合レンズ全体で１枚ではなく、接合レンズを構成する単レンズの枚数で表すこととする。

＜実施の一形態の撮像光学系の説明＞
図１は、実施形態における撮像光学系の説明のための、その構成を模式的に示したレンズ断面図である。図２は、実施形態の撮像光学系ユニットにおける赤外線カットフィルタの構成を模式的に示した図である。図３は、主光線の像面入射角の定義を示す模式図である。なお、以下において、主光線の像面入射角は、図３に示すように、撮像面への入射光線のうち最大画角の主光線の、像面に立てた垂線に対する角度（ｄｅｇ、度）αであり、像面入射角αは、射出瞳位置が像面より物体側にある場合の主光線角度を正方向とする。図４は、実施形態の撮像光学系ユニットにおける撮像光学系の最像側面と赤外線カットフィルタとの間の作用効果を説明するための図である。図５は、実施形態の撮像光学系ユニットにおける撮像光学系の最像側面の変曲点と赤外線カットフィルタとの間の作用効果を説明するための図である。図４および図５において、その（Ａ）は、撮像光学系の最像側面と赤外線カットフィルタの物体側面との間の距離が比較的長い場合（赤外線カットフィルタが撮像光学系の最像側に配置されるレンズに対し比較的遠くに（離れて）位置する場合）であり、その（Ｃ）は、撮像光学系の最像側面と赤外線カットフィルタの物体側面との間の距離が比較的短い場合（赤外線カットフィルタが撮像光学系の最像側に配置されるレンズに対し比較的近くに位置する場合）であり、そして、その（Ｂ）は、（Ａ）の場合と（Ｃ）の場合との中間の場合である。

図１において、この撮像光学系ユニット１は、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子１７の受光面上に、物体（被写体）の光学像を結像させて形成するものであって、被写体の光学像を所定の面上に形成する撮像光学系１０と、撮像光学系１０の像側に配置される赤外線カットフィルタ１６とを備える。撮像光学系１０は、最も像側に配置され、光軸ＡＸに沿って光軸ＡＸを含むレンズ断面の輪郭線において光軸ＡＸの交点から有効領域端に向かった場合に少なくとも１箇所の変曲点Ｐを有する非球面を持つレンズを備える光学系である。図１に示す例では、撮像光学系１は、第１ないし第５レンズ１１〜１５の５枚のレンズから成る。撮像素子１７は、その受光面が撮像光学系１０の像面と略一致するように配置される（像面＝撮像面）。したがって、撮像光学系１０の前記所定の面は、本実施形態では、撮像素子１７の受光面である。なお、図１で例示した撮像光学系ユニット１は、後述する実施例１の撮像光学系ユニット１Ａ（図８）と同じ構成である。

そして、この撮像光学系ユニット１では、第１ないし第５レンズ１１〜１５が全玉繰り出しで光軸方向に移動することによってフォーカシングが行われる。

より具体的には、図１に示す例では、第１レンズ１１は、正の屈折力を有する両凸の正レンズであり、第２レンズ１２は、負の屈折力を有し像側に凹である負メニスカスレンズであり、第３レンズ１３は、正の屈折力を有し物体側に凸である片平の正レンズであり、第４レンズ１４は、正の屈折力を有し両凸の正レンズであり、そして、第５レンズ１５は、負の屈折力を有し両凹の負レンズである。このように撮像光学系１０では、その第１ないし第５レンズ１１〜１５の屈折力は、正負正正負である。第１ないし第５レンズ１１〜１５は、それぞれ、両面が非球面であり、図１に示す例では、撮像光学系１０は、第５レンズ１５の像側面に前記変曲点Ｐを有している。

これら第１ないし第５レンズ１１〜１５は、例えばプラスチック、より具体的にはポリカーボネートや環状オレフィン系樹脂等の樹脂材料で形成された樹脂材料製レンズである。なお、図１に示す例では、第１ないし第５レンズ１１〜１５は、それぞれ、樹脂材料製レンズであるが、ガラス製レンズ、例えばガラスモールドレンズであってもよい。

そして、この撮像光学系１０は、光軸ＡＸから、垂直方向における変曲点Ｐまでの距離をｈとし、光軸における最も物体側の面位置から結像位置までの距離（平行平板は空気換算長）をＴＬとした場合に、下記（Ａ１）の条件式を満たしている。条件式（Ａ１）は、前記距離ＴＬに対する、前記距離ｈの割合を規定する式であり、前記距離ＴＬで規格化した、光軸ＡＸからの変曲点Ｐの位置を規定する式である。
０．２＜ｈ／ＴＬ＜０．４ ・・・（Ａ１）

赤外線カットフィルタ１６は、反射型赤外線カットフィルタであり、例えば、図２に示すように、基板１６２上に形成された多層膜１６１を備える。基板１６２は、多層膜１６１を支持する支持体であり、多層膜１６１だけで充分な機械強度を有している場合には、省略されてよい。基板１６２は、本実施形態では、例えば、透明なガラス材料（例えばＢＫ７）で板状に形成されたガラス基板であるが、透明な樹脂材料で板状に形成された樹脂基板であってもよい。多層膜１６１は、相対的に屈折率の高い高屈折率層１６１１と、相対的に屈折率の低い低屈折率層１６１２とを交互に積層した光学薄膜である。すなわち、高屈折率層１６１１の屈折率は、低屈折率層１６１２の屈折率より高い。なお、多層膜１６１は、図２に示す例では、最も基板側の層を高屈折率層１６１１としているが、この最も基板側の層を低屈折率層１６１２としてもよい。

この高屈折率層１６１１は、多層膜１６１を形成する複数の材料の屈折率の平均値以上の屈折率を有しており、低屈折率層１６１２は、上記平均値未満の屈折率を有している。なお、屈折率の異なる複数の低屈折率材料が並んで（連続して）積層されている場合、光学的には１つの低屈折率層が存在することと等価である。同様に、屈折率の異なる複数の高屈折率材料が並んで（連続して）積層されている場合、光学的には１つの高屈折率層が存在することと等価である。

ここで、この赤外線カットフィルタ１６の多層膜１６１は、下記（Ｂ１）および（Ｂ２）の各条件式を満たすように、形成されている。条件式（Ｂ１）は、反射率が５０％である場合において、波長の違いによる反射率の入射角に対する依存度合いを規定する式である。
｜λ（０、５０；６００〜７００）−λ（３０、５０；６００〜７００）｜≦１５ｎｍ ・・・（Ｂ１）
０．４％／ｎｍ≦｜△Ｒ｜≦８％／ｎｍ ・・・（Ｂ２）
ただし、ｈは、光軸から、垂直方向における前記変曲点までの距離であり、ＴＬは、光軸における最も物体側の面位置から結像位置までの距離（平行平板は空気換算長）であり、λ（０，５０；６００〜７００）は、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長（ｎｍ）であり、λ（３０、５０；６００〜７００）は、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、３０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長（ｎｍ）であり、△Ｒは、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が３０％となる波長をλ（０，３０；６００〜７００）とし、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が７０％となる波長をλ（０，７０；６００〜７００）とした場合に、△Ｒ＝（７０−３０）／（λ（０，７０；６００〜７００）−λ（０，３０；６００〜７００））（％／ｎｍ）で表される波長変化に対する反射率変化の傾きである。すなわち、傾き△Ｒは、０度入射で入射した入射光の反射率において、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間における反射率が３０％の波長と、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間における反射率が７０％の波長との間における反射率の傾きである。

一般に、薄膜設計は、自動設計によって実行することができ、上述の多層膜１６１も、上記（Ｂ１）および（Ｂ２）の各条件式を目標条件として、自動設計することによって、設計される。このような自動設計によれば、多層膜１６１は、互いに隣り合う高屈折率層１６１１の光学膜厚ＳＨと低屈折率層１６１２の光学膜厚ＳＬとの比（ＳＨ／ＳＬ）が３以上であるカットオフ調整対を少なくとも４対有し、Δｎ×ｎＨ≧１．５を満足していれば、上記（Ｂ１）および（Ｂ２）の条件式を満たす。ここで、Δｎは、多層膜１６１を構成する層の屈折率のうちで最大の屈折率をｎＨとし、最小の屈折率をｎＬとした場合に、ｎＨ−ｎＬの値である。なお、上記のカットオフ調整対は、互いに隣り合う高屈折率層１６１１と低屈折率層１６１２とのうち、基板１６２に近い高屈折率層１６１１とその次の（その上に積層される）低屈折率層１６１２との対であると定義される。

例えば、高屈折率層１６１１は、例えば、屈折率２．４のＴｉ０_２を用いることができ、低屈折率層１６１２は、例えば、屈折率１．４６のＳｉ０_２や屈折率１．６のＡｌ_２Ｏ_３や屈折率１．７のメルク社製のサブスタンスＭ２（Ａｌ_２Ｏ_３とＬａ_２Ｏ_３との混合物）等を用いることができる。このような誘電体の材料を用いた多層膜１６１の一例を挙げると、例えば、高屈折率層１６１１として屈折率２．４のＴｉ０_２を用いるとともに、低屈折率層１６１２として屈折率１．４６のＳｉ０_２を用いた場合、多層膜１６１は、ＳＨ／ＳＬが３以上であるカットオフ調整対を１３対備え、Δｎ×ｎＨ≧２．２６である。また例えば、高屈折率層１６１１として屈折率２．４のＴｉ０_２を用いるとともに、低屈折率層１６１２として屈折率１．７のメルク社製のサブスタンスＭ２を用いた場合、多層膜１６１は、ＳＨ／ＳＬが３以上であるカットオフ調整対を１８対備え、Δｎ×ｎＨ≧１．６８である。

そして、この撮像光学系１０では、例えば開口絞り等の光学絞り１８が第１レンズ１１の物体側に配置され、撮像光学系１０は、前絞り型である。さらに、この撮像光学系ユニット１の像側、すなわち、赤外線カットフィルタ１６の像側には、撮像素子１７が配置される。撮像素子１７は、この撮像光学系ユニット１の撮像光学系１０によって結像された被写体の光学像における光量に応じてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各成分の画像信号に光電変換して所定の画像処理回路（不図示）へ出力する素子である。撮像素子１７は、例えば、ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子である。これらによって物体側の被写体の光学像が、撮像光学系ユニット１によりその光軸ＡＸに沿って所定の倍率で撮像素子１７の受光面まで導かれ、撮像素子１７によって前記被写体の光学像が撮像される。

なお、赤外線カットフィルタ１６の物体側および像側の少なくとも一方にさらに平行平板状の光学素子が配置されてもよい。この平行平板状の光学素子は、例えば、赤外線カットフィルタを除く各種光学フィルタや、撮像素子１７のカバーガラス（シールガラス）等であってよい。この平行平板状の光学素子は、使用用途、撮像素子１７、カメラの構成等に応じて、適宜に配置される。

このような撮像光学系ユニット１の赤外線カットフィルタ１６は、条件式（Ｂ１）を満たすので、赤外線カット特性の入射角依存性は、低い。このため、撮像光学系ユニット１は、低入射角依存性の赤外線カット特性を持つ赤外線カットフィルタ１６を使用することによって、中心部と周辺部とで入射角の差が大きくても、赤外線カット特性が中心部と周辺部とで変化が小さくなり（赤外線カット量が略均一となり）、色ムラを低減することができる。

また、このような撮像光学系ユニット１の赤外線カットフィルタ１６は、条件式（Ｂ２）を満たすので、赤外線カット特性と生産性とを両立できる。前記条件式（Ｂ２）の下限を上回ることによって過剰に薄膜を積層する必要がなく赤外線カットフィルタの反りの防止や、歩留まりの低下を防止できる。一方、前記条件式（Ｂ２）の上限を下回ることで不要な赤外線が撮像素子に入射することを防止できる。

ここで、上述のように色ムラを低減することができる一方、赤外線カットフィルタ１６で反射した光が撮像光学系１０のレンズ面で反射するため、再度、赤外線カットフィルタ１６に戻る迷光の強度が一般的な赤外線カットフィルタ１６の場合よりも強くなってしまう。しかしながら、撮像光学系ユニット１は、条件式（Ａ１）を満たすので、迷光を中心部から遠くに離すことができ、また迷光の発生する画角が狭くなるため、実使用上の影響が問題とならない程度となる。

撮像光学系ユニット１は、前記条件式（Ａ１）の下限を上回ることによって、軸外における撮像光学系１０と赤外線カットフィルタ１６とで発生した迷光を光源の外側に移行させることができ、実用上、迷光を目立たなくできる。一方、撮像光学系ユニット１は、前記条件式（Ａ１）の上限を下回ることによって、テレセントリック性を高めることができ、色ムラの発生を低減できる。

このような作用効果を図４および図５を用いてさらに詳述する。まず、最も像側に配置される第５レンズ１５と赤外線カットフィルタとの距離による作用効果について説明すると、図４において、第５レンズ１５と赤外線カットフィルタとの距離が相対的に短い（近い）場合には、図４（Ｃ）に示すように、赤外線カットフィルタ１６で反射した反射光は、第５レンズ１５の像側面と赤外線カットフィルタ１６との間で多重反射を繰り返し、なかなか第５レンズ１５の像側面と赤外線カットフィルタ１６との間から出て行かない。一方、図４（Ｂ）から図４（Ａ）に示すように、第５レンズ１５と赤外線カットフィルタとの距離が離れる（遠くなる）に従って、すなわち、第５レンズ１５と赤外線カットフィルタとの距離が相対的に長い（遠い）場合には、赤外線カットフィルタ１６で反射した反射光は、第５レンズ１５の像側面と赤外線カットフィルタ１６との間で多重反射を繰り返すものの、その反射回数は、図４（Ｃ）に示す場合よりも少なく、第５レンズ１５の像側面と赤外線カットフィルタ１６との間から出て行き易い。このため、第５レンズ１５と赤外線カットフィルタとの距離が相対的に長い（遠い）方が、画像に含まれる近赤外線に起因する疑似色は、低減され、色むらの発生を低減できる。

次に、最も像側に配置される第５レンズ１５の像側面に有する変曲点Ｐの作用効果について説明すると、図５において、変曲点Ｐの光軸ＡＸからの距離ｈが相対的に長い（遠い）場合（Ｐ；Ｐ３）には、図５（Ａ）に示すように、赤外線カットフィルタ１６で反射した反射光は、第５レンズ１５の像側面と赤外線カットフィルタ１６との間で多重反射を繰り返し、なかなか第５レンズ１５の像側面と赤外線カットフィルタ１６との間から出て行かない。一方、図５（Ｂ）から図５（Ｃ）に示すように、変曲点Ｐが光軸ＡＸに近づくに従って、すなわち、変曲点Ｐの光軸ＡＸからの距離ｈが相対的に短い（近い）場合（Ｐ；Ｐ２→Ｐ１）には、赤外線カットフィルタ１６で反射した反射光は、第５レンズ１５の像側面と赤外線カットフィルタ１６との間で多重反射を繰り返すものの、その反射回数は、図５（Ａ）に示す場合よりも少なく、第５レンズ１５の像側面と赤外線カットフィルタ１６との間から出て行き易い。このため、変曲点Ｐの光軸ＡＸからの距離ｈが相対的に短い（近い）方が、画像に含まれる近赤外線に起因する疑似色は、低減され、色むらの発生を低減できる。

このように図４および図５に示す作用効果から、撮像光学系ユニット１は、前記条件式（Ａ１）を満たすことによって、迷光の排除と高テレセントリック性とを実現できる。

したがって、このような撮像光学系ユニット１は、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタ１６に起因する迷光の発生を低減することができる。

なお、上述の観点から、条件式（Ａ１）は、好ましくは、下記条件式（Ａ１ａ）であり、より好ましくは、下記条件式（Ａ１ｂ）である。
０．２４＜ｈ／ＴＬ＜０．３５ ・・・（Ａ１ａ）
０．２５＜ｈ／ＴＬ＜０．３２ ・・・（Ａ１ｂ）

また、この撮像光学系ユニット１は、撮像光学系１０における最も像側に配置されたレンズ（本実施形態では第５レンズ１５）と赤外線カットフィルタ１６との光軸上の距離をｄとした場合に、下記（Ａ２）の条件式を満たしている。条件式（Ａ２）は、前記距離ＴＬに対する、前記距離ｄの割合を規定する式であり、前記距離ＴＬで規格化した、最像側レンズからの赤外線カットフィルタの配置位置を規定する式である。
０．０５＜ｄ／ＴＬ＜ ０．１５ ・・・（Ａ２）

このような撮像光学系ユニット１では、条件式（Ａ２）の下限を上回ることによって、軸外における撮像光学系１０と赤外線カットフィルタ１６とで発生した迷光を中心部から外側に移行させることができ、迷光が発生した場合でも、赤外線カットフィルタ１６の像側に配置される撮像素子１７に到達することを防止できる。一方、撮像光学系ユニット１は、条件式（Ａ２）の上限を下回ることによって、赤外線カットフィルタ１６と撮像素子１７とが近くなり過ぎず、赤外線カットフィルタ１６に付着したゴミおよび傷等の映り込みを低減できる。

この上述の観点から、条件式（Ａ２）は、好ましくは、下記条件式（Ａ２ａ）であり、より好ましくは、下記条件式（Ａ２ｂ）である。
０．０７＜ｄ／ＴＬ＜ ０．１３ ・・・（Ａ２ａ）
０．０８＜ｄ／ＴＬ＜ ０．１２ ・・・（Ａ２ｂ）

また、この撮像光学系ユニット１において、撮像光学系１０は、受光面が前記所定の面となるように配置される撮像素子１７に入射する軸外主光線の最大角度をＣＲＡとした場合に、下記（Ａ３）の条件式を満たしている。
ＣＲＡ＞２４° ・・・（Ａ３）

このような撮像光学系ユニット１は、条件式（Ａ３）を満足することによって、その全長を短縮することができる。

この上述の観点から、条件式（Ａ３）は、好ましくは、下記条件式（Ａ３ａ）であり、より好ましくは、下記条件式（Ａ３ｂ）であり、さらにより好ましくは、下記条件式（３Ａｃ）である。
ＣＲＡ＞２６° ・・・（Ａ３ａ）
ＣＲＡ＞２８° ・・・（Ａ３ｂ）
ＣＲＡ＞３０° ・・・（Ａ３ｃ）

また、この撮像光学系ユニット１は、撮像光学系１０の最も像側に配置されるレンズ、本実施形態では第５レンズ１５は、負の屈折力を有している。

このような撮像光学系ユニット１は、変曲点Ｐを有する最も像側のレンズが近軸で負の屈折力を持つことによって、光軸ＡＸから垂直方向に離れるに従って負の屈折力が弱くなるため、テレセントリック性を高めることができる。この結果、撮像光学系ユニット１は、赤外線カットフィルタ１６への光線入射角を小さくすることができ、色ムラによる画像の劣化を低減することができる。

また、この撮像光学系ユニット１において、撮像光学系１０は、最も像側の面（本実施形態では第５レンズ１５の像側面）の近軸における曲率半径をＲ_ＬＡＳＴとした場合に、下記（Ａ４）の条件式を満たしている。条件式（Ａ４）は、前記距離ＴＬに対する、前記近軸曲率半径Ｒ_ＬＡＳＴの割合を規定する式であり、前記距離ＴＬで規格化した、最像側面の近軸での面形状を規定する式である。
０．１＜Ｒ_ＬＡＳＴ／ＴＬ＜０．７ ・・・（Ａ４）

このような撮像光学系ユニット１は、条件式（Ａ４）の下限を上回ることによって、テレセントリック性を高めることができる。一方、撮像光学系ユニット１は、条件式（Ａ４）の上限を下回ることによって、赤外線カットフィルタ１６から撮像光学系１０における最も像側の面を離すことができる。このため、より赤外線カットフィルタ１６と前記最像側レンズ（最終レンズ）とで発生した迷光が、赤外線カットフィルタ１６の像側に配置される撮像素子１７に戻ってくることをより防止できる。

この上述の観点から、条件式（Ａ４）は、好ましくは、下記条件式（Ａ４ａ）である。
０．２＜Ｒ_ＬＡＳＴ／ＴＬ＜０．６ ・・・（Ａ４ａ）

また、この撮像光学系ユニット１において、光学絞り１８は、開口絞りであり、撮像光学系１０は、この開口絞り１８から結像位置までの距離（平行平板は空気換算長）をＴ_ＡＰＥとした場合に、下記（Ａ５）の条件式を満たしている。条件式（Ａ５）は、前記距離ＴＬに対する、前記距離Ｔ_ＡＰＥの割合を規定する式であり、前記距離ＴＬで規格化した、開口絞り１８の配置位置を規定する式である。
０．８＜Ｔ_ＡＰＥ／ＴＬ＜１．１ ・・・（Ａ５）

このような撮像光学系ユニット１は、条件式（Ａ５）の下限を上回ることによって、テレセントリック性を高めることができる。一方、撮像光学系ユニット１は、前記条件式（Ａ５）の上限を下回ることによって、開口絞りと撮像光学系１０のレンズとの距離が離れ過ぎず、軸外光線のコマ収差等の収差補正の不足を防止できる。

この上述の観点から、条件式（Ａ５）は、好ましくは、下記条件式（Ａ５ａ）である。
０．９＜Ｔ_ＡＰＥ／ＴＬ＜１ ・・・（Ａ５）

また、この撮像光学系ユニット１において、撮像光学系１０は、当該撮像光学系１０の全系の近軸における合成焦点距離をＦＬとした場合に、下記（Ａ６）の条件式を満たしている。条件式（Ａ６）は、前記距離ＴＬに対する、前記合成焦点距離ＦＬの割合を規定する式である。
０．８＜ＴＬ／ＦＬ＜１．４ ・・・（Ａ６）

このような撮像光学系ユニット１は、条件式（Ａ６）の下限を上回ることによって、収差の発生が低減でき、より少ない枚数のレンズで撮像光学系１０を構成することができる。一方、撮像光学系ユニット１は、前記条件式（Ａ６）の上限を下回ることによって、小型化できる。

この上述の観点から、条件式（Ａ６）は、好ましくは、下記条件式（Ａ６ａ）であり、より好ましくは、下記条件式（Ａ６ｂ）である。
０．８＜ＴＬ／ＦＬ＜１．３ ・・・（Ａ６ａ）
０．８＜ＴＬ／ＦＬ＜１．２ ・・・（Ａ６ｂ）

また、この撮像光学系ユニット１では、撮像光学系１０に含まれるレンズ（本実施形態では第１ないし第５レンズ）は、全て、樹脂材料で形成されている。

近年では、固体撮像素子は、その全体がさらなる小型化が要請されており、同じ画素数の固体撮像素子であってもその画素ピッチが小さく、その結果、撮像面サイズが小さくなってきている。このような撮像面サイズの小さい固体撮像素子向けの撮像光学系ユニット１は、その全系の焦点距離を比較的短くする必要があるため、各レンズの曲率半径や外径がかなり小さくなってしまう。したがって、このような撮像光学系ユニット１の撮像光学系１０は、射出成形により製造される樹脂材料性レンズで全てのレンズを構成することによって、手間のかかる研磨加工によって製造されるガラスレンズと比較すれば、曲率半径や外径の小さなレンズであっても安価に大量に生産することが可能となる。また、樹脂材料製レンズは、プレス温度を低くすることができることから、成形金型の損耗を抑えることができ、その結果、成形金型の交換回数やメンテナンス回数が減少し、コスト低減を図ることができる。

また、この撮像光学系ユニット１において、赤外線カットフィルタ１６は、０度入射で入射した入射光における波長４５０ｎｍから６００ｎｍまでの平均反射率をＲＣ（０、４５０〜６００）とした場合に、下記（Ｂ３）の条件式を満たしている。
ＲＣ（０、４５０〜６００）≦１０％ ・・・（Ｂ３）

このような撮像光学系ユニット１は、赤外線カットフィルタ１６が条件式（Ｂ３）を満たすことによって、像側に配置される撮像素子１７に到達する光量の低下を防止するができ、赤外線カットフィルタ１６と撮像光学系１０における最も像側のレンズ（本実施形態では第５レンズ１５）との間または赤外線カットフィルタ１６と撮像素子１７との間で発生する迷光の強度を低減できる。

また、この撮像光学系ユニット１において、赤外線カットフィルタ１６における、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長λ（０、５０；６００〜７００）は、少なくとも一度（少なくとも１回）６５０±２５ｎｍとなっている。

このような撮像光学系ユニット１は、像側に配置される撮像素子１７に不要な赤外線が入射されることを防止でき、赤外かぶり（黒いものを撮影した場合に、黒く映らない現象）を防止できる。

また、この撮像光学系ユニット１において、赤外線カットフィルタ１６は、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が７５％となる波長をλ（０、７５；６００〜７００）とし、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、３０度入射で入射した入射光の反射率が７５％となる波長をλ（３０、７５；６００〜７００）とした場合に、下記（Ｂ４）の条件式を満たしている。条件式（Ｂ４）は、反射率が７５％である場合において、波長の違いによる反射率の入射角に対する依存度合いを規定する式である。
｜λ（０、７５；６００〜７００）−λ（３０、７５；６００〜７００）｜≦２０ｎｍ ・・・（Ｂ４）

このような撮像光学系ユニット１は、赤外線カットフィルタ１６が条件式（Ｂ４）を満たすことによって、色むらをより低減することができる。

また、この撮像光学系ユニット１において、赤外線カットフィルタ１６は、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が２５％となる波長をλ（０、２５；６００〜７００）とし、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、３０度入射で入射した入射光の反射率が２５％となる波長をλ（３０、２５；６００〜７００）とした場合に、下記（Ｂ５）の条件式を満たしている。条件式（Ｂ５）は、反射率が２５％である場合において、波長の違いによる反射率の入射角に対する依存度合いを規定する式である。
｜λ（０、２５；６００〜７００）−λ（３０、２５；６００〜７００）｜≦２０ｎｍ ・・・（Ｂ５）

このような撮像光学系ユニット１は、赤外線カットフィルタ１６が条件式（Ｂ５）を満たすことによって、色むらをより低減することができる。

また、この撮像光学系ユニット１において、赤外線カットフィルタ１６は、近軸における赤外線カットフィルタ１６の厚さをＴ_ＩＲとした場合に、下記（Ｂ６）の条件式を満たしている。条件式（Ｂ６）は、前記距離ＴＬに対する、前記赤外線カットフィルタ１６の厚さＴ_ＩＲの割合を規定する式であり、前記距離ＴＬで規格化した、前記赤外線カットフィルタ１６の厚さを規定する式である。
０．０１＜Ｔ_ＩＲ／ＴＬ＜０．１ ・・・（Ｂ６）

このような撮像光学系ユニット１では、条件式（Ｂ６）の下限を上回ることによって、赤外線カットフィルタ１６の機械的な強度を確保することができ、生産性の低下を防止できる。一方、撮像光学系ユニット１では、前記条件式（７）の上限を下回ることによって、光軸上の光線と、軸外の光線との光路長差を小さくすることができ、像面湾曲収差の発生を低減することができる。また、その全長が大きくなり過ぎることを防止することができる。

この上述の観点から、条件式（Ｂ６）は、好ましくは、下記条件式（Ｂ６ａ）であり、より好ましくは、下記条件式（Ｂ６ｂ）である。
０．０２＜Ｔ_ＩＲ／ＴＬ＜０．０５ ・・・（Ｂ６ａ）
０．０２＜Ｔ_ＩＲ／ＴＬ＜０．０３ ・・・（Ｂ６ｂ）

また、この撮像光学系ユニット１において、赤外線カットフィルタ１６は、ガラス基板上に形成されている。このような撮像光学系ユニット１は、赤外線カットフィルタ１６となる多層膜１６１をガラス基板１６２上に形成することによって、赤外線カット機能を有する薄膜の信頼性を高めることができる。このため、薄膜の材料の自由度を高めることができるから、より特性の高い、赤外線カットフィルタ１６を実現できるようになる。

なお、上述の撮像光学系ユニット１の撮像光学系１０は、５枚構成であるが、これに限定されず、３枚構成、４枚あるいは６枚構成であってもよい。そして、好ましくは、撮像光学系１０は、４枚以上のレンズを備える。このような撮像光学系ユニット１は、４枚以上のレンズで構成されることによって、諸収差の発生を低減し、高画素な固体撮像素子に対応できる。

また、上述の撮像光学系ユニット１の撮像光学系１０において、樹脂材料製レンズを用いる場合では、プラスチック（樹脂材料）中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したレンズであることが好ましい。

一般に透明な樹脂材料に微粒子を混合させると、光が散乱し透過率が低下するので、光学材料として使用することが困難であったが、微粒子の大きさを透過光束の波長よりも小さくすることによって、光は、実質的に散乱しない。そして、樹脂材料は、温度上昇に伴って屈折率が低下してしまうが、無機粒子は、逆に、温度上昇に伴って屈折率が上昇する。このため、このような温度依存性を利用して互いに打ち消し合うように作用させることで、温度変化に対して屈折率変化がほとんど生じないようにすることができる。より具体的には、母材となる樹脂材料に最大長で３０ナノメートル以下の無機微粒子を分散させることによって、屈折率の温度依存性を低減した樹脂材料となる。例えば、アクリルに酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）の微粒子を分散させる。これら上述の撮像光学系１において、比較的屈折力の大きなレンズ、またはすべてのレンズに、このような無機粒子を分散させた樹脂材料を用いることにより、撮像光学系１０全系の温度変化時の像点位置変動を小さく抑えることが可能となる。

このような無機微粒子を分散させた樹脂材料製レンズは、以下のように成形されることが好ましい。

屈折率の温度変化について説明すると、屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）は、ローレンツ・ローレンツの式に基づいて、屈折率ｎを温度Ｔで微分することによって式Ｆａで表される。
ｎ（Ｔ）＝（（ｎ^２＋２）×（ｎ^２−１））／６ｎ×（−３α＋（１／［Ｒ］）×（∂［Ｒ］／∂Ｔ）） ・・・（Ｆａ）
ただし、αは、線膨張係数であり、［Ｒ］は、分子屈折である。

樹脂材料の場合では、一般に、屈折率の温度依存性に対する寄与は、式Ｆａ中の第１項に較べて第２項が小さく、ほぼ無視することができる。例えば、ＰＭＭＡ樹脂の場合では、線膨張係数αは、７×１０^−５であって、式Ｆａに代入すると、ｎ（Ｔ）＝−１２×１０^−５（／℃）となり、実測値と略一致する。

具体的には、従来は、−１２×１０^−５［／℃］程度であった屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）を、絶対値で８×１０^−５［／℃］未満に抑えることが好ましい。さらに好ましくは、絶対値で６×１０^−５［／℃］未満にすることである。

よって、このような樹脂材料としては、ポリオレフィン系の樹脂材料やポリカーボネート系の樹脂材料やポリエステル系の樹脂材料が好ましい。ポリオレフィン系の樹脂材料では、屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）は、約−１１×１０^−５（／℃）となり、ポリカーボネート系の樹脂材料では、屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）は、約−１４×１０^−５（／℃）となり、そして、ポリエステル系の樹脂材料では、屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）は、約−１３×１０^−５（／℃）となる。

＜撮像光学系ユニットを組み込んだデジタル機器の説明＞
次に、上述の撮像光学系ユニット１が組み込まれたデジタル機器について説明する。

図６は、実施形態におけるデジタル機器の構成を示すブロック図である。デジタル機器３は、例えば、図６に示すように、撮像機能のために、撮像部３０、画像生成部３１、画像データバッファ３２、画像処理部３３、駆動部３４、制御部３５、記憶部３６およびインタフェース部（Ｉ／Ｆ部）３７を備える。デジタル機器３として、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ（モニタカメラ）、携帯電話機や携帯情報端末（ＰＤＡ）等の携帯端末、パーソナルコンピュータおよびモバイルコンピュータが挙げられ、これらの周辺機器（例えば、マウス、スキャナおよびプリンタなど）が含まれてもよい。特に、本実施形態の撮像光学系ユニット１は、携帯電話機や携帯情報端末（ＰＤＡ）等の携帯端末に搭載する上で充分にコンパクト化されており、この携帯端末に好適に搭載される。

撮像部３０は、撮像装置２１の一例であり、撮像レンズとして機能する図１に示したような撮像光学系ユニット１と、撮像素子１７とを備える。撮像光学系ユニット１は、上述したように、撮像光学系１０と赤外線カットフィルタ１６とを備え、そして、本実施形態では、撮像光学系１０には、光軸方向にフォーカスのためのレンズを駆動してフォーカシングを行うための図略のレンズ駆動装置等を備えている。被写体からの光線は、撮像光学系ユニット１の撮像光学系１０によって撮像素子１７の受光面上に結像され、被写体の光学像となる。

撮像素子１７は、上述したように、撮像光学系ユニット１の撮像光学系１０により結像された被写体の光学像をＲ，Ｇ，Ｂの色成分の電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号として画像生成部３１に出力する。撮像素子１７は、制御部３５によって静止画あるいは動画のいずれか一方の撮像、または、撮像素子１７における各画素の出力信号の読出し（水平同期、垂直同期、転送）等の撮像動作が制御される。

画像生成部３１は、撮像素子１７からのアナログ出力信号に対し、増幅処理、デジタル変換処理等を行うと共に、画像全体に対して適正な黒レベルの決定、γ補正、ホワイトバランス調整（ＷＢ調整）、輪郭補正および色ムラ補正等の周知の画像処理を行って、画像信号から画像データを生成する。画像生成部３１で生成された画像データは、画像データバッファ３２に出力される。

画像データバッファ３２は、画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対し画像処理部３３によって後述の処理を行うための作業領域として用いられるメモリであり、例えば、揮発性の記憶素子であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などで構成される。

画像処理部３３は、画像データバッファ３２の画像データに対し、解像度変換等の所定の画像処理を行う回路である。

また、必要に応じて画像処理部３３は、撮像素子１７の受光面上に形成される被写体の光学像における歪みを補正する公知の歪み補正処理等の、撮像光学系ユニット１の撮像光学系１０では補正しきれなかった収差を補正するように構成されてもよい。歪み補正は、収差によって歪んだ画像を肉眼で見える光景と同様な相似形の略歪みのない自然な画像に補正するものである。このように構成することによって、撮像光学系１０によって撮像素子１７へ導かれた被写体の光学像に歪みが生じていたとしても、略歪みのない自然な画像を生成することが可能となる。また、このような歪みを情報処理による画像処理で補正する構成では、特に、歪曲収差を除く他の諸収差だけを考慮すればよいので、撮像光学系１０の設計の自由度が増し、設計がより容易となる。また、このような歪みを情報処理による画像処理で補正する構成では、特に、像面に近いレンズによる収差負担が軽減されるため、射出瞳位置の制御が容易となり、レンズ形状を加工性の良い形状にすることができる。

また、必要に応じて画像処理部３３は、撮像素子１７の受光面上に形成される被写体の光学像における周辺照度落ちを補正する公知の周辺照度落ち補正処理を含んでもよい。デジタル機器３は、このような周辺照度落ち補正処理をさらに備えることによって、より良好な画像を得ることができる。周辺照度落ち補正（シェーディング補正）は、周辺照度落ち補正を行うための補正データを予め記憶しておき、撮影後の画像（画素）に対して補正データを乗算することによって実行される。周辺照度落ちが主に撮像素子１７における感度の入射角依存性、レンズの口径食およびコサイン４乗則等によって生じるため、前記補正データは、これら要因によって生じる照度落ちを補正するような所定値に設定される。このように構成することによって、撮像光学系ユニット１の撮像光学系１０によって撮像素子１７へ導かれた被写体の光学像に周辺照度落ちが生じていたとしても、周辺まで充分な照度を持った画像を生成することが可能となる。

駆動部３４は、制御部３５から出力される制御信号に基づいて図略の前記レンズ駆動装置を動作させることによって、所望のフォーカシングを行わせるように撮像光学系ユニット１の撮像光学系１０におけるフォーカスのためのレンズを駆動する。

制御部３５は、例えばマイクロプロセッサおよびその周辺回路などを備えて構成され、撮像部３０、画像生成部３１、画像データバッファ３２、画像処理部３３、駆動部３４、記憶部３６およびＩ／Ｆ部３７の各部の動作をその機能に従って制御する。すなわち、この制御部３５によって、撮像装置２１は、被写体の静止画撮影および動画撮影の少なくとも一方の撮影を実行するよう制御される。

記憶部３６は、被写体の静止画撮影または動画撮影によって生成された画像データを記憶する記憶回路であり、例えば、不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や、書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や、ＲＡＭなどを備えて構成される。つまり、記憶部３６は、静止画用および動画用のメモリとしての機能を有する。

Ｉ／Ｆ部３７は、外部機器と画像データを送受信するインタフェースであり、例えば、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４などの規格に準拠したインタフェースである。

このような構成のデジタル機器３の撮像動作に次について説明する。

静止画を撮影する場合は、制御部３５は、撮像部３０（撮像装置２１）に静止画の撮影を行わせるように制御すると共に、駆動部３４を介して撮像部３０の図略の前記レンズ駆動装置を動作させ、全玉を移動させることによってフォーカシングを行う。これにより、ピントの合った光学像が撮像素子１７の受光面に周期的に繰り返し結像され、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に変換された後、画像生成部３１に出力される。その画像信号は、画像データバッファ３２に一時的に記憶され、画像処理部３３により画像処理が行われた後、その画像信号に基づく画像がディスプレイ（不図示）に表示される。そして、撮影者は、前記ディスプレイを参照することで、主被写体をその画面中の所望の位置に収まるように調整することが可能となる。この状態でいわゆるシャッターボタン（不図示）が押されることによって、静止画用のメモリとしての記憶部３６に画像データが格納され、静止画像が得られる。

また、動画撮影を行う場合は、制御部３５は、撮像部３０に動画の撮影を行わせるように制御する。後は、静止画撮影の場合と同様にして、撮影者は、前記ディスプレイ（不図示）を参照することで、撮像部３０を通して得た被写体の像が、その画面中の所望の位置に収まるように調整することができる。前記シャッターボタン（不図示）が押されることによって、動画撮影が開始される。そして、動画撮影時、制御部３５は、撮像部３０に動画の撮影を行わせるように制御すると共に、駆動部３４を介して撮像部３０の図略の前記レンズ駆動装置を動作させ、フォーカシングを行う。これによって、ピントの合った光学像が撮像素子１７の受光面に周期的に繰り返し結像され、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に変換された後、画像生成部３１に出力される。その画像信号は、画像データバッファ３２に一時的に記憶され、画像処理部３３により画像処理が行われた後、その画像信号に基づく画像がディスプレイ（不図示）に表示される。そして、もう一度前記シャッターボタン（不図示）を押すことで、動画撮影が終了する。撮影された動画像は、動画用のメモリとしての記憶部３６に導かれて格納される。

このようなデジタル機器３や撮像装置２１（撮像部３０）は、小型化および低コスト化を図りつつ、色ムラを低減し、赤外線カットフィルタ１６に起因する迷光の発生を低減することができる撮像光学系ユニット１を用いるので、小型化、低コスト化および高画質化を図ることができる。すなわち、小型、低コストおよび色ムラの低減した高画質なデジタル機器３や撮像装置２１（撮像部３０）が提供される。このため、薄型化が進む携帯電話機、特に、いわゆるスマートフォンに好適である。その一例として、携帯電話機に撮像装置２１を搭載した場合について、以下に説明する。

図７は、デジタル機器の一実施形態を示すカメラ付携帯電話機の外観構成図である。図７（Ａ）は、携帯電話機の操作面を示し、図７（Ｂ）は、操作面の裏面、つまり背面を示す。

携帯電話機５は、例えば、図７に示すように、所定の情報を表示する表示部５１と、所定の指示の入力を受け付ける入力操作部５２と、携帯電話網を用いて通信を行って電話機能を実現する図略の通信部５３と、図６に示す各部３０〜３７と、これら各部５１〜５３、３０〜３７を収納する薄い板状の筐体ＨＳとを備えている。筐体ＨＳの一方主面（表面）には、表示部５１における長方形の表示面が臨み、表示面の一方端側（下側）には、入力操作部５２が配設されている。表示部５１の表示面には、前記表示面に指先あるいはペンで触れることによって入力を受け付けるタッチパネルが備えられ、入力操作部５２で入力することができない指示の入力が、タッチパネルと表示部５１に表示される情報と合わせることによって実現されている。例えば、表示部５１には、画像撮影モードの起動ボタン、静止画撮影と動画撮影との切り替えを行う画像撮影ボタンおよびシャッタボタン等が表示され、表示されたボタンの位置の表示面を触れることで、当該ボタンが示す指示が携帯電話機５に入力される。なお、前記タッチパネルは、いわゆる静電容量方式等の公知の方式のものであってよい。そして、筐体ＨＳの他方主面（裏面）には、撮像部３０（撮像装置２１）が臨んでいる。

このような携帯電話機５では、前記画像撮影モードの起動ボタンが操作されると、その操作内容を表す制御信号が制御部３５へ出力され、制御部３５は、画像撮影の機能を起動し、また、前記画像撮影ボタンが操作されると、その操作内容を表す制御信号が制御部３５へ出力され、制御部３５は、静止画撮影モードの起動、実行や、動画撮影モードの起動、実行等の、その操作内容に応じた動作を実行する。そして、前記シャッタボタンが操作されると、その操作内容を表す制御信号が制御部３５へ出力され、制御部３５は、静止画撮影や動画撮影等の、その操作内容に応じた動作を実行する。

＜撮像光学系のより具体的な実施形態の説明＞
以下、図１に示したような撮像光学系ユニット１の具体的な構成を、図面を参照しつつ説明する。なお、下記に示す撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｇは、図６および図７にそれぞれ示したようなデジタル機器３および携帯電話機５に搭載される撮像装置２１に備えられる。

図８ないし図１３は、実施例１ないし実施例６における撮像光学系ユニットにおけるレンズおよび赤外線カットフィルタの配列を示す断面図である。

実施例１〜６の撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｆは、図８ないし図１３のそれぞれに示すように、大略、被写体の光学像を所定の面上に形成する撮像光学系ＬＳ（ＬＳａ〜ＬＳｆ）と、撮像光学系ＬＳの像側に配置される赤外線カットフィルタＦＬとを備えている。撮像光学系ＬＳは、物体側から像側へ順に配置される複数のレンズＬｎを備え、フォーカシング（ピント合わせ）の際には、これら複数のレンズＬｎは、全玉繰り出しで光軸方向ＡＸに一体で移動する（ｎ＝１、２、３、・・・）。そして、撮像光学系ＬＳは、最も像側に配置され、光軸ＡＸに沿ったレンズ断面の輪郭線において光軸ＡＸの交点から有効領域端に向かった場合に少なくとも１箇所の変曲点を有する非球面を持つレンズＬｍを備える（ｍは、物体側から像側へ順に各レンズに番号を付した場合の最大値）。

これら実施例１〜６の撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｆにおいて、実施例１〜５の撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｅの撮像光学系ＬＳａ〜ＬＳｅは、５枚の第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５から構成されている。これら実施例１〜５の撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｅの撮像光学系ＬＳａ〜ＬＳｅでは、その第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５の屈折力は、正負正正負である。一方、実施例６の撮像光学系ユニット１Ｆの撮像光学系は、４枚の第１ないし第４レンズＬ１〜Ｌ４から構成されている。この実施例６の撮像光学系ユニット１Ｆの撮像光学系ＬＳｆでは、その第１ないし第４レンズＬ１〜Ｌ４の屈折力は、正負正負である。

より詳しくは、各実施例１〜６の撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｆにおける撮像光学系ＬＳａ〜ＬＳｆは、複数のレンズＬｎが物体側から像側へ順に配置され、次のように構成されている。

まず、実施例１の撮像光学系ユニット１Ａにおける撮像光学系ＬＳａの場合について説明すると、第１レンズＬ１は、正の屈折力を有する両凸の正レンズであり、第２レンズＬ２は、負の屈折力を有し像側に凹である負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は、正の屈折力を有し物体側に凸である片平の正レンズであり、第４レンズＬ４は、正の屈折力を有し両凸の正レンズであり、そして、第５レンズＬ５は、負の屈折力を有し両凹の負レンズである。

実施例２の撮像光学系ユニット１Ｂにおける撮像光学系ＬＳｂの場合について説明すると、実施例２の撮像光学系ユニット１Ｂにおける撮像光学系ＬＳｂは、実施例１の撮像光学系ユニット１Ａにおける撮像光学系ＬＳａに対し、第１レンズＬ１が異なっている。すなわち、実施例２の撮像光学系ユニット１Ｂにおける撮像光学系ＬＳｂの第１レンズＬ１は、正の屈折力を有し物体側に凸である正メニスカスレンズであり、そして、第２ないし第５レンズＬ２〜Ｌ５は、それぞれ、実施例１の撮像光学系ユニット１Ａにおける撮像光学系ＬＳａの第２ないし第５レンズＬ２〜Ｌ５と同様である。

実施例３の撮像光学系ユニット１Ｃにおける撮像光学系ＬＳｃの場合について説明すると、実施例３の撮像光学系ユニット１Ｃにおける撮像光学系ＬＳｃは、実施例１の撮像光学系ユニット１Ａにおける撮像光学系ＬＳａに対し、第４レンズＬ４が異なっている。すなわち、実施例３の撮像光学系ユニット１Ｃにおける撮像光学系ＬＳｃの第４レンズＬ４は、正の屈折力を有し像側に凸である正メニスカスレンズであり、そして、第１ないし第３レンズＬ１〜Ｌ３および第５レンズＬ５は、それぞれ、実施例１の撮像光学系ユニット１Ａにおける撮像光学系ＬＳａの第１ないし第３レンズＬ１〜Ｌ３および第５レンズＬ５と同様である。

実施例４の撮像光学系ユニット１Ｄにおける撮像光学系ＬＳｄの場合について説明すると、実施例２の撮像光学系ユニット１Ｂにおける撮像光学系ＬＳｄは、実施例１の撮像光学系ユニット１Ａにおける撮像光学系ＬＳａに対し、第４および第５レンズＬ４、Ｌ５が異なっている。すなわち、実施例４の撮像光学系ユニット１Ｄにおける撮像光学系ＬＳｄの第４レンズＬ４は、正の屈折力を有し像側に凸である正メニスカスレンズであり、その第５レンズＬ５は、負の屈折力を有し像側に凹である負メニスカスレンズであり、そして、その第１ないし第３レンズＬ１〜Ｌ３は、それぞれ、実施例１の撮像光学系ユニット１Ａにおける撮像光学系ＬＳａの第１ないし第３レンズＬ１〜Ｌ３と同様である。

実施例５の撮像光学系ユニット１Ｅにおける撮像光学系ＬＳｅの場合について説明すると、実施例５の撮像光学系ユニット１Ｅにおける撮像光学系ＬＳｅは、実施例１の撮像光学系ユニット１Ａにおける撮像光学系ＬＳａに対し、第３ないし第５レンズＬ３〜Ｌ５が異なっている。すなわち、実施例５の撮像光学系ユニット１Ｅにおける撮像光学系ＬＳｅの第３レンズＬ３は、正の屈折力を有し両凸の正レンズであり、その第４レンズＬ４は、正の屈折力を有し像側に凸である正メニスカスレンズであり、その第５レンズＬ５は、負の屈折力を有し像側に凹である負メニスカスレンズであり、そして、その第１および第２レンズＬ１、Ｌ２は、それぞれ、実施例１の撮像光学系ユニット１Ａにおける撮像光学系ＬＳａの第１および第２レンズＬ１、Ｌ２と同様である。

これら実施例１〜５の撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｅの撮像光学系ＬＳａ〜ＬＳｅにおいて、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５の５枚全てが樹脂材料製レンズであり、両面が非球面であるレンズである。

そして、実施例６の撮像光学系ユニット１Ｆにおける撮像光学系ＬＳｆの場合について説明すると、第１レンズＬ１は、正の屈折力を有する両凸の正レンズであり、第２レンズＬ２は、負の屈折力を有し像側に凹である負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は、正の屈折力を有し像側に凸である正メニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は、負の屈折力を有し両凹の負レンズである。これら第１ないし第４レンズＬ１〜Ｌ４の４枚全てが樹脂材料製レンズであり、両面が非球面であるレンズである。

実施例１〜４、６の撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｄ、１Ｆにおける撮像光学系ＬＳａ〜ＬＳｄ、ＬＳｆでは、光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１の物体側に配置され、実施例１〜４、６の撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｄにおける撮像光学系ＬＳａ〜ＬＳｄ、ＬＳｆは、前絞り型である。一方、実施例５の撮像光学系ユニット１Ｅにおける撮像光学系ＬＳｅでは、光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間（第１レンズＬ１の像側）に配置され、実施例５の撮像光学系ユニット１Ｅにおける撮像光学系ＬＳｅは、中絞り型である。光学絞りＳＴは、各実施例１〜６の場合において、開口絞りやメカニカルシャッタや可変絞りであってよい。

そして、各実施例１〜６の場合において、最も像側に配置されるレンズＬの像側には、赤外線カットフィルタＦＬおよび撮像素子ＩＳの受光面が配置されている。なお、この赤外線カットフィルタＦＬと撮像素子ＩＳとの間には、平行平板ＦＴがさらに配置されてもよい。すなわち、この赤外線カットフィルタＦＬの像側には、平行平板ＦＴを介して撮像素子ＩＳの受光面が配置されてもよい。平行平板ＦＴは、撮像素子ＩＳのカバーガラス等である。また、赤外線カットフィルタＦＬがこのような平行平板ＦＴを兼ねてもよい。

図８ないし図１３の各図において、各レンズ面に付されている番号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）は、物体側から数えた場合のｉ番目のレンズ面（ただし、レンズの接合面は１つの面として数えるものとする）であり、ｒｉに「＊」印が付されている面は、非球面であることを示す。なお、光学絞りＳＴの面および赤外線カットフィルタＦＴの両面も１つの面として扱っている。このような取り扱いおよび符号の意義は、各実施例についても同様である。ただし、全く同一のものであるという意味ではなく、例えば、各実施例の各図を通じて、最も物体側に配置されるレンズ面には、同じ符号（ｒ１）が付されているが、後述のコンストラクションデータに示すように、これらの曲率等が各実施例１〜６を通じて同一であるという意味ではない。

このような構成の下で、実施例１〜４の撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｄでは、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に光学絞りＳＴ、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５および赤外線カットフィルタＦＴを通過し、撮像素子ＩＳの受光面に物体の光学像を形成する。実施例５の撮像光学系ユニット１Ｅでは、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に第１レンズＬ１、光学絞りＳＴ、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５および赤外線カットフィルタＦＴを通過し、撮像素子ＩＳの受光面に物体の光学像を形成する。実施例６の撮像光学系ユニット１Ｆでは、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に光学絞りＳＴ、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および赤外線カットフィルタＦＴを通過し、撮像素子ＩＳの受光面に物体の光学像を形成する。

そして、各実施例１〜６の撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｆにおいて、撮像素子ＩＳでは、光学像が電気的な信号に変換される。この電気信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理などが施され、デジタル映像信号として例えばデジタルカメラ等のデジタル機器のメモリに記録されたり、インタフェースを介して有線あるいは無線の通信によって他のデジタル機器に伝送されたりする。

各実施例１〜６の撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｆにおける、各レンズのコンストラクションデータは、次の通りである。

まず、実施例１の撮像光学系ユニット１Ａにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。

数値実施例１
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ ＥＲ
物面 ∞ ∞
１（絞り） ∞ -0.09 0.80
２＊ 1.645 0.57 1.54470 56.2 0.82
３＊ -11.658 0.05 0.88
４＊ 12.574 0.23 1.63470 23.9 0.91
５＊ 2.475 0.48 0.98
６＊ 18.510 0.44 1.54470 56.2 1.08
７＊ ∞ 0.42 1.21
８＊ 5.521 0.64 1.54470 56.2 1.50
９＊ -1.426 0.29 1.85
１０＊ -1.269 0.40 1.53180 56.0 2.20
１１＊ 2.535 0.35 2.47
１２ ∞ 0.11 1.51630 64.1 3.25
１３ ∞ 3.25
像面 ∞
非球面データ
第２面
Ｋ＝-0.27769E+00，Ａ４＝-0.68528E-02，Ａ６＝0.12891E-02，Ａ８＝-0.98655E-01，Ａ１０＝0.16398E+00，Ａ１２＝-0.13995E+00
第３面
Ｋ＝-0.22154E+02，Ａ４＝0.10290E-02，Ａ６＝0.13335E-01，Ａ８＝-0.14877E+00，Ａ１０＝0.71149E-01
第４面
Ｋ＝0.12154E+02，Ａ４＝0.71037E-03，Ａ６＝0.13210E+00，Ａ８＝-0.28145E+00，Ａ１０＝0.18485E+00
第５面
Ｋ＝-0.77784E+01，Ａ４＝0.60125E-01，Ａ６＝0.14738E+00，Ａ８＝-0.38635E+00，Ａ１０＝0.73933E+00，Ａ１２＝-0.84820E+00，Ａ１４＝0.52238E+00，Ａ１６＝-0.11796E+00
第６面
Ｋ＝0.29493E+02，Ａ４＝-0.12207E+00，Ａ６＝0.39507E-01，Ａ８＝-0.98768E-01，Ａ１０＝0.16396E+00，Ａ１２＝-0.59511E-01
第７面
Ａ４＝-0.15140E+00，Ａ６＝0.18333E-01，Ａ８＝-0.16851E+00，Ａ１０＝0.39030E+00，Ａ１２＝-0.42426E+00，Ａ１４＝0.25506E+00，Ａ１６＝-0.59403E-01
第８面
Ｋ＝0.10194E+02，Ａ４＝-0.37281E-01，Ａ６＝0.56659E-01，Ａ８＝-0.12826E+00，Ａ１０＝0.39871E-01，Ａ１２＝-0.11391E-02
第９面
Ｋ＝-0.90913E+01，Ａ４＝-0.76083E-01，Ａ６＝0.30313E+00，Ａ８＝-0.34490E+00，Ａ１０＝0.16212E+00，Ａ１２＝-0.34528E-01，Ａ１４＝0.27647E-02
第１０面
Ｋ＝-0.10577E+01，Ａ４＝0.11176E+00，Ａ６＝-0.10934E+00，Ａ８＝0.67127E-01，Ａ１０＝-0.18958E-01，Ａ１２＝0.25329E-02，Ａ１４＝-0.13094E-03
第１１面
Ｋ＝-0.25722E+02，Ａ４＝-0.53602E-01，Ａ６＝0.11650E-01，Ａ８＝-0.81090E-03，Ａ１０＝-0.29059E-03，Ａ１２＝0.38711E-04
各種データ
焦点距離（ｆ） 3.59（ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.26
半画角（ｗ） 40.0（度）
像高（最大）（２Ｙ） 6.1（ｍｍ）
バックフォーカス（Ｂｆ） 0.32（ｍｍ）
レンズ全長（ＴＴＬ） 4.26（ｍｍ）
ＥＮＴＰ 0（ｍｍ）
ＥＸＴＰ -2.03（ｍｍ）
Ｈ１ -1.91（ｍｍ）
Ｈ２ -3.27（ｍｍ）
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 2.687
第２レンズＬ２ -4.897
第３レンズＬ３ 33.982
第４レンズＬ４ 2.149
第５レンズＬ５ -1.534

次に、実施例２の撮像光学系ユニット１Ｂにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。

数値実施例２
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ ＥＲ
物面 ∞ ∞
１（絞り） ∞ -0.09 0.73
２＊ 1.615 0.35 1.54470 56.2 0.77
３＊ 4.689 0.20 0.82
４＊ 2.908 0.20 1.65100 21.6 0.89
５＊ 1.952 0.30 0.93
６＊ 5.176 0.39 1.54470 56.2 1.15
７＊ ∞ 0.58 1.20
８＊ 9.151 0.59 1.54470 56.2 1.64
９＊ -0.927 0.18 1.88
１０＊ -2.802 0.30 1.53180 56.0 2.29
１１＊ 0.918 0.37 2.55
１２ ∞ 0.11 1.51630 64.1 3.00
１３ ∞ 3.00
像面 ∞
非球面データ
第２面
Ｋ＝-0.31898E+00，Ａ４＝-0.43392E-02，Ａ６＝-0.24285E-01，Ａ８＝0.30276E-02，Ａ１０＝0.17570E-01，Ａ１２＝-0.10488E+00
第３面
Ｋ＝-0.16585E+02，Ａ４＝-0.79555E-01，Ａ６＝0.31833E-01，Ａ８＝-0.70948E-01，Ａ１０＝-0.26531E-03
第４面
Ｋ＝-0.30000E+02，Ａ４＝-0.13034E+00，Ａ６＝0.13019E+00，Ａ８＝-0.15074E+00，Ａ１０＝0.13815E+00
第５面
Ｋ＝-0.14042E+02，Ａ４＝-0.96722E-02，Ａ６＝0.61170E-01，Ａ８＝0.53151E-01，Ａ１０＝-0.76782E-01，Ａ１２＝0.49666E-01
第６面
Ｋ＝-0.26000E+02，Ａ４＝-0.11549E+00，Ａ６＝0.65804E-01，Ａ８＝-0.47574E-01，Ａ１０＝0.89844E-01，Ａ１２＝-0.34206E-01
第７面
Ａ４＝-0.15055E+00，Ａ６＝0.13247E+00，Ａ８＝-0.44492E+00，Ａ１０＝0.83469E+00，Ａ１２＝-0.84533E+00，Ａ１４＝0.47002E+00，Ａ１６＝-0.10472E+00
第８面
Ｋ＝0.96551E+01，Ａ４＝-0.32076E-01，Ａ６＝0.63129E-01，Ａ８＝-0.83270E-01，Ａ１０＝0.26378E-01，Ａ１２＝-0.22642E-02，Ａ１４＝0.32939E-04
第９面
Ｋ＝-0.64820E+01，Ａ４＝-0.91528E-01，Ａ６＝0.25788E+00，Ａ８＝-0.24694E+00，Ａ１０＝0.11047E+00，Ａ１２＝-0.23572E-01，Ａ１４＝0.19362E-02
第１０面
Ｋ＝-0.60764E+00，Ａ４＝-0.10090E-01，Ａ６＝-0.49409E-01，Ａ８＝0.45254E-01，Ａ１０＝-0.13723E-01，Ａ１２＝0.18390E-02，Ａ１４＝-0.92940E-04
第１１面
Ｋ＝-0.75218E+01，Ａ４＝-0.82025E-01，Ａ６＝0.31993E-01，Ａ８＝-0.76970E-02，Ａ１０＝0.81135E-03，Ａ１２＝-0.27351E-04
各種データ
焦点距離（ｆ） 3.21（ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.21
半画角（ｗ） 43.4（度）
像高（最大）（２Ｙ） 6.1（ｍｍ）
バックフォーカス（Ｂｆ） 0.48（ｍｍ）
レンズ全長（ＴＴＬ） 4.01（ｍｍ）
ＥＮＴＰ 0（ｍｍ）
ＥＸＴＰ -2.01（ｍｍ）
Ｈ１ -0.92（ｍｍ）
Ｈ２ -2.73（ｍｍ）
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 4.349
第２レンズＬ２ -9.933
第３レンズＬ３ 9.502
第４レンズＬ４ 1.579
第５レンズＬ５ -1.265

次に、実施例３の撮像光学系ユニット１Ｃにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。

数値実施例３
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ ＥＲ
物面 ∞ ∞
１（絞り） ∞ -0.13 0.90
２＊ 2.019 0.51 1.54470 56.2 0.94
３＊ -19.823 0.13 0.98
４＊ 5.951 0.22 1.63470 23.9 1.02
５＊ 2.046 0.54 1.07
６＊ 12.513 0.57 1.54470 56.2 1.32
７＊ ∞ 0.59 1.50
８＊ -13.675 0.84 1.54470 56.2 1.90
９＊ -1.376 0.37 2.16
１０＊ -733.550 0.48 1.54470 56.2 2.74
１１＊ 1.295 0.51 3.07
１２ ∞ 0.11 1.51630 64.1 4.00
１３ ∞ 4.00
像面 ∞
非球面データ
第２面
Ｋ＝-0.26624E+00，Ａ４＝0.96529E-02，Ａ６＝0.48866E-02
第３面
Ｋ＝0.30001E+02，Ａ４＝0.40457E-01，Ａ６＝-0.16013E-01
第４面
Ｋ＝-0.47498E+01，Ａ４＝-0.34235E-01，Ａ６＝0.46921E-01，Ａ８＝-0.49955E-01，Ａ１０＝0.15104E-01
第５面
Ｋ＝-0.82749E+01，Ａ４＝0.42735E-01，Ａ６＝0.60264E-02，Ａ８＝-0.51413E-03，Ａ１０＝-0.76361E-02，Ａ１２＝0.51903E-02
第６面
Ｋ＝0.14396E+02，Ａ４＝-0.47307E-01，Ａ６＝0.52182E-02，Ａ８＝0.41993E-02，Ａ１０＝0.38616E-02，Ａ１２＝0.23183E-03，Ａ１４＝-0.85541E-03
第７面
Ａ４＝-0.47772E-01，Ａ６＝0.68852E-02，Ａ８＝0.13905E-02，Ａ１０＝-0.67585E-02，Ａ１２＝0.64493E-02，Ａ１４＝-0.14007E-02
第８面
Ｋ＝0.10000E+01，Ａ４＝-0.17850E-01，Ａ６＝0.66347E-02，Ａ８＝-0.66537E-02，Ａ１０＝0.34264E-02，Ａ１２＝-0.52291E-03
第９面
Ｋ＝-0.64719E+01，Ａ４＝-0.12251E+00，Ａ６＝0.11717E+00，Ａ８＝-0.77328E-01，Ａ１０＝0.32934E-01，Ａ１２＝-0.77226E-02，Ａ１４＝0.90803E-03，Ａ１６＝-0.42214E-04
第１０面
Ｋ＝0.10733E+02，Ａ４＝-0.10544E+00，Ａ６＝0.40653E-01，Ａ８＝-0.10878E-01，Ａ１０＝0.22636E-02，Ａ１２＝-0.30198E-03，Ａ１４＝0.21800E-04，Ａ１６＝-0.64303E-06
第１１面
Ｋ＝-0.58181E+01，Ａ４＝-0.58186E-01，Ａ６＝0.18089E-01，Ａ８＝-0.39532E-02，Ａ１０＝0.50893E-03，Ａ１２＝-0.36257E-04，Ａ１４＝0.11111E-05
各種データ
焦点距離（ｆ） 4.37（ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.44
半画角（ｗ） 39.1（度）
像高（最大）（２Ｙ） 7.2（ｍｍ）
バックフォーカス（Ｂｆ） 0.62（ｍｍ）
レンズ全長（ＴＴＬ） 5.46（ｍｍ）
ＥＮＴＰ 0（ｍｍ）
ＥＸＴＰ -2.82（ｍｍ）
Ｈ１ -1.91（ｍｍ）
Ｈ２ -3.75（ｍｍ）
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 3.392
第２レンズＬ２ -5.023
第３レンズＬ３ 22.972
第４レンズＬ４ 2.742
第５レンズＬ５ -2.374

次に、実施例４の撮像光学系ユニット１Ｄにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。

数値実施例４
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ ＥＲ
物面 ∞ ∞
１（絞り） ∞ -0.12 0.88
２＊ 2.022 0.51 1.54470 56.2 0.93
３＊ -19.182 0.12 0.97
４＊ 6.626 0.22 1.63470 23.9 1.02
５＊ 2.063 0.45 1.07
６＊ 8.079 0.52 1.54470 56.2 1.28
７＊ ∞ 0.73 1.42
８＊ -12.598 0.79 1.54470 56.2 1.81
９＊ -1.422 0.33 2.10
１０＊ 6.698 0.47 1.54470 56.2 2.73
１１＊ 1.080 0.51 3.09
１２ ∞ 0.25 1.51630 64.1 4.00
１３ ∞ 4.00
像面 ∞
非球面データ
第２面
Ａ４＝0.56122E-02，Ａ６＝0.49127E-03，Ａ８＝0.55339E-02，Ａ１０＝-0.26684E-02
第３面
Ａ４＝0.52739E-01，Ａ６＝-0.17780E-01，Ａ８＝-0.70146E-02，Ａ１０＝0.47011E-02
第４面
Ｋ＝0.11000E+02，Ａ４＝-0.22645E-01，Ａ６＝0.46813E-01，Ａ８＝-0.60531E-01，Ａ１０＝0.19395E-01
第５面
Ｋ＝-0.75000E+01，Ａ４＝0.30678E-01，Ａ６＝0.34655E-01，Ａ８＝-0.34482E-01，Ａ１０＝0.12711E-01
第６面
Ｋ＝0.53321E+01，Ａ４＝-0.62741E-01，Ａ６＝0.23735E-01，Ａ８＝-0.24473E-01，Ａ１０＝0.23976E-01，Ａ１２＝-0.57746E-02
第７面
Ａ４＝-0.62188E-01，Ａ６＝0.30613E-01，Ａ８＝-0.34595E-01，Ａ１０＝0.20259E-01，Ａ１２＝-0.43629E-02，Ａ１４＝0.54891E-03
第８面
Ａ４＝-0.21761E-01，Ａ６＝-0.21879E-01，Ａ８＝0.16041E-01，Ａ１０＝-0.38608E-02，Ａ１２＝0.66613E-03，Ａ１４＝-0.11245E-03
第９面
Ｋ＝-0.85000E+01，Ａ４＝-0.20180E+00，Ａ６＝0.20218E+00，Ａ８＝-0.15446E+00，Ａ１０＝0.77327E-01，Ａ１２＝-0.21456E-01，Ａ１４＝0.30146E-02，Ａ１６＝-0.16904E-03
第１０面
Ｋ＝-0.17815E+01，Ａ４＝-0.24449E+00，Ａ６＝0.13898E+00，Ａ８＝-0.46117E-01，Ａ１０＝0.95092E-02，Ａ１２＝-0.11726E-02，Ａ１４＝0.78946E-04，Ａ１６＝-0.22340E-05
第１１面
Ｋ＝-0.50000E+01，Ａ４＝-0.97081E-01，Ａ６＝0.45637E-01，Ａ８＝-0.13507E-01，Ａ１０＝0.24507E-02，Ａ１２＝-0.27070E-03，Ａ１４＝0.16576E-04，Ａ１６＝-0.42591E-06
各種データ
焦点距離（ｆ） 4.22（ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.41
半画角（ｗ） 39.3（度）
像高（最大）（２Ｙ） 7.2（ｍｍ）
バックフォーカス（Ｂｆ） 0.49（ｍｍ）
レンズ全長（ＴＴＬ） 5.30（ｍｍ）
ＥＮＴＰ 0（ｍｍ）
ＥＸＴＰ -2.82（ｍｍ）
Ｈ１ -1.16（ｍｍ）
Ｈ２ -3.73（ｍｍ）
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 3.388
第２レンズＬ２ -4.808
第３レンズＬ３ 14.832
第４レンズＬ４ 2.871
第５レンズＬ５ -2.435

次に、実施例５の撮像光学系ユニット１Ｅにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。

数値実施例５
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ ＥＲ
物面 ∞ ∞
１＊ 2.057 0.64 1.54470 56.2 1.10
２＊ -7.604 0.01 0.93
３（絞り） ∞ 0.10 0.78
４＊ 5.435 0.30 1.63200 23.4 0.82
５＊ 1.687 0.33 0.90
６＊ 8.132 0.50 1.54470 56.2 1.10
７＊ -6.789 0.46 1.20
８＊ -2.044 0.77 1.54470 56.2 1.42
９＊ -0.899 0.07 1.69
１０＊ 7.552 0.67 1.54470 56.2 2.15
１１＊ 0.942 0.70 2.57
１２ ∞ 0.15 1.51630 64.1 2.83
１３ ∞ 2.83
像面 ∞
非球面データ
第１面
Ｋ＝-0.58173E-01，Ａ４＝-0.44451E-02，Ａ６＝-0.12821E-01，Ａ８＝0.43970E-02，Ａ１０＝-0.68536E-02，Ａ１２＝0.28920E-02，Ａ１４＝-0.59384E-02
第２面
Ｋ＝-0.50000E+02，Ａ４＝0.27966E-01，Ａ６＝-0.29023E-01，Ａ８＝-0.27124E-02，Ａ１０＝-0.10170E-01，Ａ１２＝-0.10789E-01，Ａ１４＝0.10533E-01
第４面
Ｋ＝0.15518E+02，Ａ４＝-0.49106E-01，Ａ６＝0.71635E-01，Ａ８＝-0.62636E-01，Ａ１０＝-0.39974E-01，Ａ１２＝0.30929E-01，Ａ１４＝0.87531E-02
第５面
Ｋ＝-0.70464E+01，Ａ４＝0.51647E-01，Ａ６＝0.38725E-01，Ａ８＝-0.43570E-01，Ａ１０＝0.10786E-01，Ａ１２＝-0.54454E-02，Ａ１４＝0.73961E-02
第６面
Ｋ＝-0.27295E+02，Ａ４＝-0.60317E-01，Ａ６＝-0.18183E-01，Ａ８＝0.24355E-01，Ａ１０＝0.11901E-01，Ａ１２＝0.11858E-01，Ａ１４＝-0.68010E-02
第７面
Ｋ＝-0.69247E+01，Ａ４＝-0.49914E-01，Ａ６＝-0.11556E-01，Ａ８＝-0.58158E-02，Ａ１０＝0.48226E-02，Ａ１２＝0.51560E-02，Ａ１４＝0.28586E-02
第８面
Ｋ＝-0.18231E+01，Ａ４＝0.10961E-01，Ａ６＝-0.73643E-02，Ａ８＝0.40328E-02，Ａ１０＝-0.17517E-02，Ａ１２＝-0.72497E-04，Ａ１４＝0.33853E-03
第９面
Ｋ＝-0.35628E+01，Ａ４＝-0.72301E-01，Ａ６＝0.42235E-01，Ａ８＝-0.55134E-02，Ａ１０＝-0.14121E-03，Ａ１２＝-0.20803E-03，Ａ１４＝0.16547E-04
第１０面
Ｋ＝0.10207E+02，Ａ４＝-0.67673E-01，Ａ６＝0.95100E-02，Ａ８＝0.57274E-05，Ａ１０＝-0.22748E-03，Ａ１２＝0.75485E-04，Ａ１４＝-0.99289E-05
第１１面
Ｋ＝-0.62315E+01，Ａ４＝-0.44334E-01，Ａ６＝0.11552E-01，Ａ８＝-0.26873E-02，Ａ１０＝0.27706E-03，Ａ１２＝-0.51901E-05，Ａ１４＝-0.48695E-06
各種データ
焦点距離（ｆ） 3.77（ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.22
半画角（ｗ） 38.1（度）
像高（最大）（２Ｙ） 6（ｍｍ）
バックフォーカス（Ｂｆ） 0.3（ｍｍ）
レンズ全長（ＴＴＬ） 4.95（ｍｍ）
ＥＮＴＰ 0.48（ｍｍ）
ＥＸＴＰ -2.65（ｍｍ）
Ｈ１ -0.54（ｍｍ）
Ｈ２ -3.45（ｍｍ）
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 3.043
第２レンズＬ２ -3.996
第３レンズＬ３ 6.874
第４レンズＬ４ 2.382
第５レンズＬ５ -2.049

次に、実施例６の撮像光学系ユニット１Ｆにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。

数値実施例６
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ ＥＲ
物面 ∞ ∞
１（絞り） ∞ 0.05 0.93
２＊ 2.001 0.80 1.53050 55.7 1.11
３＊ -5.144 0.05 1.18
４＊ 52.371 0.40 1.58340 30.2 1.19
５＊ 2.095 1.27 1.16
６＊ -37.666 0.84 1.53050 55.7 1.81
７＊ -1.734 0.44 2.08
８＊ -9.603 0.45 1.53050 55.7 2.57
９＊ 1.768 0.70 2.81
１０ ∞ 0.30 1.51680 64.2 3.40
１１ ∞ 3.40
像面 ∞
非球面データ
第２面
Ｋ＝-0.98012E+00，Ａ４＝0.16015E-02，Ａ６＝0.86921E-02，Ａ８＝-0.19665E-01
第３面
Ｋ＝-0.31357E+01，Ａ４＝0.20342E-02，Ａ６＝-0.25824E-01，Ａ８＝-0.98792E-03
第４面
Ｋ＝-0.30000E+02，Ａ４＝-0.21886E-01，Ａ６＝-0.94865E-03，Ａ８＝0.55727E-02，Ａ１０＝0.32626E-02
第５面
Ｋ＝-0.38999E+00，Ａ４＝-0.18664E-01，Ａ６＝0.24398E-01，Ａ８＝0.26538E-02
第６面
Ｋ＝-0.50000E+01，Ａ４＝0.10853E-01，Ａ６＝0.39433E-03，Ａ８＝-0.18209E-02
第７面
Ｋ＝-0.66071E+01，Ａ４＝-0.25001E-01，Ａ６＝0.19157E-01，Ａ８＝-0.30748E-02，Ａ１０＝-0.19009E-03，Ａ１２＝0.43906E-04
第８面
Ｋ＝0.12126E+02，Ａ４＝-0.70553E-01，Ａ６＝0.20207E-01，Ａ８＝-0.90165E-03，Ａ１０＝-0.23509E-03，Ａ１２＝0.23773E-04
第９面
Ｋ＝-0.99688E+01，Ａ４＝-0.52263E-01，Ａ６＝0.10043E-01，Ａ８＝-0.12233E-02，Ａ１０＝0.66197E-04，Ａ１２＝-0.49967E-06
各種データ
焦点距離（ｆ） 5.21（ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.81
半画角（ｗ） 32.4（度）
像高（最大）（２Ｙ） 6.4（ｍｍ）
バックフォーカス（Ｂｆ） 0.5（ｍｍ）
レンズ全長（ＴＴＬ） 5.65（ｍｍ）
ＥＮＴＰ 0（ｍｍ）
ＥＸＴＰ -3.17（ｍｍ）
Ｈ１ -2.18（ｍｍ）
Ｈ２ -4.71（ｍｍ）
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 2.825
第２レンズＬ２ -3.752
第３レンズＬ３ 3.399
第４レンズＬ４ -2.777

ここで、上記各種データのレンズ全長（ＴＴＬ）は、物体距離無限時でのレンズ全長（第１レンズ物体側面から撮像面までの距離）であって、平行平板は、空気換算長として計算されている。ＥＮＴＰは、入射瞳から第１面までの距離であり、入射瞳＝絞りである場合には０となる。ＥＸＴＰは、最終面（カバーガラス像面側）から射出瞳までの距離であり、Ｈ１は、第１面から物体側主点までの距離であり、Ｈ２は、最終面（カバーガラス像面側）から像側主点までの距離である。

上記の面データにおいて、面番号は、図８ないし図１３に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。番号ｉに＊が付された面は、非球面（非球面形状の屈折光学面または非球面と等価な屈折作用を有する面）であることを示す。

また、“ｒ”は、各面の曲率半径（単位；ｍｍ）を、“ｄ”は、無限遠合焦状態（無限距離での合焦状態）での光軸上の各レンズ面の間隔（軸上面間隔、単位；ｍｍ）を、“ｎｄ”は、各レンズのｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率を、“νｄ”は、アッベ数を、そして、”ＥＲ”は、有効半径（単位；ｍｍ）をそれぞれ示している。なお、光学絞りＳＴ、赤外線カットフィルタＦＴの両面および撮像素子ＳＩの受光面の各面は、平面であるために、それらの曲率半径は、∞（無限大）である。

上記の非球面データは、非球面とされている面（面データにおいて番号ｉに＊が付された面）の２次曲面パラメータ（円錐係数Ｋ）と非球面係数Ａｉ（ｉ＝４，６，８，１０，１２，１４，１６）の値とを示すものである。

各実施例において、非球面の形状は、面頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとする場合に、次式により定義している。
Ｘ＝（ｈ^２／Ｒ）／［１＋（１−（１＋Ｋ）ｈ^２／Ｒ^２）^１／２］＋ΣＡ_ｉ・ｈ^ｉ
ただし、Ａｉは、ｉ次の非球面係数であり、Ｒは、基準曲率半径であり、そして、Ｋは、円錐定数である。

なお、請求項、実施形態および各実施例に記載の近軸曲率半径（ｒ）について、実際のレンズ測定の場面において、レンズ中央近傍(より具体的には、レンズ外径に対して１０％以内の中央領域)での形状測定値を最小自乗法でフィッティングした際の近似曲率半径を近軸曲率半径であるとみなすことができる。また、例えば２次の非球面係数を使用した場合には、非球面定義式の基準曲率半径に２次の非球面係数も勘案した曲率半径を近軸曲率半径とみなすことができる（例えば参考文献として、松居吉哉著「レンズ設計法」(共立出版株式会社)のＰ４１〜Ｐ４２を参照）。

そして、上記非球面データにおいて、「En」は、「１０のｎ乗」を意味する。例えば、「E+001」は、「１０の＋１乗」を意味し、「E-003」は、「１０の−３乗」を意味する。

図１４ないし図１９には、距離無限遠での収差図が示されており、各図の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ、この順に、球面収差（正弦条件）（LONGITUDINAL SPHERICAL ABERRATION）、非点収差（ASTIGMATISM FIELD CURVES）および歪曲収差（DISTORTION）の縦収差を示す。球面収差の横軸は、焦点位置のずれをｍｍ単位で表しており、その縦軸は、最大入射高で規格化した値で表している。非点収差の横軸は、焦点位置のずれをｍｍ単位で表しており、その縦軸は、像高をｍｍ単位で表している。歪曲収差の横軸は、実際の像高を理想像高に対する割合（％）で表しており、縦軸は、その像高をｍｍ単位で表している。また、球面収差の図中、実線は、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、破線は、ｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）、そして、一点差線は、ｃ線（波長６５６．２８ｎｍ）における結果をそれぞれ表している。そして、非点収差の図中、破線は、タンジェンシャル（メリディオナル）面（Ｍ）、実線は、サジタル（ラディアル）面（Ｓ）における結果をそれぞれ表している。非点収差および歪曲収差の図は、上記ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）を用いた場合の結果である。

そして、図１４ないし図１９の（Ｄ）および（Ｅ）は、横収差図（メリディオナルコマ収差）が示されており、各図の（Ｄ）および（Ｅ）は、それぞれ、最大像高Ｙの場合および５割像高Ｙの場合を示す。その横軸は、入射瞳位置をｍｍ単位で表しており、その縦軸は、横収差である。横収差の図中、実線は、ｄ線、破線は、ｇ線および一点鎖線は、ｃ線における各結果をそれぞれ表している。

上記に列挙した各実施例１〜６の撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｆに、上述した条件式（Ａ１）〜（Ａ６）、（Ｂ６）を当てはめた場合の数値を、それぞれ、表１に示す。

以上、説明したように、上記実施例１〜６における撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｆは、４枚以上のレンズ構成であって、上述の各条件を満足している結果、小型化および低コスト化を図りつつ、諸収差を良好に補正し、色ムラを低減し、そして、赤外線カットフィルタに起因する迷光の発生を低減することができる。そして、このような撮像光学系ユニット１Ａ〜１Ｆを用いた撮像装置およびデジタル機器は、小型化、低コスト化および高画質化を図ることができる。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

ＡＸ 光軸
ＡＲ 凹凸構造体
１、１Ａ〜１Ｆ 撮像光学系ユニット
３ デジタル機器
５ 携帯電話機
１１、Ｌ１ 第１レンズ
１２、Ｌ２ 第２レンズ
１３、Ｌ３ 第３レンズ
１４、Ｌ４ 第４レンズ
１５、Ｌ５ 第５レンズ
１６、ＦＬ 赤外線カットフィルタ
１７、ＩＳ 撮像素子
２１ 撮像装置

Claims (18)

1. 被写体の光学像を所定の面上に形成する撮像光学系と、
   前記撮像光学系の像側に配置される赤外線カットフィルタとを備え、
   前記撮像光学系は、
   最も像側に配置され、光軸に沿って前記光軸を含むレンズ断面の輪郭線において前記光軸の交点から有効領域端に向かった場合に少なくとも１箇所の変曲点を有する非球面を持つレンズを備え、下記（Ａ１）の条件式を満たし、
   前記赤外線カットフィルタは、下記（Ｂ１）および（Ｂ２）の各条件式を満たすこと
   を特徴とする撮像光学系ユニット。
   ０．２＜ｈ／ＴＬ＜０．４ ・・・（Ａ１）
   ｜λ（０、５０；６００〜７００）−λ（３０、５０；６００〜７００）｜≦１５ｎｍ ・・・（Ｂ１）
   ０．４％／ｎｍ≦｜△Ｒ｜≦８％／ｎｍ ・・・（Ｂ２）
   ただし、
   ｈ：光軸から、垂直方向における前記変曲点までの距離
   ＴＬ：光軸における最も物体側の面位置から結像位置までの距離（平行平板は空気換算長）
   λ（０，５０；６００〜７００）：波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長（ｎｍ）
   λ（３０、５０；６００〜７００）：波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、３０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長（ｎｍ）
   △Ｒは、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が３０％となる波長をλ（０，３０；６００〜７００）とし、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が７０％となる波長をλ（０，７０；６００〜７００）とした場合に、△Ｒ＝（７０−３０）／（λ（０，７０；６００〜７００）−λ（０，３０；６００〜７００））（％／ｎｍ）で表される波長変化に対する反射率変化の傾き
2. 前記撮像光学系は、下記（Ａ２）の条件式を満たすこと
   を特徴とする請求項１に記載の撮像光学系ユニット。
   ０．０５＜ｄ／ＴＬ＜ ０．１５ ・・・（Ａ２）
   ただし、
   ｄ：前記撮像光学系における最も像側に配置された前記レンズと前記赤外線カットフィルタとの光軸上の距離
3. 前記撮像光学系は、下記（Ａ３）の条件式を満たすこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像光学系ユニット。
   ＣＲＡ＞２４° ・・・（Ａ３）
   ただし、
   ＣＲＡ：受光面が前記所定の面となるように配置される撮像素子に入射する軸外主光線の最大角度
4. 前記撮像光学系の最も像側に配置される前記レンズは、負の屈折力を有すること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
5. 前記撮像光学系は、下記（Ａ４）の条件式を満たすこと
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
   ０．１＜Ｒ_ＬＡＳＴ／ＴＬ＜０．７ ・・・（Ａ４）
   ただし、
   Ｒ_ＬＡＳＴ：最も像側の面の近軸における曲率半径
6. 前記撮像光学系は、開口絞りを備え、下記（Ａ５）の条件式を満たすこと
   を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
   ０．８＜Ｔ_ＡＰＥ／ＴＬ＜１．１ ・・・（Ａ５）
   ただし、
   Ｔ_ＡＰＥ：前記開口絞りから結像位置までの距離（平行平板は空気換算長）
7. 前記撮像光学系は、下記（Ａ６）の条件式を満たすこと
   を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
   ０．８＜ＴＬ／ＦＬ＜１．４ ・・・（Ａ６）
   ただし、
   ＦＬ：前記撮像光学系の全系の近軸における合成焦点距離
8. 前記撮像光学系は、４枚以上のレンズを備えること
   を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
9. 前記撮像光学系に含まれるレンズは、全て、樹脂材料で形成されていること
   を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
10. 前記赤外線カットフィルタは、下記（Ｂ３）の条件式を満たすこと
    を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
    ＲＣ（０、４５０〜６００）≦１０％ ・・・（Ｂ３）
    ただし、
    ＲＣ（０、４５０〜６００）：０度入射で入射した入射光における波長４５０ｎｍから６００ｎｍまでの平均反射率
11. 前記赤外線カットフィルタにおける、波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が５０％となる波長λ（０、５０；６００〜７００）は、少なくとも一度６５０±２５ｎｍとなること
    を特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
12. 前記赤外線カットフィルタは、下記（Ｂ４）の条件式を満たすこと
    を特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
    ｜λ（０、７５；６００〜７００）−λ（３０、７５；６００〜７００）｜≦２０ｎｍ ・・・（Ｂ４）
    ただし、
    λ（０、７５；６００〜７００）：波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が７５％となる波長
    λ（３０、７５；６００〜７００）：波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、３０度入射で入射した入射光の反射率が７５％となる波長
13. 前記赤外線カットフィルタは、下記（Ｂ５）の条件式を満たすこと
    を特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
    ｜λ（０、２５；６００〜７００）−λ（３０、２５；６００〜７００）｜≦２０ｎｍ ・・・（Ｂ５）
    ただし、
    λ（０、２５；６００〜７００）：波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、０度入射で入射した入射光の反射率が２５％となる波長
    λ（３０、２５；６００〜７００）：波長６００ｎｍから波長７００ｎｍまでの間において、３０度入射で入射した入射光の反射率が２５％となる波長
14. 前記赤外線カットフィルタは、下記（Ｂ６）の条件式を満たすこと
    を特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
    ０．０１＜Ｔ_ＩＲ／ＴＬ＜０．１ ・・・（Ｂ６）
    ただし、
    Ｔ_ＩＲ：近軸における赤外線カットフィルタの厚さ
15. 前記赤外線カットフィルタは、ガラス基板上に形成されていること
    を特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニット。
16. 請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載の撮像光学系ユニットと、
    光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、
    前記撮像光学系ユニットの前記撮像光学系が前記所定の面上として前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能とされていること
    を特徴とする撮像装置。
17. 請求項１６に記載の撮像装置と、
    前記撮像装置に被写体の静止画撮影および動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部とを備え、
    前記撮像装置の前記撮像光学系が、前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能に組み付けられていること
    を特徴とするデジタル機器。
18. 携帯端末から成ることを特徴とする請求項１７に記載のデジタル機器。