撮像光学系、撮像装置およびデジタル機器
【課題】本発明は、より小型化を図りつつ諸収差をより良好に補正し得る５枚レンズ構成の撮像光学系ならびにこれを備える撮像装置およびデジタル機器を提供する。
【解決手段】撮像光学系１は、物体側から順に第１ないし第５レンズ１１〜１５を備え、第１レンズ１１が物体側に凸の正の屈折力を有し、第２レンズ１２が負の屈折力を有し、第５レンズ１５が負の屈折力を有して像側に凹であって中心軸の交点位置を除く位置に垂接点を持つ非球面形状を有する。そして、撮像光学系１は、全系焦点距離をｆ、第５レンズ１５の焦点距離、最大画角主光線での物体側面のサグ量、芯厚、最大画角主光線でのe線光路長および軸上主光線でのｃ線光路長をｆ５、ｚ５ｏ、ｔ５、ｐ５ｅおよびｐ５ｃ、最大像高をＹ、光学全長をＴＬとする場合に、０．２＜｜ｆ５／ｆ｜＜０．５、１＜｜ｚ５ｏ／ｔ５｜＜４、２．５＜ｐ５ｅ／ｐ５ｃ＜５および０．６３＜Ｙ／ＴＬ＜０．９を満たす。
【解決手段】撮像光学系１は、物体側から順に第１ないし第５レンズ１１〜１５を備え、第１レンズ１１が物体側に凸の正の屈折力を有し、第２レンズ１２が負の屈折力を有し、第５レンズ１５が負の屈折力を有して像側に凹であって中心軸の交点位置を除く位置に垂接点を持つ非球面形状を有する。そして、撮像光学系１は、全系焦点距離をｆ、第５レンズ１５の焦点距離、最大画角主光線での物体側面のサグ量、芯厚、最大画角主光線でのe線光路長および軸上主光線でのｃ線光路長をｆ５、ｚ５ｏ、ｔ５、ｐ５ｅおよびｐ５ｃ、最大像高をＹ、光学全長をＴＬとする場合に、０．２＜｜ｆ５／ｆ｜＜０．５、１＜｜ｚ５ｏ／ｔ５｜＜４、２．５＜ｐ５ｅ／ｐ５ｃ＜５および０．６３＜Ｙ／ＴＬ＜０．９を満たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系に関し、特に、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に好適に適用される撮像光学系に関する。そして、本発明は、この撮影光学系を備える撮像装置およびこの撮像装置を搭載したデジタル機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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素子の高性能化や小型化が伸展し、これに伴って、このような撮像素子を用いた撮像装置を備えた携帯電話や携帯情報端末等のデジタル機器が普及しつつある。また、これらの撮像装置に搭載される、前記固体撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成（結像）するための撮像光学系（撮像レンズ）には、さらなる小型化や高性能化への要求が高まっている。このような用途の撮像光学系において、従来、３枚構成あるいは４枚構成の光学系が提案されており、さらに加えて近年では、より高性能化が可能であることから、５枚構成の光学系も提案されている。
【０００３】
このような撮像光学系は、例えば、特許文献１および特許文献２に開示されている。この特許文献１に開示の撮像レンズは、物体側から順に、物体側の面が凸形状の正の第１レンズと、像面側に凹面を向けた負のメニスカス形状の第２レンズと、像面側に凸面を向けた正のメニスカス形状の第３レンズと、両面が非球面形状で光軸近傍において像面側の面が凹形状の負の第４レンズと、両面が非球面形状の正または負の第５レンズとを備え、前記第１レンズのアッベ数が５０より大きく、第２レンズのアッベ数が３０より小さく、そして、前記第４レンズのアッベ数が３０より小さいものである。このような構成の撮像レンズは、前記特許文献１によれば、高画素化に対応しつつ、軸上色収差および倍率色収差の補正効果を得ることができ、また、製造時の位置ずれにより生じる像面変動を低減でき、製造適性が優れている（例えばその０００７段落）。
【０００４】
また、前記特許文献２に開示の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凸形状の負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、物体側の面が凸形状の正レンズからなる第２レンズと、絞りと、像側に凸形状の第３レンズと、光軸近傍で正の屈折力を持つ第４レンズと、像側の面が光軸近傍において像側に凹形状で周縁部では像側に凸形状となる第５レンズとを備えるものである。前記特許文献２によれば、このような構成の撮像レンズは、高解像化にともなった撮像素子の大型化や画素の高細化にも対応できるように諸収差を良好に補正した高性能なレンズ系を実現できる（例えばその０００７段落）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６４１８０号公報
【特許文献２】特開２００７−２７９２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記特許文献１に開示の撮像レンズでは、球面収差や非点収差の補正が充分とは言えず、５枚のレンズ構成としているメリットが活かし切れていない。また、前記特許文献１に開示の撮像レンズでは、さらにレンズ全長を短縮化しようとすると、性能劣化によって撮像素子の高画素化に対応することが困難となってしまう。
【０００７】
一方、前記特許文献２に開示の撮像レンズでは、第１レンズと第２レンズとで構成される前群が球面系であるため、球面収差やコマ収差の補正が充分とは言えず良好な性能を確保することが難しい。また、前記前群および第３ないし第５レンズの後群も正の屈折力を有する構成であるため、後群が負の屈折力を有するいわゆるテレフォトタイプのような構成に較べて撮像レンズの主点位置が像側となり、バックフォーカスが長くなってしまう。このため、前記特許文献２に開示の撮像レンズは、小型化に不利な構成である。
【０００８】
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、より小型化を図りつつ、諸収差をより良好に補正することができる５枚のレンズ構成の撮像光学系を提供することである。そして、本発明は、この撮像光学系を備える撮像装置およびこの撮像装置を搭載したデジタル機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、本明細書においては、次の通り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、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。
【００１０】
本発明の一態様に係る撮像光学系は、物体側から像側へ順に、物体側に凸の正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、所定の屈折力を有する第３および第４レンズと、負の屈折力を有し、像側に凹であって、中心軸に沿ったレンズ断面の輪郭線において前記中心軸の交点から有効領域端に向かった場合に前記中心軸の交点位置を除く位置に垂接点を持つ非球面形状を有する第５レンズとからなり、下記（１）ないし（４）の条件式を満たすことを特徴とする。
０．２＜｜ｆ５／ｆ｜＜０．５ ・・・（１）
１＜｜ｚ５ｏ／ｔ５｜＜４ ・・・（２）
２．５＜ｐ５ｅ／ｐ５ｃ＜５ ・・・（３）
０．６３＜Ｙ／ＴＬ＜０．９ ・・・（４）
ただし、ｆ５は、前記第５レンズの焦点距離であり、ｆは、この撮像光学系全系の焦点距離であり、ｚ５ｏは、最大画角主光線での前記第５レンズにおける物体側面のサグ量（面頂点からの変位量）であり、ｔ５は、前記第５レンズの芯厚であり、ｐ５ｅは、最大画角主光線での前記第５レンズ内におけるe線光路長であり、ｐ５ｃは、軸上主光線での前記第５レンズ内におけるｅ線光路長であり、Ｙは、最大像高であり、ＴＬは、この撮像光学系の光学全長である。
【００１１】
このような構成の撮像光学系は、５枚のレンズから構成されて成り、それぞれに上記光学特性を持たせて、これら５枚のレンズを物体側から像側へ順に配置することによって、球面収差や色収差の補正やテレセン性の確保を行うことが可能となる。特に、前記第５レンズを像側凹形状とすることによって、主点位置を物体側に寄せることができるため、このような構成の撮像光学系は、いわゆるテレフォトタイプとなってその全長の短縮化を図ることが可能となる。
【００１２】
前記条件式（１）の上限を上回ると、主点位置の移動が小さくなるため、第１レンズの正の屈折力が大きくなり、球面収差や軸上色収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（１）の下限を下回ると、歪曲収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００１３】
前記条件式（２）の上限を上回ると、第５レンズの周辺部（周縁部）で正の屈折力とすることが困難となり、テレセン性の確保が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（２）の下限を下回ると、歪曲収差に加えて非点収差や倍率色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００１４】
前記条件式（３）の上限を上回ると、第５レンズの周辺部（周縁部）で正の屈折力とすることが困難となり、テレセン性の確保が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（３）の下限を下回ると、歪曲収差に加えて非点収差や倍率色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００１５】
前記条件式（４）の上限を上回ると、第１レンズの正の屈折力が大きくなり、球面収差や軸上色収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（４）の下限を下回ると、レンズが大型化してしまい、好ましくない。
【００１６】
ここで、小型化とは、本明細書では、撮像光学系全体の中で最も物体側のレンズにおけるレンズ面から、像側焦点までの光軸上での距離をＬとし、撮像光学系全体の焦点距離をｆとした場合に、Ｌ／ｆ＜１．４を満たすことをいう。像側焦点とは、光軸と平行な平行光線が撮像光学系に入射した場合の像点をいう。また、撮像光学系の最も像側の面と像側焦点との間に、例えば、光学的ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタまたは固定撮像素子パッケージのシールガラス等の平行平板部材が配置される場合には、平行平板部材は、空気換算距離として前記式を計算するものとする。
【００１７】
また、垂接点とは、光軸に沿ったレンズ断面の輪郭線上の個々の点において、レンズ面の接平面を設定した場合に、前記接平面がレンズの光軸と垂直な平面となる点をいい、数学的には、前記輪郭線に極値を与える点をいう。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。
【００１８】
また、他の一態様では、上述の撮像光学系において、好ましくは、下記（５）の条件式を満たすことである。
０．１＜Ｒ５ｒ／ｆ＜２ ・・・（５）
ただし、Ｒ５ｒは、前記第５レンズにおける像側面の曲率半径（像側凹形状の場合をプラス（正）とする）であり、ｆは、この撮像光学系全系の焦点距離である。
【００１９】
この条件式（５）の上限を上回ると、第５レンズの周辺部（周縁部）での正の屈折力が弱まるため、テレセン性の確保が困難となって好ましくない。一方、前記条件式（５）の下限を下回ると、歪曲収差の補正が困難となって好ましくない。
【００２０】
また、他の一態様では、上述の撮像光学系において、好ましくは、前記第２レンズは、像側が凹形状であることである。
【００２１】
このような構成の撮像光学系は、前記第２レンズが像側凹形状であるので、光束を分離し、前記第３レンズでの像面湾曲を良好に補正することが可能となる。
【００２２】
また、他の一態様では、上述の撮像光学系において、好ましくは、前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置される開口絞りをさらに有することである。
【００２３】
このような構成の撮像光学系は、開口絞りが前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置されているので、非点収差やコマ収差を抑制することが可能となる。
【００２４】
また、他の一態様では、上述の撮像光学系において、好ましくは、下記（６）の条件式を満たすことである。
１．１＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．７ ・・・（６）
ただし、ｆ２は、前記第２レンズの焦点距離であり、ｆは、この撮像光学系全系の焦点距離である。
【００２５】
この条件式（６）の上限を上回ると、軸上色収差の補正が不十分となって好ましくない。一方、前記条件式（６）の下限を下回ると、コマ収差が増大してしまい、好ましくない。
【００２６】
また、他の一態様では、上述の撮像光学系において、好ましくは、下記（７）の条件式を満たすことである。
０．３＜ｆ３４／ｆ＜０．７ ・・・（７）
ただし、ｆ３４は、前記第３および第４レンズの合成焦点距離であり、ｆは、この撮像光学系全系の焦点距離である。
【００２７】
この条件式（７）の上限を上回ると、像面湾曲の補正が不十分となって好ましくない。一方、前記条件式（７）の下限を下回ると、倍率色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００２８】
また、他の一態様では、上述の撮像光学系において、好ましくは、下記（８）の条件式を満たすことである。
０．８＜ｆ１／ｆ＜１．５ ・・・（８）
ただし、ｆ１は、前記第１レンズの焦点距離であり、ｆは、この撮像光学系全系の焦点距離である。
【００２９】
この条件式（８）の上限を上回ると、前玉である第１レンズが大型化してしまい、好ましくない。一方、前記条件式（８）の下限を下回ると、球面収差や軸上色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００３０】
また、他の一態様では、上述の撮像光学系において、好ましくは、下記（９）の条件式を満たすことである。
０．６＜ｔ２３／ｔ１２＜２ ・・・（９）
ただし、ｔ２３は、前記第２レンズと第３レンズとの間における空気での軸上間隔であり、ｔ１２は、前記第１レンズと第２レンズとの間における空気での軸上間隔である。
【００３１】
この条件式（９）の上限を上回ると、コマ収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（９）の下限を下回ると、軸上色収差の補正が不十分となって、好ましくない。
【００３２】
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、前記撮像光学系が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。
【００３３】
この構成によれば、より小型化を図りつつ、諸収差をより良好に補正することができる５枚のレンズ構成の撮像光学系を用いた撮像装置を提供することができる。
【００３４】
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、前記撮像装置の撮像光学系が、前記撮像素子の撮像面上に前記被写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。
【００３５】
この構成によれば、より小型化を図りつつ、諸収差をより良好に補正することができる５枚のレンズ構成の撮像光学系を用いたデジタル機器や携帯端末を提供することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明にかかる撮像光学系は、５枚のレンズ構成であって、より小型化を図りつつ、諸収差をより良好に補正することができる。そして、本発明によれば、このような撮像光学系を用いた撮像装置およびデジタル機器の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】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】主光線の像面入射角の定義を示す模式図である。
【図３】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。
【図４】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５】実施例１における撮像光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図６】実施例２における撮像光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図７】実施例３における撮像光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図８】実施例４における撮像光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図９】実施例５における撮像光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図１０】実施例１における撮像光学系の収差図である。
【図１１】実施例２における撮像光学系の収差図である。
【図１２】実施例３における撮像光学系の収差図である。
【図１３】実施例４における撮像光学系の収差図である。
【図１４】実施例５における撮像光学系の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
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。
【００３９】
＜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、主光線の像面入射角の定義を示す模式図である。
【００４０】
図１において、この撮像光学系１は、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子１８の受光面上に、物体（被写体）の光学像を形成するものであって、物体側より像側へ順に、第１ないし第５レンズ１１〜１５の５枚のレンズから構成されて成る光学系である。撮像素子１８は、その受光面が撮像光学系１の像面と略一致するように配置される（像面＝撮像面）。なお、図１で例示した撮像光学系１は、後述する実施例１の撮像光学系１Ａ（図５）と同じ構成である。
【００４１】
そして、この撮像光学系１では、第４および第５レンズ１４、１５が所定の像面に対して固定され、第１ないし第３レンズ１１〜１３が一体に繰り出されて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。ただし、撮像光学系１では、フォーカッシングは、上記方法であるが、これ以外にも全体繰り出し構成やインナーフォーカスに適した構成を採ることも適宜可能である。
【００４２】
さらに、第１レンズ１１は、物体側に凸の正の屈折力を有し、第２レンズ１２は、像側に凹の負の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第３レンズ１３は、所定の屈折力、すなわち、正の屈折力または負の屈折力を有し、第４レンズ１４は、所定の屈折力、すなわち、正の屈折力または負の屈折力を有し、そして、第５レンズ１５は、像側に凹の負の屈折力を有している。より具体的には、図１に示す例では、第１レンズ１１は、両凸の正レンズであり、第３レンズ１３は、像側に凸の正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第４レンズ１４は、像側に凸の正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、そして、第５レンズ１５は、両凹の負レンズである。さらに、第５レンズ１５は、中心軸（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光軸ＡＸの交点位置を除く位置に垂接点ＩＰ、ＩＰを持つ非球面形状を有している。
【００４３】
これら第１ないし第５レンズ１１〜１５は、両面が非球面である。これら第１ないし第５レンズ群１１〜１５は、例えばガラスモールドレンズであってもよく、また例えば、プラスチック等の樹脂材料製レンズであってもよい。特に、携帯端末に搭載する場合には軽量化の観点から、樹脂材料製レンズが好ましい。図１に示す例では、これら第１ないし第５レンズ１１〜１５は、樹脂材料製レンズである。
【００４４】
また、この撮像光学系１は、第５レンズ１５の焦点距離をｆ５とし、この撮像光学系１全系の焦点距離をｆとし、最大画角主光線での第５レンズ１５における物体側面のサグ量（面頂点からの変位量）をｚ５ｏとし、第５レンズ１５の芯厚をｔ５とし、最大画角主光線での第５レンズ１５内におけるe線光路長をｐ５ｅとし、軸上主光線での第５レンズ１５内におけるｃ線光路長をｐ５ｃとし、最大像高をＹとし、そして、この撮像光学系１の光学全長をＴＬとした場合に、下記（１）ないし（４）の各条件式を満たしている。
０．２＜｜ｆ５／ｆ｜＜０．５ ・・・（１）
１＜｜ｚ５ｏ／ｔ５｜＜４ ・・・（２）
２．５＜ｐ５ｅ／ｐ５ｃ＜５ ・・・（３）
０．６３＜Ｙ／ＴＬ＜０．９ ・・・（４）
【００４５】
なお、主光線の像面入射角は、図２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。
【００４６】
そして、この撮像光学系１には、開口絞りの光学絞り１６が第１レンズ１１と第２レンズ１２との間に配置されている。
【００４７】
さらに、この撮像光学系１の像側、すなわち、第５レンズ１５における像側には、フィルタ１７や撮像素子１８が配置される。フィルタ１７は、平行平板状の光学素子であり、各種光学フィルタや、撮像素子のカバーガラス等を模式的に表したものである。使用用途、撮像素子、カメラの構成等に応じて、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ等の光学フィルタを適宜に配置することが可能である。撮像素子１８は、この撮像光学系１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。これらによって物体側の被写体の光学像が、撮像光学系１によりその光軸ＡＸに沿って所定の倍率で撮像素子１８の受光面まで導かれ、撮像素子１８によって前記被写体の光学像が撮像される。
【００４８】
このような構成の撮像光学系１は、５枚の第１ないし第５レンズ１１〜１５から構成されて成り、それぞれに上記光学特性を持たせて、これら５枚の第１ないし第５レンズ１１〜１５を物体側から像側へ順に配置することによって、球面収差や色収差の補正やテレセン性の確保を行うことが可能となる。特に、第５レンズ１５を像側凹形状とすることによって、主点位置を物体側に寄せることができるため、このような構成の撮像光学系１は、いわゆるテレフォトタイプとなってその全長の短縮化を図ることが可能となる。
【００４９】
前記条件式（１）は、第５レンズ１５の焦点距離を規定するものである。前記条件式（１）の上限を上回ると、主点位置の移動が小さくなるため、第１レンズ１１の正の屈折力が大きくなり、球面収差や軸上色収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（１）の下限を下回ると、歪曲収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００５０】
このような観点から下記（１’）の条件式を満足することより好ましい。
０．２５＜｜ｆ５／ｆ｜＜０．４７ ・・・（１’）
【００５１】
前記条件式（２）は、第５レンズの形状を規定するものである。前記条件式（２）の上限を上回ると、第５レンズ１５の周辺部（周縁部）で正の屈折力とすることが困難となり、テレセン性の確保が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（２）の下限を下回ると、歪曲収差に加えて非点収差や倍率色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００５２】
このような観点から下記（２’）の条件式を満足することより好ましい。
１．２＜｜ｚ５ｏ／ｔ５｜＜３．８ ・・・（２’）
【００５３】
前記条件式（３）は、第５レンズの形状を規定するものである。前記条件式（３）の上限を上回ると、第５レンズ１５の周辺部（周縁部）で正の屈折力とすることが困難となり、テレセン性の確保が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（３）の下限を下回ると、歪曲収差に加えて非点収差や倍率色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００５４】
このような観点から下記（３’）の条件式を満足することがより好ましい。
３＜ｐ５ｅ／ｐ５ｃ＜４．９ ・・・（３’）
【００５５】
前記条件式（４）は、光学系のコンパクト度合いを規定するものである。前記条件式（４）の上限を上回ると、第１レンズ１１の正の屈折力が大きくなり、球面収差や軸上色収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（４）の下限を下回ると、レンズが大型化してしまい、好ましくない。
【００５６】
このような観点から下記（４’）の条件式を満足することがより好ましい。
０．６５＜Ｙ／ＴＬ＜０．８ ・・・（４’）
【００５７】
また、上述の撮像光学系１では、第２レンズ１２は、像側が凹形状である。このため、本実施形態の撮像光学系１は、光束を分離し、第３レンズ１３での像面湾曲を良好に補正することが可能となる。
【００５８】
また、上述の撮像光学系１では、開口絞り１６は、第１レンズ１１と第２レンズ１２との間に配置されている。このため、本実施形態の撮像光学系１は、非点収差やコマ収差を抑制することが可能となる。
【００５９】
また、上述の撮像光学系１では、空気と面している全てのレンズ面が非球面である。このため、この構成によってコンパクト化と高画質化との両立が可能となっている。
【００６０】
また、上述の撮像光学系１において、第５レンズ１５における像側面の曲率半径（像側凹形状の場合をプラス（正）とする）をＲ５ｒとし、この撮像光学系１全系の焦点距離をｆとする場合に、下記（５）の条件式を満たすことが好ましい。
０．１＜Ｒ５ｒ／ｆ＜２ ・・・（５）
【００６１】
この条件式（５）は、第５レンズ１５における像面側の面形状を規定するものである。この条件式（５）の上限を上回ると、第５レンズ１５の周辺部（周縁部）での正の屈折力が弱まるため、テレセン性の確保が困難となって好ましくない。一方、前記条件式（５）の下限を下回ると、歪曲収差の補正が困難となって好ましくない。
【００６２】
このような観点から下記（５’）の条件式を満足することがより好ましい。
０．２＜Ｒ５ｒ／ｆ＜１ ・・・（５’）
【００６３】
また、上述の撮像光学系１において、第２レンズ１２の焦点距離をｆ２とし、この撮像光学系１全系の焦点距離をｆとする場合に、下記（６）の条件式を満たすことが好ましい。
１．１＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．７ ・・・（６）
【００６４】
この条件式（６）は、第２レンズの焦点距離を規定するものである。前記条件式（６）の上限を上回ると、軸上色収差の補正が不十分となって好ましくない。一方、前記条件式（６）の下限を下回ると、コマ収差が増大してしまい、好ましくない。
【００６５】
このような観点から下記（６’）の条件式を満足することがより好ましい。
１．２＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．６ ・・・（６’）
【００６６】
また、上述の撮像光学系１において、第３および第４レンズ１３，１４の合成焦点距離をｆ３４とし、この撮像光学系１全系の焦点距離をｆとする場合に、下記（７）の条件式を満たすことが好ましい。
０．３＜ｆ３４／ｆ＜０．７ ・・・（７）
【００６７】
この条件式（７）は、第３レンズと第４レンズとの合成焦点距離を規定するものである。前記条件式（７）の上限を上回ると、像面湾曲の補正が不十分となって好ましくない。一方、前記条件式（７）の下限を下回ると、倍率色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００６８】
このような観点から下記（７’）の条件式を満足することがより好ましい。
０．４＜ｆ３４／ｆ＜０．６ ・・・（７’）
【００６９】
また、上述の撮像光学系１において、第１レンズ１１の焦点距離をｆ１とし、この撮像光学系１全系の焦点距離をｆとする場合に、下記（８）の条件式を満たすことが好ましい。
０．８＜ｆ１／ｆ＜１．５ ・・・（８）
【００７０】
この条件式（８）は、第１レンズ１１の焦点距離を規定するものである。前記条件式（８）の上限を上回ると、前玉である第１レンズ１１が大型化してしまい、好ましくない。一方、前記条件式（８）の下限を下回ると、球面収差や軸上色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００７１】
このような観点から下記（８’）の条件式を満足することがより好ましい。
０．８１＜ｆ１／ｆ＜１．３ ・・・（８’）
【００７２】
また、上述の撮像光学系１において、第２レンズ１２と第３レンズ１３との間における空気での軸上間隔をｔ２３とし、第１レンズ１１と第２レンズ１２との間における空気での軸上間隔をｔ１２とする場合に、下記（９）の条件式を満たすことが好ましい。
０．６＜ｔ２３／ｔ１２＜２ ・・・（９）
【００７３】
この条件式（９）は、第１〜第３レンズの配置を規定するものである。前記条件式（９）の上限を上回ると、コマ収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（９）の下限を下回ると、軸上色収差の補正が不十分となって、好ましくない。
【００７４】
このような観点から下記（９’）の条件式を満足することがより好ましい。
０．７＜ｔ２３／ｔ１２＜１．５ ・・・（９’）
【００７５】
また、これら上述の撮像光学系１において、第１ないし第３レンズ１１〜１３が一体に繰り出されて移動する駆動には、カムやステッピングモータ等が用いられてもよいし、あるいは、圧電アクチュエータが用いられてもよい。圧電アクチュエータを用いる場合では、駆動装置の体積および消費電力の増加を抑制しつつ、各群を独立に駆動させることも可能で、撮像装置の更なるコンパクト化を図ることができる。
【００７６】
また、これら上述の撮像光学系１において、非球面を有するガラスレンズが用いられる場合に、この非球面ガラスレンズは、ガラスモールド非球面レンズや、研削非球面ガラスレンズや、複合型非球面レンズ（球面ガラスレンズ上に非球面形状の樹脂を形成したもの）であってもよい。ガラスモールド非球面レンズは、大量生産に向き、好ましく、複合型非球面レンズは、基板となり得るガラス材料の種類が多いため、設計の自由度が高くなる。特に、高屈折率材料を用いた非球面レンズでは、モールド形成が容易ではないため、複合型非球面レンズが好ましい。また、片面非球面の場合には、複合型非球面レンズの利点を最大限に活用することが可能となる。
【００７７】
また、これら上述の撮像光学系１において、プラスチックレンズ（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。
【００７８】
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（Ｎｂ２Ｏ５）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（例えば図１に示す例では第１および第３レンズ１１、１３）、またはすべてのレンズ（図１に示す例では第１ないし第５レンズ１１〜１５）に、このような無機粒子を分散させたプラスチック材料を用いることにより、撮像レンズ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。
【００７９】
このような無機微粒子を分散させたプラスチック材料製レンズは、以下のように成形されることが好ましい。
【００８０】
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）＝（（ｎ２＋２）×（ｎ２−１））／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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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イ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、ポリカーボネイ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。
【００８４】
また、これら上述の撮像光学系１において、レンズが樹脂材料性レンズである場合に、前記樹脂材料として、エネルギー硬化性樹脂が用いられてもよい。
【００８５】
近年、撮像装置を低コストにかつ大量に実装する方法として、予め半田がポッティングされた基板に対し、ＩＣチップその他の電子部品と光学素子とを載置したままリフロー処理（加熱処理）し、半田を溶融させることにより電子部品と光学素子とを基板に同時実装する技術が提案されている。
【００８６】
このようなリフロー処理を用いて実装を行うために、電子部品と共に光学素子を約２００〜２６０度に加熱する必要がある。このような高温下では熱可塑性樹脂を用いたレンズは、熱変形、あるいは変色してしまい、その光学性能が低下してしまう。
【００８７】
そこで、レンズの材料として、エネルギー硬化性樹脂を使用することが好ましい。これは、ポリカーボネイト系やポリオレフィン系のような熱可塑性樹脂を用いたレンズに比べ、エネルギー硬化性樹脂が高温に曝された場合の光学性能の低下が小さく、したがって、エネルギー硬化性樹脂がリフロー処理に有効であるからである。さらに、エネルギー硬化性樹脂のレンズは、ガラスモールドレンズよりも製造しやすく安価となり、撮像光学系１を組み込んだ撮像装置における低コスト化と量産性とを両立することもできる。ここで、エネルギー硬化性樹脂には、熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂のいずれも含まれる。
【００８８】
このようなエネルギー硬化性樹脂は、一例を挙げると、新中村化学製、ＮＫエステルＤＣＰ（トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート）に重合開始剤として日本油脂製、パーブチルＯを１ｗｔ％添加し、１５０℃、１０ｍｉｎで硬化させたもの等が挙げられる。
【００８９】
＜撮像光学系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１が組み込まれたデジタル機器について説明する。
【００９０】
図３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、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Ｉ／Ｆ部３７を備えて構成される。デジタル機器３としては、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を挙げることができ、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）を含んでよい。特に、本実施形態の撮像光学系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。
【００９１】
撮像部３０は、撮像装置２１と撮像素子１８とを備えて構成される。撮像装置２１は、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１と、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とを備えて構成される。被写体からの光線は、撮像光学系１によって撮像素子１８の受光面上に結像され、被写体の光学像となる。
【００９２】
撮像素子１８は、上述したように、撮像光学系１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１８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１８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）などの撮像動作が制御される。なお、撮像素子１８は、裏面照射型の固体撮像素子であってもよい。これによって、光電変換する受光部が配線層よりも撮像光学系１側に配置されるため、後述のシェーディング補正の観点から、前記受光部に到達する実質的な光量が増加し、低輝度感度の向上や斜入射による周辺光量落ちを極めて効果的に抑制することができる。
【００９３】
画像生成部３１は、撮像素子１８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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
また、必要に応じて画像処理部３３は、撮像素子１８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１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１によって撮像素子１８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１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。
【００９７】
また、必要に応じて画像処理部３３は、撮像素子１８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。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１８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１によって撮像素子１８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。
【００９８】
なお、本実施形態では、撮像素子１８の撮像面における画素ピッチに対し、色フィルタやオンチップマイクロレンズアレイの配置のピッチを、シェーディングを軽減するように僅かに小さく設定することによって、シェーディング補正が行われてもよい。このような構成では、前記ピッチを僅かに小さく設定することによって、撮像素子１８における撮像面の周辺部に行くほど各画素に対し色フィルタやオンチップマイクロレンズアレイが撮像光学系１の光軸側へシフトするため、斜入射の光束を効率的に各画素の受光部に導くことができる。これにより撮像素子１８で発生するシェーディングが小さく抑えられる。
【００９９】
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１におけるフォーカスのためのレンズを駆動する。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
静止画を撮影する場合は、制御部３５は、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を介して撮像装置２１の図略の前記レンズ駆動装置を動作させ、第２レンズ群１２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１８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。
【０１０５】
また、動画撮影を行う場合は、制御部３５は、撮像装置２１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、撮像装置２１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、撮像装置２１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を介して撮像装置２１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１８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。
【０１０６】
このような構成では、より小型化を図りつつ、諸収差をより良好に補正することができる５枚のレンズ構成の撮像光学系１を用いた撮像装置２１およびデジタル機器３が提供される。特に、撮像光学系１は、小型化および高性能化が図られているので、小型化（コンパクト化）を図りつつ高画素な撮像素子１８を採用することができる。特に、撮像光学系１が小型で高画素撮像素子に適用可能であるので、高画素化や高機能化が進む携帯端末に好適である。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。
【０１０７】
図４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４（Ａ）は、携帯電話機の操作面を示し、図４（Ｂ）は、操作面の裏面、つまり背面を示す。
【０１０８】
図４において、携帯電話機５には、上部にアンテナ５１が備えられ、その操作面には、図４（Ａ）に示すように、長方形のディスプレイ５２、画像撮影モードの起動および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５３、シャッタボタン５５およびダイヤルボタン５６が備えられている。
【０１０９】
そして、この携帯電話機５には、携帯電話網を用いた電話機能を実現する回路が内蔵されると共に、上述した撮像部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および記憶部３６が内蔵されており、撮像部３０の撮像装置２１が背面に臨んでいる。
【０１１０】
画像撮影ボタン５３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、シャッタボタン５５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。
【０１１１】
＜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１、すなわち図３に示したようなデジタル機器３に搭載される撮像装置２１に備えられる撮像光学系１の具体的な構成を、図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【０１１２】
図５は、実施例１における撮像光学系におけるレンズの配列を示す断面図である。図９は、実施例１における撮像光学系の収差図である。図９は、無限遠の場合を示す。後述の実施例２ないし実施例５についても同様である（図１０ないし図１４）。
【０１１３】
実施例１の撮像光学系１Ａは、図５に示すように、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に配置され、フォーカシング（ピント合わせ）の際には、第４および第５レンズＬ４、Ｌ５が所定の像面に対して固定され、第１ないし第３レンズＬ１〜Ｌ３が一体に繰り出されて光軸方向に移動する。
【０１１４】
より詳しくは、実施例１の撮像光学系１Ａは、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１１５】
第１レンズＬ１は、物体側に凸形状であって凸面を向けた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、像側に凹の負の屈折力を有する負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は、像側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は、像側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、そして、第５レンズＬ５は、像側に凹形状であって凹面を向けた両凹の負レンズである。さらに、第５レンズＬ５は、中心軸（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光軸ＡＸの交点位置を除く位置に垂接点ＩＰＡ、ＩＰＡを持つ非球面形状を有しており、そして、光軸ＡＸから径方向に所定の距離離れた周辺領域において、光軸ＡＸを含む断面上で正の屈折力を有する領域を有している。すなわち、第５レンズＬ５は、光軸ＡＸから所定の距離までの範囲内（断面円形領域内）では、像側に凹形状であって像側に凹面を向けた負の屈折力を有する両凹の負レンズであり、前記所定の距離から有効領域端までの範囲内（断面リング形状領域内）では、正の屈折力を有する正レンズとなっている。また、第４レンズＬ４は、その像側に凸形状の部分が第５レンズＬ５における物体側の凹形状の部分内に入り込むように、第５レンズＬ５に対して近接して配置されている。これら第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、両面が非球面であり、樹脂材料製レンズである。
【０１１６】
光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配設される。光学絞りＳＴは、後述の実施例２および実施例３の場合も同様に、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。
【０１１７】
そして、第５レンズＬ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。平行平板ＦＴは、各種光学フィルタや撮像素子ＳＲのカバーガラス等である。
【０１１８】
図５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、平行平板ＦＴの両面および撮像素子ＳＲの受光面も１つの面として扱っており、光学絞りＳＴ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、後述の実施例２ないし実施例５についても同様である（図６ないし図９）。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１〜５の図５ないし図９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、これらの曲率などが各実施例１〜５を通じて同一であるという意味ではない。
【０１１９】
このような構成の下で、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および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲ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。
【０１２０】
実施例１の撮像光学系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。
【０１２１】
数値実施例１
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 1.987 0.502 1.54470 56.15
２＊ -662.161 0.100
３（絞り） ∞ 0.150
４＊ 7.077 0.183 1.63200 23.41
５＊ 2.455 0.359
６＊ -11.944 0.713 1.54470 56.15
７＊ -2.762 可変
８＊ -2.567 0.825 1.54470 56.15
９＊ -1.143 0.416
１０＊ -1.923 0.504 1.54470 56.15
１１＊ 2.814 0.600
１２ ∞ 0.300 1.51633 64.14
１３ ∞ 0.100
像面 ∞
非球面データ
第１面
Ｋ＝1.0018e-002，Ａ４＝-2.2545e-003，Ａ６＝-1.1382e-003，Ａ８＝4.2548e-004，Ａ１０＝-2.8106e-003，Ａ１２＝1.4111e-003，Ａ１４＝-3.9776e-003
第２面
Ｋ＝2.0000e+002，Ａ４＝1.8654e-003，Ａ６＝7.8510e-003，Ａ８＝-1.6648e-002，Ａ１０＝-1.3356e-003，Ａ１２＝-2.5634e-003，Ａ１４＝4.0137e-003
第４面
Ｋ＝-1.7915e+001，Ａ４＝-2.1802e-002，Ａ６＝5.4398e-002，Ａ８＝-8.4677e-002，Ａ１０＝4.1091e-002，Ａ１２＝-9.5315e-003，Ａ１４＝-2.1289e-003
第５面
Ｋ＝-2.8863e+000，Ａ４＝8.4837e-003，Ａ６＝5.0146e-002，Ａ８＝-2.2757e-002，Ａ１０＝-2.3635e-002，Ａ１２＝3.1893e-002，Ａ１４＝-1.2372e-002，Ａ１６＝-2.1417e-004
第６面
Ｋ＝-3.3315e+001，Ａ４＝-2.3752e-002，Ａ６＝5.2773e-003，Ａ８＝1.8787e-002，Ａ１０＝6.3762e-003，Ａ１２＝2.5602e-003，Ａ１４＝-4.3879e-003
第７面
Ｋ＝1.4566e+000，Ａ４＝-1.2393e-002，Ａ６＝1.9844e-002，Ａ８＝-1.5397e-002，Ａ１０＝7.6824e-003，Ａ１２＝2.6704e-003，Ａ１４＝-8.8074e-004
第８面
Ｋ＝4.0403e-001，Ａ４＝-5.4281e-002，Ａ６＝3.8150e-002，Ａ８＝-6.1761e-003，Ａ１０＝-1.0280e-003，Ａ１２＝7.0418e-004，Ａ１４＝-9.8832e-005
第９面
Ｋ＝-3.2233e+000，Ａ４＝-8.1613e-002，Ａ６＝3.0868e-002，Ａ８＝-2.1344e-003，Ａ１０＝-1.3325e-005，Ａ１２＝-8.1672e-005，Ａ１４＝1.1326e-005
第１０面
Ｋ＝-1.2911e+001，Ａ４＝-4.3622e-002，Ａ６＝9.6785e-003，Ａ８＝-7.1345e-005，Ａ１０＝-1.5455e-004，Ａ１２＝1.6776e-005，Ａ１４＝-5.6815e-007
第１１面
Ｋ＝-6.7848e+000，Ａ４＝-2.8511e-002，Ａ６＝4.8746e-003，Ａ８＝-7.2599e-004，Ａ１０＝8.0232e-005，Ａ１２＝-6.2087e-006，Ａ１４＝2.3630e-007
各種データ
焦点距離（Ｆｌ） 4.447 （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.805
画角（半画角）Ｗ 38.980 （ｄｅｇ）
像高（Ｙ） 3.658 （ｍｍ）
レンズ全長（ＴＬ） 5.437 （ｍｍ）
バックフォーカス（ＢＦ） 0.901
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 3.639
第２レンズＬ２ -6.039
第３レンズＬ３ 6.421
第４レンズＬ４ 3.140
第５レンズＬ５ -2.021
【０１２２】
上記の面データにおいて、面番号は、図５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。
【０１２３】
また、“ｒ”は、各面の曲率半径（単位はｍｍ）、“ｄ”は、無限遠合焦状態での光軸上の各レンズ面の間隔（軸上面間隔）、“ｎｄ”は、各レンズのｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、“νｄ”は、アッベ数をそれぞれ示している。なお、光学絞りＳＴ、平行平面板ＦＴの両面、撮像素子ＳＲ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。
【０１２４】
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＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋（１−（１＋Ｋ）ｈ２／Ｒ２）１／２］＋ΣＡｉ・ｈｉ
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。
【０１２５】
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）。
【０１２６】
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。
【０１２７】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例１の撮像レンズ１Ａにおける各収差を図１０に示す。図１０（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、この順に、球面収差（正弦条件）（LONGITUDINAL SPHERICAL ABERRATION）、非点収差（ASTIGMATISM FIELD CURVER）および歪曲収差（DISTORTION）をそれぞれ示す。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、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、実線は、サジタル（ラディアル）面における結果をそれぞれ表している。
【０１２８】
球面収差の図には、実線でｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、破線でｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）、一点鎖線でＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）の３つの光の収差をそれぞれ示してある。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。
【０１２９】
以上のような扱いは、以下に示す実施例２ないし実施例５にかかるコンストラクションデータ、各収差を示す図１１ないし図１４においても同様である。
【実施例２】
【０１３０】
図６は、実施例２における撮像光学系におけるレンズの配列を示す断面図である。図１１は、実施例２における撮像光学系の収差図である。
【０１３１】
実施例２の撮像光学系１Ｂは、図６に示すように、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に配置され、フォーカシング（ピント合わせ）の際には、第４および第５レンズＬ４、Ｌ５が所定の像面に対して固定され、第１ないし第３レンズＬ１〜Ｌ３が一体に繰り出されて光軸方向に移動する。
【０１３２】
より詳しくは、実施例２の撮像光学系１Ｂは、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１３３】
第１レンズＬ１は、物体側に凸形状であって凸面を向けた、物体側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は、像側に凹の負の屈折力を有する負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は、像側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は、像側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、そして、第５レンズＬ５は、像側に凹形状であって凹面を向けた両凹の負レンズである。さらに、第５レンズＬ５は、中心軸（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光軸ＡＸの交点位置を除く位置に垂接点ＩＰＢ、ＩＰＢを持つ非球面形状を有しており、そして、光軸ＡＸから径方向に所定の距離離れた周辺領域において、光軸ＡＸを含む断面上で正の屈折力を有する領域を有している。また、第４レンズＬ４は、その像側に凸形状の部分が第５レンズＬ５における物体側の凹形状の部分内に入り込むように、第５レンズＬ５に対して近接して配置されている。これら第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、両面が非球面であり、樹脂材料製レンズである。光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配設される。そして、第５レンズＬ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。
【０１３４】
このような構成の下で、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および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、実施例１と同様に適宜に処理される。
【０１３５】
実施例２の撮像光学系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。
【０１３６】
数値実施例２
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 2.256 0.580 1.54470 56.15
２＊ 85.922 0.100
３（絞り） ∞ 0.150
４＊ 5.238 0.300 1.63200 23.41
５＊ 2.239 0.290
６＊ -28.744 0.639 1.54470 56.15
７＊ -2.649 可変
８＊ -2.762 0.913 1.54470 56.15
９＊ -1.045 0.362
１０＊ -2.862 0.300 1.54470 56.15
１１＊ 1.550 0.600
１２ ∞ 0.300 1.51633 64.14
１３ ∞ 0.210
像面 ∞
非球面データ
第１面
Ｋ＝-5.5196e-002，Ａ４＝-3.9020e-003，Ａ６＝-9.4896e-005，Ａ８＝-1.5672e-003，Ａ１０＝-2.4317e-003，Ａ１２＝3.0294e-003，Ａ１４＝-2.7363e-003
第２面
Ｋ＝-2.0000e+002，Ａ４＝-1.5750e-002，Ａ６＝1.0718e-002，Ａ８＝-8.2950e-003，Ａ１０＝-2.7385e-003，Ａ１２＝-6.4496e-003，Ａ１４＝4.8470e-003
第４面
Ｋ＝-5.8697e+001，Ａ４＝-3.4478e-002，Ａ６＝3.3542e-002，Ａ８＝-6.3869e-002，Ａ１０＝4.0310e-002，Ａ１２＝-9.5319e-003，Ａ１４＝-2.1290e-003
第５面
Ｋ＝-6.1068e+000，Ａ４＝-2.3813e-003，Ａ６＝4.5090e-002，Ａ８＝-2.1074e-002，Ａ１０＝-2.1426e-002，Ａ１２＝2.7588e-002，Ａ１４＝-8.7929e-003，Ａ１６＝-2.1411e-004
第６面
Ｋ＝2.3961e+001，Ａ４＝-2.5352e-002，Ａ６＝6.5023e-003，Ａ８＝1.6722e-002，Ａ１０＝4.8452e-003，Ａ１２＝1.6567e-003，Ａ１４＝-3.0333e-003
第７面
Ｋ＝1.5028e+000，Ａ４＝-2.2072e-002，Ａ６＝1.7676e-002，Ａ８＝-1.4579e-002，Ａ１０＝5.7065e-003，Ａ１２＝1.9502e-003，Ａ１４＝5.4302e-004
第８面
Ｋ＝6.5978e-001，Ａ４＝-6.0721e-002，Ａ６＝3.8714e-002，Ａ８＝-7.1908e-003，Ａ１０＝-1.2013e-003，Ａ１２＝7.4111e-004，Ａ１４＝-9.8964e-005
第９面
Ｋ＝-3.4574e+000，Ａ４＝-7.5959e-002，Ａ６＝2.9136e-002，Ａ８＝-2.3224e-003，Ａ１０＝-2.6804e-005，Ａ１２＝-8.1038e-005，Ａ１４＝1.2919e-005
第１０面
Ｋ＝-2.4507e+001，Ａ４＝-4.7317e-002，Ａ６＝9.6746e-003，Ａ８＝-6.0653e-005，Ａ１０＝-1.5348e-004，Ａ１２＝1.6745e-005，Ａ１４＝-5.6620e-007
第１１面
Ｋ＝-9.1209e+000，Ａ４＝-2.6350e-002，Ａ６＝4.4494e-003，Ａ８＝-7.3730e-004，Ａ１０＝8.2386e-005，Ａ１２＝-6.0683e-006，Ａ１４＝2.3541e-007
各種データ
焦点距離（Ｆｌ） 4.318 （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.807
画角（半画角）Ｗ 39.790 （ｄｅｇ）
像高（Ｙ） 3.658 （ｍｍ）
レンズ全長（ＴＬ） 5.437 （ｍｍ）
バックフォーカス（ＢＦ） 1.010
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 4.243
第２レンズＬ２ -6.437
第３レンズＬ３ 5.310
第４レンズＬ４ 2.600
第５レンズＬ５ -1.802
【０１３７】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例２の撮像光学系１Ｂにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を図１１に示す。
【実施例３】
【０１３８】
図７は、実施例３における撮像光学系におけるレンズの配列を示す断面図である。図１２は、実施例３における撮像光学系の収差図である。
【０１３９】
実施例３の撮像光学系１Ｃは、図７に示すように、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に配置され、フォーカシング（ピント合わせ）の際には、第４および第５レンズＬ４、Ｌ５が所定の像面に対して固定され、第１ないし第３レンズＬ１〜Ｌ３が一体に繰り出されて光軸方向に移動する。
【０１４０】
より詳しくは、実施例３の撮像光学系１Ｃは、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１４１】
第１レンズＬ１は、物体側に凸形状であって凸面を向けた、物体側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は、像側に凹の負の屈折力を有する負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は、両凸の正の屈折力を有する正レンズであり、第４レンズＬ４は、像側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、そして、第５レンズＬ５は、像側に凹形状であって凹面を向けた両凹の負レンズである。さらに、第５レンズＬ５は、中心軸（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光軸ＡＸの交点位置を除く位置に垂接点ＩＰＣ、ＩＰＣを持つ非球面形状を有しており、そして、光軸ＡＸから径方向に所定の距離離れた周辺領域において、光軸ＡＸを含む断面上で正の屈折力を有する領域を有している。また、第４レンズＬ４は、その像側に凸形状の部分が第５レンズＬ５における物体側の凹形状の部分内に入り込むように、第５レンズＬ５に対して近接して配置されている。これら第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、両面が非球面であり、樹脂材料製レンズである。光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配設される。そして、第５レンズＬ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。
【０１４２】
このような構成の下で、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および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、実施例１と同様に適宜に処理される。
【０１４３】
実施例３の撮像光学系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。
【０１４４】
数値実施例３
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 2.249 0.565 1.54470 56.15
２＊ 20.827 0.105
３（絞り） ∞ 0.150
４＊ 5.950 0.300 1.63200 23.41
５＊ 2.312 0.273
６＊ 11.796 0.752 1.54470 56.15
７＊ -2.898 可変
８＊ -2.945 0.793 1.54470 56.15
９＊ -1.043 0.196
１０＊ -2.812 0.545 1.54470 56.15
１１＊ 1.435 0.600
１２ ∞ 0.300 1.51633 64.14
１３ ∞ 0.100
像面 ∞
非球面データ
第１面
Ｋ＝-1.3904e-001，Ａ４＝-5.0951e-003，Ａ６＝-4.8601e-004，Ａ８＝-2.1052e-003，Ａ１０＝-2.1626e-003，Ａ１２＝3.3772e-003，Ａ１４＝-2.7617e-003
第２面
Ｋ＝-2.0000e+002，Ａ４＝-3.3072e-002，Ａ６＝1.9291e-002，Ａ８＝-4.4768e-003，Ａ１０＝-4.7340e-003，Ａ１２＝-1.1427e-002，Ａ１４＝8.5770e-003
第４面
Ｋ＝-1.2303e+002，Ａ４＝-6.2515e-002，Ａ６＝2.9221e-002，Ａ８＝-9.3553e-003，Ａ１０＝8.8444e-003，Ａ１２＝-9.5319e-003，Ａ１４＝-2.1290e-003
第５面
Ｋ＝-9.9659e+000，Ａ４＝-1.0816e-002，Ａ６＝4.9989e-002，Ａ８＝-1.5215e-002，Ａ１０＝-2.2622e-002，Ａ１２＝2.2819e-002，Ａ１４＝-6.0890e-003，Ａ１６＝-2.1411e-004
第６面
Ｋ＝2.1422e+001，Ａ４＝-2.0245e-002，Ａ６＝9.2255e-003，Ａ８＝7.5511e-003，Ａ１０＝-1.8692e-003，Ａ１２＝-7.9787e-004，Ａ１４＝2.9551e-004
第７面
Ｋ＝1.2953e+000，Ａ４＝-1.5370e-002，Ａ６＝1.1667e-002，Ａ８＝-1.1284e-002，Ａ１０＝4.9178e-003，Ａ１２＝1.0355e-004，Ａ１４＝6.6195e-005
第８面
Ｋ＝9.1755e-001，Ａ４＝-6.4739e-002，Ａ６＝3.4622e-002，Ａ８＝-6.8981e-003，Ａ１０＝-1.1224e-003，Ａ１２＝7.3036e-004，Ａ１４＝-1.1521e-004
第９面
Ｋ＝-3.5511e+000，Ａ４＝-7.3798e-002，Ａ６＝2.7677e-002，Ａ８＝-2.4511e-003，Ａ１０＝-2.8452e-005，Ａ１２＝-7.7798e-005，Ａ１４＝1.3865e-005
第１０面
Ｋ＝-1.8068e+001，Ａ４＝-4.9726e-002，Ａ６＝9.7177e-003，Ａ８＝-4.2858e-005，Ａ１０＝-1.5254e-004，Ａ１２＝1.6726e-005，Ａ１４＝-5.4561e-007
第１１面
Ｋ＝-8.0016e+000，Ａ４＝-2.3635e-002，Ａ６＝4.7273e-003，Ａ８＝-7.4075e-004，Ａ１０＝7.9828e-005，Ａ１２＝-6.2352e-006，Ａ１４＝2.4094e-007
各種データ
焦点距離（Ｆｌ） 4.248 （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.805
画角（半画角）Ｗ 40.288 （ｄｅｇ）
像高（Ｙ） 3.658 （ｍｍ）
レンズ全長（ＴＬ） 5.452 （ｍｍ）
バックフォーカス（ＢＦ） 0.898
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 4.580
第２レンズＬ２ -6.179
第３レンズＬ３ 4.349
第４レンズＬ４ 2.584
第５レンズＬ５ -1.669
【０１４５】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例３の撮像光学系１Ｃにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を図１２に示す。
【実施例４】
【０１４６】
図８は、実施例４における撮像光学系におけるレンズの配列を示す断面図である。図１３は、実施例４における撮像光学系の収差図である。
【０１４７】
実施例４の撮像光学系１Ｄは、図８に示すように、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に配置され、フォーカシング（ピント合わせ）の際には、第４および第５レンズＬ４、Ｌ５が所定の像面に対して固定され、第１ないし第３レンズＬ１〜Ｌ３が一体に繰り出されて光軸方向に移動する。
【０１４８】
より詳しくは、実施例４の撮像光学系１Ｄは、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１４９】
第１レンズＬ１は、物体側に凸形状であって凸面を向けた、物体側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は、像側に凹の負の屈折力を有する負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は、両凸の正の屈折力を有する正レンズであり、第４レンズＬ４は、像側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、そして、第５レンズＬ５は、像側に凹形状であって凹面を向けた両凹の負レンズである。さらに、第５レンズＬ５は、中心軸（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光軸ＡＸの交点位置を除く位置に垂接点ＩＰＤ、ＩＰＤを持つ非球面形状を有しており、そして、光軸ＡＸから径方向に所定の距離離れた周辺領域において、光軸ＡＸを含む断面上で正の屈折力を有する領域を有している。また、第４レンズＬ４は、その像側に凸形状の部分が第５レンズＬ５における物体側の凹形状の部分内に入り込むように、第５レンズＬ５に対して近接して配置されている。これら第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、両面が非球面であり、樹脂材料製レンズである。光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配設される。そして、第５レンズＬ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。
【０１５０】
このような構成の下で、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および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、実施例１と同様に適宜に処理される。
【０１５１】
実施例４の撮像光学系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。
【０１５２】
数値実施例４
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 2.356 0.533 1.54470 56.15
２＊ 17.146 0.105
３（絞り） ∞ 0.150
４＊ 5.113 0.300 1.63200 23.41
５＊ 2.230 0.219
６＊ 11.303 0.770 1.54470 56.15
７＊ -2.496 可変
８＊ -4.350 0.754 1.54470 56.15
９＊ -1.016 0.203
１０＊ -1.751 0.300 1.54470 56.15
１１＊ 1.451 0.600
１２ ∞ 0.300 1.51633 64.14
１３ ∞ 0.100
像面 ∞
非球面データ
第１面
Ｋ＝-3.3975e-001，Ａ４＝-8.0710e-003，Ａ６＝-4.5206e-004，Ａ８＝-3.0556e-003，Ａ１０＝-6.7339e-004，Ａ１２＝4.1125e-003，Ａ１４＝-3.9526e-003
第２面
Ｋ＝-1.8562e+002，Ａ４＝-4.5197e-002，Ａ６＝2.6837e-002，Ａ８＝7.0199e-004，Ａ１０＝-8.9397e-003，Ａ１２＝-2.0373e-002，Ａ１４＝1.4308e-002
第４面
Ｋ＝-1.0295e+002，Ａ４＝-7.7704e-002，Ａ６＝2.2556e-002，Ａ８＝-8.7057e-004，Ａ１０＝1.0426e-002，Ａ１２＝-9.5319e-003，Ａ１４＝-2.1290e-003
第５面
Ｋ＝-1.1142e+001，Ａ４＝-2.0122e-002，Ａ６＝5.0666e-002，Ａ８＝-1.0902e-002，Ａ１０＝-2.5674e-002，Ａ１２＝1.8082e-002，Ａ１４＝-1.8686e-003，Ａ１６＝-2.1411e-004
第６面
Ｋ＝-2.3920e+001，Ａ４＝-2.1024e-002，Ａ６＝1.9440e-002，Ａ８＝9.7586e-003，Ａ１０＝-3.1907e-003，Ａ１２＝-2.6916e-003，Ａ１４＝1.2810e-003
第７面
Ｋ＝1.1237e+000，Ａ４＝-1.5128e-002，Ａ６＝1.2625e-002，Ａ８＝-8.8343e-003，Ａ１０＝4.6876e-003，Ａ１２＝-2.5871e-004，Ａ１４＝7.9000e-004
第８面
Ｋ＝1.2744e+000，Ａ４＝-8.2734e-002，Ａ６＝3.3559e-002，Ａ８＝-6.3643e-003，Ａ１０＝-1.2614e-003，Ａ１２＝6.7771e-004，Ａ１４＝-1.5198e-004
第９面
Ｋ＝-4.2066e+000，Ａ４＝-7.8037e-002，Ａ６＝2.7347e-002，Ａ８＝-2.6016e-003，Ａ１０＝-9.9851e-005，Ａ１２＝-9.4276e-005，Ａ１４＝1.4092e-005
第１０面
Ｋ＝-8.0123e+000，Ａ４＝-6.6292e-002，Ａ６＝9.0513e-003，Ａ８＝4.6582e-005，Ａ１０＝-1.2470e-004，Ａ１２＝2.0201e-005，Ａ１４＝-6.9807e-007
第１１面
Ｋ＝-1.1073e+001，Ａ４＝-2.6837e-002，Ａ６＝4.8630e-003，Ａ８＝-7.7766e-004，Ａ１０＝7.4539e-005，Ａ１２＝-6.3817e-006，Ａ１４＝3.4234e-007
各種データ
焦点距離（Ｆｌ） 4.080 （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.806
画角（半画角）Ｗ 41.648 （ｄｅｇ）
像高（Ｙ） 3.658 （ｍｍ）
レンズ全長（ＴＬ） 5.171 （ｍｍ）
バックフォーカス（ＢＦ） 0.898
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 4.952
第２レンズＬ２ -6.522
第３レンズＬ３ 3.829
第４レンズＬ４ 2.254
第５レンズＬ５ -1.410
【０１５３】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例４の撮像光学系１Ｄにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を図１３に示す。
【実施例５】
【０１５４】
図９は、実施例５における撮像光学系におけるレンズの配列を示す断面図である。図１４は、実施例５における撮像光学系の収差図である。
【０１５５】
実施例５の撮像光学系１Ｅは、図９に示すように、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に配置され、フォーカシング（ピント合わせ）の際には、第４および第５レンズＬ４、Ｌ５が所定の像面に対して固定され、第１ないし第３レンズＬ１〜Ｌ３が一体に繰り出されて光軸方向に移動する。
【０１５６】
より詳しくは、実施例５の撮像光学系１Ｅは、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１５７】
第１レンズＬ１は、物体側に凸形状であって凸面を向けた、物体側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は、像側に凹の負の屈折力を有する負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は、両凸の正の屈折力を有する正レンズであり、第４レンズＬ４は、像側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、そして、第５レンズＬ５は、像側に凹形状であって凹面を向けた両凹の負レンズである。さらに、第５レンズＬ５は、中心軸（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光軸ＡＸの交点位置を除く位置に垂接点ＩＰＥ、ＩＰＥを持つ非球面形状を有しており、そして、光軸ＡＸから径方向に所定の距離離れた周辺領域において、光軸ＡＸを含む断面上で正の屈折力を有する領域を有している。また、第４レンズＬ４は、その像側に凸形状の部分が第５レンズＬ５における物体側の凹形状の部分内に入り込むように、第５レンズＬ５に対して近接して配置されている。これら第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、両面が非球面であり、樹脂材料製レンズである。光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配設される。そして、第５レンズＬ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。
【０１５８】
このような構成の下で、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および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、実施例１と同様に適宜に処理される。
【０１５９】
実施例５の撮像光学系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。
【０１６０】
数値実施例５
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 1.944 0.313 1.54470 56.15
２＊ 7.697 0.140
３（絞り） ∞ 0.150
４＊ 4.736 0.233 1.63200 23.41
５＊ 2.133 0.253
６＊ 12.714 0.708 1.54470 56.15
７＊ -2.549 可変
８＊ -4.690 0.672 1.54470 56.15
９＊ -0.945 0.187
１０＊ -1.558 0.332 1.54470 56.15
１１＊ 1.402 0.600
１２ ∞ 0.300 1.51633 64.14
１３ ∞ 0.100
像面 ∞
非球面データ
第１面
Ｋ＝3.9797e-004，Ａ４＝-2.7293e-003，Ａ６＝7.1174e-003，Ａ８＝-1.1611e-004，Ａ１０＝5.8533e-003，Ａ１２＝1.0141e-002，Ａ１４＝-8.0323e-003
第２面
Ｋ＝5.8354e+000，Ａ４＝-3.7434e-002，Ａ６＝2.5851e-002，Ａ８＝7.8731e-003，Ａ１０＝-7.7008e-004，Ａ１２＝-1.8181e-002，Ａ１４＝9.1211e-003
第４面
Ｋ＝-9.8549e+001，Ａ４＝-9.6661e-002，Ａ６＝1.7448e-002，Ａ８＝1.4824e-002，Ａ１０＝-7.4353e-004，Ａ１２＝-9.5317e-003，Ａ１４＝-2.1290e-003
第５面
Ｋ＝-1.1882e+001，Ａ４＝-2.0953e-002，Ａ６＝5.6183e-002，Ａ８＝-6.9163e-003，Ａ１０＝-2.8739e-002，Ａ１２＝1.2738e-002，Ａ１４＝3.8297e-003，Ａ１６＝-2.1413e-004
第６面
Ｋ＝1.3778e+001，Ａ４＝-1.7785e-002，Ａ６＝1.7964e-002，Ａ８＝9.2277e-003，Ａ１０＝-2.6895e-003，Ａ１２＝-2.4118e-003，Ａ１４＝1.1988e-003
第７面
Ｋ＝1.1693e+000，Ａ４＝-1.6238e-002，Ａ６＝1.0699e-002，Ａ８＝-8.4334e-003，Ａ１０＝4.9182e-003，Ａ１２＝-1.3302e-004，Ａ１４＝1.0244e-003
第８面
Ｋ＝5.7321e-001，Ａ４＝-7.9532e-002，Ａ６＝3.0924e-002，Ａ８＝-6.2707e-003，Ａ１０＝-1.2499e-003，Ａ１２＝6.5619e-004，Ａ１４＝-1.7383e-004
第９面
Ｋ＝-4.1331e+000，Ａ４＝-7.5389e-002，Ａ６＝2.6391e-002，Ａ８＝-2.8843e-003，Ａ１０＝-1.3616e-004，Ａ１２＝-1.0940e-004，Ａ１４＝1.0527e-005
第１０面
Ｋ＝-8.1224e+000，Ａ４＝-6.9352e-002，Ａ６＝7.1221e-003，Ａ８＝-1.7924e-004，Ａ１０＝-1.3262e-004，Ａ１２＝2.2797e-005，Ａ１４＝1.2593e-006
第１１面
Ｋ＝-1.1488e+001，Ａ４＝-2.7864e-002，Ａ６＝4.9094e-003，Ａ８＝-7.9815e-004，Ａ１０＝7.3742e-005，Ａ１２＝-6.3899e-006，Ａ１４＝3.6542e-007
各種データ
焦点距離（Ｆｌ） 3.956 （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.806
画角（半画角）Ｗ 42.394 （ｄｅｇ）
像高（Ｙ） 3.658 （ｍｍ）
レンズ全長（ＴＬ） 4.872 （ｍｍ）
バックフォーカス（ＢＦ） 0.898
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 4.686
第２レンズＬ２ -6.363
第３レンズＬ３ 3.963
第４レンズＬ４ 2.043
第５レンズＬ５ -1.303
【０１６１】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例５の撮像光学系１Ｅにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を図１４に示す。
【０１６２】
上記に列挙した実施例１〜５の撮像光学系１Ａ〜１Ｅに、上述した条件式（１）〜（９）を当てはめた場合の数値を、それぞれ、表１に示す。
【０１６３】
【表１】
【０１６４】
以上、説明したように、上記実施例１〜５における撮像光学系１Ａ〜１Ｅは、５枚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、従来の光学系より、より小型化を図りつつ、諸収差をより良好に補正することができる。そして、上記実施例１〜５における撮像光学系１Ａ〜１Ｅは、撮像装置２１およびデジタル機器３に搭載する上で、特に携帯端末５に搭載する上で小型化が充分に達成され、また、高画素な撮像素子１８を採用することができる。
【０１６５】
例えば、８Ｍピクセルや１０Ｍピクセルや１６Ｍピクセル等の約８Ｍ〜１６Ｍピクセルのクラス（グレード）の高画素な撮像素子１８は、撮像素子１８のサイズが一定の場合には画素ピッチが短くなるため（画素面積が狭くなるため）、撮像光学系１Ａ〜１Ｅは、この画素ピッチに応じた解像度が必要となり、その所要の解像度で例えばＭＴＦで撮像光学系１を評価した場合に例えば仕様等によって規定された所定の範囲内に諸収差を抑える必要があるが、上記実施例１〜５における撮像光学系１Ａ〜１Ｅは、各収差図に示す通り、所定の範囲内で諸収差が抑えられている。したがって、上記実施例１〜５における撮像光学系１Ａ〜１Ｅは、良好に諸収差を補正しているので、例えば５Ｍ〜８Ｍピクセルのクラスの撮像素子１８に好適に用いられる。
【０１６６】
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。
【符号の説明】
【０１６７】
ＡＸ 光軸
１、１Ａ〜１Ｅ 撮像光学系
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
１８、ＳＲ 撮像素子
２１ 撮像装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系に関し、特に、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に好適に適用される撮像光学系に関する。そして、本発明は、この撮影光学系を備える撮像装置およびこの撮像装置を搭載したデジタル機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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素子の高性能化や小型化が伸展し、これに伴って、このような撮像素子を用いた撮像装置を備えた携帯電話や携帯情報端末等のデジタル機器が普及しつつある。また、これらの撮像装置に搭載される、前記固体撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成（結像）するための撮像光学系（撮像レンズ）には、さらなる小型化や高性能化への要求が高まっている。このような用途の撮像光学系において、従来、３枚構成あるいは４枚構成の光学系が提案されており、さらに加えて近年では、より高性能化が可能であることから、５枚構成の光学系も提案されている。
【０００３】
このような撮像光学系は、例えば、特許文献１および特許文献２に開示されている。この特許文献１に開示の撮像レンズは、物体側から順に、物体側の面が凸形状の正の第１レンズと、像面側に凹面を向けた負のメニスカス形状の第２レンズと、像面側に凸面を向けた正のメニスカス形状の第３レンズと、両面が非球面形状で光軸近傍において像面側の面が凹形状の負の第４レンズと、両面が非球面形状の正または負の第５レンズとを備え、前記第１レンズのアッベ数が５０より大きく、第２レンズのアッベ数が３０より小さく、そして、前記第４レンズのアッベ数が３０より小さいものである。このような構成の撮像レンズは、前記特許文献１によれば、高画素化に対応しつつ、軸上色収差および倍率色収差の補正効果を得ることができ、また、製造時の位置ずれにより生じる像面変動を低減でき、製造適性が優れている（例えばその０００７段落）。
【０００４】
また、前記特許文献２に開示の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凸形状の負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、物体側の面が凸形状の正レンズからなる第２レンズと、絞りと、像側に凸形状の第３レンズと、光軸近傍で正の屈折力を持つ第４レンズと、像側の面が光軸近傍において像側に凹形状で周縁部では像側に凸形状となる第５レンズとを備えるものである。前記特許文献２によれば、このような構成の撮像レンズは、高解像化にともなった撮像素子の大型化や画素の高細化にも対応できるように諸収差を良好に補正した高性能なレンズ系を実現できる（例えばその０００７段落）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６４１８０号公報
【特許文献２】特開２００７−２７９２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記特許文献１に開示の撮像レンズでは、球面収差や非点収差の補正が充分とは言えず、５枚のレンズ構成としているメリットが活かし切れていない。また、前記特許文献１に開示の撮像レンズでは、さらにレンズ全長を短縮化しようとすると、性能劣化によって撮像素子の高画素化に対応することが困難となってしまう。
【０００７】
一方、前記特許文献２に開示の撮像レンズでは、第１レンズと第２レンズとで構成される前群が球面系であるため、球面収差やコマ収差の補正が充分とは言えず良好な性能を確保することが難しい。また、前記前群および第３ないし第５レンズの後群も正の屈折力を有する構成であるため、後群が負の屈折力を有するいわゆるテレフォトタイプのような構成に較べて撮像レンズの主点位置が像側となり、バックフォーカスが長くなってしまう。このため、前記特許文献２に開示の撮像レンズは、小型化に不利な構成である。
【０００８】
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、より小型化を図りつつ、諸収差をより良好に補正することができる５枚のレンズ構成の撮像光学系を提供することである。そして、本発明は、この撮像光学系を備える撮像装置およびこの撮像装置を搭載したデジタル機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、本明細書においては、次の通り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、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。
【００１０】
本発明の一態様に係る撮像光学系は、物体側から像側へ順に、物体側に凸の正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、所定の屈折力を有する第３および第４レンズと、負の屈折力を有し、像側に凹であって、中心軸に沿ったレンズ断面の輪郭線において前記中心軸の交点から有効領域端に向かった場合に前記中心軸の交点位置を除く位置に垂接点を持つ非球面形状を有する第５レンズとからなり、下記（１）ないし（４）の条件式を満たすことを特徴とする。
０．２＜｜ｆ５／ｆ｜＜０．５ ・・・（１）
１＜｜ｚ５ｏ／ｔ５｜＜４ ・・・（２）
２．５＜ｐ５ｅ／ｐ５ｃ＜５ ・・・（３）
０．６３＜Ｙ／ＴＬ＜０．９ ・・・（４）
ただし、ｆ５は、前記第５レンズの焦点距離であり、ｆは、この撮像光学系全系の焦点距離であり、ｚ５ｏは、最大画角主光線での前記第５レンズにおける物体側面のサグ量（面頂点からの変位量）であり、ｔ５は、前記第５レンズの芯厚であり、ｐ５ｅは、最大画角主光線での前記第５レンズ内におけるe線光路長であり、ｐ５ｃは、軸上主光線での前記第５レンズ内におけるｅ線光路長であり、Ｙは、最大像高であり、ＴＬは、この撮像光学系の光学全長である。
【００１１】
このような構成の撮像光学系は、５枚のレンズから構成されて成り、それぞれに上記光学特性を持たせて、これら５枚のレンズを物体側から像側へ順に配置することによって、球面収差や色収差の補正やテレセン性の確保を行うことが可能となる。特に、前記第５レンズを像側凹形状とすることによって、主点位置を物体側に寄せることができるため、このような構成の撮像光学系は、いわゆるテレフォトタイプとなってその全長の短縮化を図ることが可能となる。
【００１２】
前記条件式（１）の上限を上回ると、主点位置の移動が小さくなるため、第１レンズの正の屈折力が大きくなり、球面収差や軸上色収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（１）の下限を下回ると、歪曲収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００１３】
前記条件式（２）の上限を上回ると、第５レンズの周辺部（周縁部）で正の屈折力とすることが困難となり、テレセン性の確保が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（２）の下限を下回ると、歪曲収差に加えて非点収差や倍率色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００１４】
前記条件式（３）の上限を上回ると、第５レンズの周辺部（周縁部）で正の屈折力とすることが困難となり、テレセン性の確保が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（３）の下限を下回ると、歪曲収差に加えて非点収差や倍率色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００１５】
前記条件式（４）の上限を上回ると、第１レンズの正の屈折力が大きくなり、球面収差や軸上色収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（４）の下限を下回ると、レンズが大型化してしまい、好ましくない。
【００１６】
ここで、小型化とは、本明細書では、撮像光学系全体の中で最も物体側のレンズにおけるレンズ面から、像側焦点までの光軸上での距離をＬとし、撮像光学系全体の焦点距離をｆとした場合に、Ｌ／ｆ＜１．４を満たすことをいう。像側焦点とは、光軸と平行な平行光線が撮像光学系に入射した場合の像点をいう。また、撮像光学系の最も像側の面と像側焦点との間に、例えば、光学的ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタまたは固定撮像素子パッケージのシールガラス等の平行平板部材が配置される場合には、平行平板部材は、空気換算距離として前記式を計算するものとする。
【００１７】
また、垂接点とは、光軸に沿ったレンズ断面の輪郭線上の個々の点において、レンズ面の接平面を設定した場合に、前記接平面がレンズの光軸と垂直な平面となる点をいい、数学的には、前記輪郭線に極値を与える点をいう。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。
【００１８】
また、他の一態様では、上述の撮像光学系において、好ましくは、下記（５）の条件式を満たすことである。
０．１＜Ｒ５ｒ／ｆ＜２ ・・・（５）
ただし、Ｒ５ｒは、前記第５レンズにおける像側面の曲率半径（像側凹形状の場合をプラス（正）とする）であり、ｆは、この撮像光学系全系の焦点距離である。
【００１９】
この条件式（５）の上限を上回ると、第５レンズの周辺部（周縁部）での正の屈折力が弱まるため、テレセン性の確保が困難となって好ましくない。一方、前記条件式（５）の下限を下回ると、歪曲収差の補正が困難となって好ましくない。
【００２０】
また、他の一態様では、上述の撮像光学系において、好ましくは、前記第２レンズは、像側が凹形状であることである。
【００２１】
このような構成の撮像光学系は、前記第２レンズが像側凹形状であるので、光束を分離し、前記第３レンズでの像面湾曲を良好に補正することが可能となる。
【００２２】
また、他の一態様では、上述の撮像光学系において、好ましくは、前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置される開口絞りをさらに有することである。
【００２３】
このような構成の撮像光学系は、開口絞りが前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置されているので、非点収差やコマ収差を抑制することが可能となる。
【００２４】
また、他の一態様では、上述の撮像光学系において、好ましくは、下記（６）の条件式を満たすことである。
１．１＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．７ ・・・（６）
ただし、ｆ２は、前記第２レンズの焦点距離であり、ｆは、この撮像光学系全系の焦点距離である。
【００２５】
この条件式（６）の上限を上回ると、軸上色収差の補正が不十分となって好ましくない。一方、前記条件式（６）の下限を下回ると、コマ収差が増大してしまい、好ましくない。
【００２６】
また、他の一態様では、上述の撮像光学系において、好ましくは、下記（７）の条件式を満たすことである。
０．３＜ｆ３４／ｆ＜０．７ ・・・（７）
ただし、ｆ３４は、前記第３および第４レンズの合成焦点距離であり、ｆは、この撮像光学系全系の焦点距離である。
【００２７】
この条件式（７）の上限を上回ると、像面湾曲の補正が不十分となって好ましくない。一方、前記条件式（７）の下限を下回ると、倍率色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００２８】
また、他の一態様では、上述の撮像光学系において、好ましくは、下記（８）の条件式を満たすことである。
０．８＜ｆ１／ｆ＜１．５ ・・・（８）
ただし、ｆ１は、前記第１レンズの焦点距離であり、ｆは、この撮像光学系全系の焦点距離である。
【００２９】
この条件式（８）の上限を上回ると、前玉である第１レンズが大型化してしまい、好ましくない。一方、前記条件式（８）の下限を下回ると、球面収差や軸上色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００３０】
また、他の一態様では、上述の撮像光学系において、好ましくは、下記（９）の条件式を満たすことである。
０．６＜ｔ２３／ｔ１２＜２ ・・・（９）
ただし、ｔ２３は、前記第２レンズと第３レンズとの間における空気での軸上間隔であり、ｔ１２は、前記第１レンズと第２レンズとの間における空気での軸上間隔である。
【００３１】
この条件式（９）の上限を上回ると、コマ収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（９）の下限を下回ると、軸上色収差の補正が不十分となって、好ましくない。
【００３２】
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、前記撮像光学系が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。
【００３３】
この構成によれば、より小型化を図りつつ、諸収差をより良好に補正することができる５枚のレンズ構成の撮像光学系を用いた撮像装置を提供することができる。
【００３４】
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、前記撮像装置の撮像光学系が、前記撮像素子の撮像面上に前記被写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。
【００３５】
この構成によれば、より小型化を図りつつ、諸収差をより良好に補正することができる５枚のレンズ構成の撮像光学系を用いたデジタル機器や携帯端末を提供することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明にかかる撮像光学系は、５枚のレンズ構成であって、より小型化を図りつつ、諸収差をより良好に補正することができる。そして、本発明によれば、このような撮像光学系を用いた撮像装置およびデジタル機器の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】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】主光線の像面入射角の定義を示す模式図である。
【図３】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。
【図４】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５】実施例１における撮像光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図６】実施例２における撮像光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図７】実施例３における撮像光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図８】実施例４における撮像光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図９】実施例５における撮像光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図１０】実施例１における撮像光学系の収差図である。
【図１１】実施例２における撮像光学系の収差図である。
【図１２】実施例３における撮像光学系の収差図である。
【図１３】実施例４における撮像光学系の収差図である。
【図１４】実施例５における撮像光学系の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
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。
【００３９】
＜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、主光線の像面入射角の定義を示す模式図である。
【００４０】
図１において、この撮像光学系１は、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子１８の受光面上に、物体（被写体）の光学像を形成するものであって、物体側より像側へ順に、第１ないし第５レンズ１１〜１５の５枚のレンズから構成されて成る光学系である。撮像素子１８は、その受光面が撮像光学系１の像面と略一致するように配置される（像面＝撮像面）。なお、図１で例示した撮像光学系１は、後述する実施例１の撮像光学系１Ａ（図５）と同じ構成である。
【００４１】
そして、この撮像光学系１では、第４および第５レンズ１４、１５が所定の像面に対して固定され、第１ないし第３レンズ１１〜１３が一体に繰り出されて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。ただし、撮像光学系１では、フォーカッシングは、上記方法であるが、これ以外にも全体繰り出し構成やインナーフォーカスに適した構成を採ることも適宜可能である。
【００４２】
さらに、第１レンズ１１は、物体側に凸の正の屈折力を有し、第２レンズ１２は、像側に凹の負の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第３レンズ１３は、所定の屈折力、すなわち、正の屈折力または負の屈折力を有し、第４レンズ１４は、所定の屈折力、すなわち、正の屈折力または負の屈折力を有し、そして、第５レンズ１５は、像側に凹の負の屈折力を有している。より具体的には、図１に示す例では、第１レンズ１１は、両凸の正レンズであり、第３レンズ１３は、像側に凸の正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第４レンズ１４は、像側に凸の正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、そして、第５レンズ１５は、両凹の負レンズである。さらに、第５レンズ１５は、中心軸（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光軸ＡＸの交点位置を除く位置に垂接点ＩＰ、ＩＰを持つ非球面形状を有している。
【００４３】
これら第１ないし第５レンズ１１〜１５は、両面が非球面である。これら第１ないし第５レンズ群１１〜１５は、例えばガラスモールドレンズであってもよく、また例えば、プラスチック等の樹脂材料製レンズであってもよい。特に、携帯端末に搭載する場合には軽量化の観点から、樹脂材料製レンズが好ましい。図１に示す例では、これら第１ないし第５レンズ１１〜１５は、樹脂材料製レンズである。
【００４４】
また、この撮像光学系１は、第５レンズ１５の焦点距離をｆ５とし、この撮像光学系１全系の焦点距離をｆとし、最大画角主光線での第５レンズ１５における物体側面のサグ量（面頂点からの変位量）をｚ５ｏとし、第５レンズ１５の芯厚をｔ５とし、最大画角主光線での第５レンズ１５内におけるe線光路長をｐ５ｅとし、軸上主光線での第５レンズ１５内におけるｃ線光路長をｐ５ｃとし、最大像高をＹとし、そして、この撮像光学系１の光学全長をＴＬとした場合に、下記（１）ないし（４）の各条件式を満たしている。
０．２＜｜ｆ５／ｆ｜＜０．５ ・・・（１）
１＜｜ｚ５ｏ／ｔ５｜＜４ ・・・（２）
２．５＜ｐ５ｅ／ｐ５ｃ＜５ ・・・（３）
０．６３＜Ｙ／ＴＬ＜０．９ ・・・（４）
【００４５】
なお、主光線の像面入射角は、図２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。
【００４６】
そして、この撮像光学系１には、開口絞りの光学絞り１６が第１レンズ１１と第２レンズ１２との間に配置されている。
【００４７】
さらに、この撮像光学系１の像側、すなわち、第５レンズ１５における像側には、フィルタ１７や撮像素子１８が配置される。フィルタ１７は、平行平板状の光学素子であり、各種光学フィルタや、撮像素子のカバーガラス等を模式的に表したものである。使用用途、撮像素子、カメラの構成等に応じて、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ等の光学フィルタを適宜に配置することが可能である。撮像素子１８は、この撮像光学系１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。これらによって物体側の被写体の光学像が、撮像光学系１によりその光軸ＡＸに沿って所定の倍率で撮像素子１８の受光面まで導かれ、撮像素子１８によって前記被写体の光学像が撮像される。
【００４８】
このような構成の撮像光学系１は、５枚の第１ないし第５レンズ１１〜１５から構成されて成り、それぞれに上記光学特性を持たせて、これら５枚の第１ないし第５レンズ１１〜１５を物体側から像側へ順に配置することによって、球面収差や色収差の補正やテレセン性の確保を行うことが可能となる。特に、第５レンズ１５を像側凹形状とすることによって、主点位置を物体側に寄せることができるため、このような構成の撮像光学系１は、いわゆるテレフォトタイプとなってその全長の短縮化を図ることが可能となる。
【００４９】
前記条件式（１）は、第５レンズ１５の焦点距離を規定するものである。前記条件式（１）の上限を上回ると、主点位置の移動が小さくなるため、第１レンズ１１の正の屈折力が大きくなり、球面収差や軸上色収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（１）の下限を下回ると、歪曲収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００５０】
このような観点から下記（１’）の条件式を満足することより好ましい。
０．２５＜｜ｆ５／ｆ｜＜０．４７ ・・・（１’）
【００５１】
前記条件式（２）は、第５レンズの形状を規定するものである。前記条件式（２）の上限を上回ると、第５レンズ１５の周辺部（周縁部）で正の屈折力とすることが困難となり、テレセン性の確保が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（２）の下限を下回ると、歪曲収差に加えて非点収差や倍率色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００５２】
このような観点から下記（２’）の条件式を満足することより好ましい。
１．２＜｜ｚ５ｏ／ｔ５｜＜３．８ ・・・（２’）
【００５３】
前記条件式（３）は、第５レンズの形状を規定するものである。前記条件式（３）の上限を上回ると、第５レンズ１５の周辺部（周縁部）で正の屈折力とすることが困難となり、テレセン性の確保が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（３）の下限を下回ると、歪曲収差に加えて非点収差や倍率色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００５４】
このような観点から下記（３’）の条件式を満足することがより好ましい。
３＜ｐ５ｅ／ｐ５ｃ＜４．９ ・・・（３’）
【００５５】
前記条件式（４）は、光学系のコンパクト度合いを規定するものである。前記条件式（４）の上限を上回ると、第１レンズ１１の正の屈折力が大きくなり、球面収差や軸上色収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（４）の下限を下回ると、レンズが大型化してしまい、好ましくない。
【００５６】
このような観点から下記（４’）の条件式を満足することがより好ましい。
０．６５＜Ｙ／ＴＬ＜０．８ ・・・（４’）
【００５７】
また、上述の撮像光学系１では、第２レンズ１２は、像側が凹形状である。このため、本実施形態の撮像光学系１は、光束を分離し、第３レンズ１３での像面湾曲を良好に補正することが可能となる。
【００５８】
また、上述の撮像光学系１では、開口絞り１６は、第１レンズ１１と第２レンズ１２との間に配置されている。このため、本実施形態の撮像光学系１は、非点収差やコマ収差を抑制することが可能となる。
【００５９】
また、上述の撮像光学系１では、空気と面している全てのレンズ面が非球面である。このため、この構成によってコンパクト化と高画質化との両立が可能となっている。
【００６０】
また、上述の撮像光学系１において、第５レンズ１５における像側面の曲率半径（像側凹形状の場合をプラス（正）とする）をＲ５ｒとし、この撮像光学系１全系の焦点距離をｆとする場合に、下記（５）の条件式を満たすことが好ましい。
０．１＜Ｒ５ｒ／ｆ＜２ ・・・（５）
【００６１】
この条件式（５）は、第５レンズ１５における像面側の面形状を規定するものである。この条件式（５）の上限を上回ると、第５レンズ１５の周辺部（周縁部）での正の屈折力が弱まるため、テレセン性の確保が困難となって好ましくない。一方、前記条件式（５）の下限を下回ると、歪曲収差の補正が困難となって好ましくない。
【００６２】
このような観点から下記（５’）の条件式を満足することがより好ましい。
０．２＜Ｒ５ｒ／ｆ＜１ ・・・（５’）
【００６３】
また、上述の撮像光学系１において、第２レンズ１２の焦点距離をｆ２とし、この撮像光学系１全系の焦点距離をｆとする場合に、下記（６）の条件式を満たすことが好ましい。
１．１＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．７ ・・・（６）
【００６４】
この条件式（６）は、第２レンズの焦点距離を規定するものである。前記条件式（６）の上限を上回ると、軸上色収差の補正が不十分となって好ましくない。一方、前記条件式（６）の下限を下回ると、コマ収差が増大してしまい、好ましくない。
【００６５】
このような観点から下記（６’）の条件式を満足することがより好ましい。
１．２＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．６ ・・・（６’）
【００６６】
また、上述の撮像光学系１において、第３および第４レンズ１３，１４の合成焦点距離をｆ３４とし、この撮像光学系１全系の焦点距離をｆとする場合に、下記（７）の条件式を満たすことが好ましい。
０．３＜ｆ３４／ｆ＜０．７ ・・・（７）
【００６７】
この条件式（７）は、第３レンズと第４レンズとの合成焦点距離を規定するものである。前記条件式（７）の上限を上回ると、像面湾曲の補正が不十分となって好ましくない。一方、前記条件式（７）の下限を下回ると、倍率色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００６８】
このような観点から下記（７’）の条件式を満足することがより好ましい。
０．４＜ｆ３４／ｆ＜０．６ ・・・（７’）
【００６９】
また、上述の撮像光学系１において、第１レンズ１１の焦点距離をｆ１とし、この撮像光学系１全系の焦点距離をｆとする場合に、下記（８）の条件式を満たすことが好ましい。
０．８＜ｆ１／ｆ＜１．５ ・・・（８）
【００７０】
この条件式（８）は、第１レンズ１１の焦点距離を規定するものである。前記条件式（８）の上限を上回ると、前玉である第１レンズ１１が大型化してしまい、好ましくない。一方、前記条件式（８）の下限を下回ると、球面収差や軸上色収差の補正が困難となって、好ましくない。
【００７１】
このような観点から下記（８’）の条件式を満足することがより好ましい。
０．８１＜ｆ１／ｆ＜１．３ ・・・（８’）
【００７２】
また、上述の撮像光学系１において、第２レンズ１２と第３レンズ１３との間における空気での軸上間隔をｔ２３とし、第１レンズ１１と第２レンズ１２との間における空気での軸上間隔をｔ１２とする場合に、下記（９）の条件式を満たすことが好ましい。
０．６＜ｔ２３／ｔ１２＜２ ・・・（９）
【００７３】
この条件式（９）は、第１〜第３レンズの配置を規定するものである。前記条件式（９）の上限を上回ると、コマ収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式（９）の下限を下回ると、軸上色収差の補正が不十分となって、好ましくない。
【００７４】
このような観点から下記（９’）の条件式を満足することがより好ましい。
０．７＜ｔ２３／ｔ１２＜１．５ ・・・（９’）
【００７５】
また、これら上述の撮像光学系１において、第１ないし第３レンズ１１〜１３が一体に繰り出されて移動する駆動には、カムやステッピングモータ等が用いられてもよいし、あるいは、圧電アクチュエータが用いられてもよい。圧電アクチュエータを用いる場合では、駆動装置の体積および消費電力の増加を抑制しつつ、各群を独立に駆動させることも可能で、撮像装置の更なるコンパクト化を図ることができる。
【００７６】
また、これら上述の撮像光学系１において、非球面を有するガラスレンズが用いられる場合に、この非球面ガラスレンズは、ガラスモールド非球面レンズや、研削非球面ガラスレンズや、複合型非球面レンズ（球面ガラスレンズ上に非球面形状の樹脂を形成したもの）であってもよい。ガラスモールド非球面レンズは、大量生産に向き、好ましく、複合型非球面レンズは、基板となり得るガラス材料の種類が多いため、設計の自由度が高くなる。特に、高屈折率材料を用いた非球面レンズでは、モールド形成が容易ではないため、複合型非球面レンズが好ましい。また、片面非球面の場合には、複合型非球面レンズの利点を最大限に活用することが可能となる。
【００７７】
また、これら上述の撮像光学系１において、プラスチックレンズ（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。
【００７８】
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（Ｎｂ２Ｏ５）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（例えば図１に示す例では第１および第３レンズ１１、１３）、またはすべてのレンズ（図１に示す例では第１ないし第５レンズ１１〜１５）に、このような無機粒子を分散させたプラスチック材料を用いることにより、撮像レンズ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。
【００７９】
このような無機微粒子を分散させたプラスチック材料製レンズは、以下のように成形されることが好ましい。
【００８０】
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）＝（（ｎ２＋２）×（ｎ２−１））／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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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イ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、ポリカーボネイ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。
【００８４】
また、これら上述の撮像光学系１において、レンズが樹脂材料性レンズである場合に、前記樹脂材料として、エネルギー硬化性樹脂が用いられてもよい。
【００８５】
近年、撮像装置を低コストにかつ大量に実装する方法として、予め半田がポッティングされた基板に対し、ＩＣチップその他の電子部品と光学素子とを載置したままリフロー処理（加熱処理）し、半田を溶融させることにより電子部品と光学素子とを基板に同時実装する技術が提案されている。
【００８６】
このようなリフロー処理を用いて実装を行うために、電子部品と共に光学素子を約２００〜２６０度に加熱する必要がある。このような高温下では熱可塑性樹脂を用いたレンズは、熱変形、あるいは変色してしまい、その光学性能が低下してしまう。
【００８７】
そこで、レンズの材料として、エネルギー硬化性樹脂を使用することが好ましい。これは、ポリカーボネイト系やポリオレフィン系のような熱可塑性樹脂を用いたレンズに比べ、エネルギー硬化性樹脂が高温に曝された場合の光学性能の低下が小さく、したがって、エネルギー硬化性樹脂がリフロー処理に有効であるからである。さらに、エネルギー硬化性樹脂のレンズは、ガラスモールドレンズよりも製造しやすく安価となり、撮像光学系１を組み込んだ撮像装置における低コスト化と量産性とを両立することもできる。ここで、エネルギー硬化性樹脂には、熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂のいずれも含まれる。
【００８８】
このようなエネルギー硬化性樹脂は、一例を挙げると、新中村化学製、ＮＫエステルＤＣＰ（トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート）に重合開始剤として日本油脂製、パーブチルＯを１ｗｔ％添加し、１５０℃、１０ｍｉｎで硬化させたもの等が挙げられる。
【００８９】
＜撮像光学系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１が組み込まれたデジタル機器について説明する。
【００９０】
図３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、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Ｉ／Ｆ部３７を備えて構成される。デジタル機器３としては、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を挙げることができ、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）を含んでよい。特に、本実施形態の撮像光学系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。
【００９１】
撮像部３０は、撮像装置２１と撮像素子１８とを備えて構成される。撮像装置２１は、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１と、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とを備えて構成される。被写体からの光線は、撮像光学系１によって撮像素子１８の受光面上に結像され、被写体の光学像となる。
【００９２】
撮像素子１８は、上述したように、撮像光学系１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１８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１８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）などの撮像動作が制御される。なお、撮像素子１８は、裏面照射型の固体撮像素子であってもよい。これによって、光電変換する受光部が配線層よりも撮像光学系１側に配置されるため、後述のシェーディング補正の観点から、前記受光部に到達する実質的な光量が増加し、低輝度感度の向上や斜入射による周辺光量落ちを極めて効果的に抑制することができる。
【００９３】
画像生成部３１は、撮像素子１８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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
また、必要に応じて画像処理部３３は、撮像素子１８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１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１によって撮像素子１８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１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。
【００９７】
また、必要に応じて画像処理部３３は、撮像素子１８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。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１８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１によって撮像素子１８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。
【００９８】
なお、本実施形態では、撮像素子１８の撮像面における画素ピッチに対し、色フィルタやオンチップマイクロレンズアレイの配置のピッチを、シェーディングを軽減するように僅かに小さく設定することによって、シェーディング補正が行われてもよい。このような構成では、前記ピッチを僅かに小さく設定することによって、撮像素子１８における撮像面の周辺部に行くほど各画素に対し色フィルタやオンチップマイクロレンズアレイが撮像光学系１の光軸側へシフトするため、斜入射の光束を効率的に各画素の受光部に導くことができる。これにより撮像素子１８で発生するシェーディングが小さく抑えられる。
【００９９】
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１におけるフォーカスのためのレンズを駆動する。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
静止画を撮影する場合は、制御部３５は、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を介して撮像装置２１の図略の前記レンズ駆動装置を動作させ、第２レンズ群１２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１８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。
【０１０５】
また、動画撮影を行う場合は、制御部３５は、撮像装置２１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、撮像装置２１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、撮像装置２１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を介して撮像装置２１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１８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。
【０１０６】
このような構成では、より小型化を図りつつ、諸収差をより良好に補正することができる５枚のレンズ構成の撮像光学系１を用いた撮像装置２１およびデジタル機器３が提供される。特に、撮像光学系１は、小型化および高性能化が図られているので、小型化（コンパクト化）を図りつつ高画素な撮像素子１８を採用することができる。特に、撮像光学系１が小型で高画素撮像素子に適用可能であるので、高画素化や高機能化が進む携帯端末に好適である。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。
【０１０７】
図４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４（Ａ）は、携帯電話機の操作面を示し、図４（Ｂ）は、操作面の裏面、つまり背面を示す。
【０１０８】
図４において、携帯電話機５には、上部にアンテナ５１が備えられ、その操作面には、図４（Ａ）に示すように、長方形のディスプレイ５２、画像撮影モードの起動および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５３、シャッタボタン５５およびダイヤルボタン５６が備えられている。
【０１０９】
そして、この携帯電話機５には、携帯電話網を用いた電話機能を実現する回路が内蔵されると共に、上述した撮像部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および記憶部３６が内蔵されており、撮像部３０の撮像装置２１が背面に臨んでいる。
【０１１０】
画像撮影ボタン５３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、シャッタボタン５５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。
【０１１１】
＜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１、すなわち図３に示したようなデジタル機器３に搭載される撮像装置２１に備えられる撮像光学系１の具体的な構成を、図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【０１１２】
図５は、実施例１における撮像光学系におけるレンズの配列を示す断面図である。図９は、実施例１における撮像光学系の収差図である。図９は、無限遠の場合を示す。後述の実施例２ないし実施例５についても同様である（図１０ないし図１４）。
【０１１３】
実施例１の撮像光学系１Ａは、図５に示すように、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に配置され、フォーカシング（ピント合わせ）の際には、第４および第５レンズＬ４、Ｌ５が所定の像面に対して固定され、第１ないし第３レンズＬ１〜Ｌ３が一体に繰り出されて光軸方向に移動する。
【０１１４】
より詳しくは、実施例１の撮像光学系１Ａは、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１１５】
第１レンズＬ１は、物体側に凸形状であって凸面を向けた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、像側に凹の負の屈折力を有する負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は、像側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は、像側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、そして、第５レンズＬ５は、像側に凹形状であって凹面を向けた両凹の負レンズである。さらに、第５レンズＬ５は、中心軸（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光軸ＡＸの交点位置を除く位置に垂接点ＩＰＡ、ＩＰＡを持つ非球面形状を有しており、そして、光軸ＡＸから径方向に所定の距離離れた周辺領域において、光軸ＡＸを含む断面上で正の屈折力を有する領域を有している。すなわち、第５レンズＬ５は、光軸ＡＸから所定の距離までの範囲内（断面円形領域内）では、像側に凹形状であって像側に凹面を向けた負の屈折力を有する両凹の負レンズであり、前記所定の距離から有効領域端までの範囲内（断面リング形状領域内）では、正の屈折力を有する正レンズとなっている。また、第４レンズＬ４は、その像側に凸形状の部分が第５レンズＬ５における物体側の凹形状の部分内に入り込むように、第５レンズＬ５に対して近接して配置されている。これら第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、両面が非球面であり、樹脂材料製レンズである。
【０１１６】
光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配設される。光学絞りＳＴは、後述の実施例２および実施例３の場合も同様に、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。
【０１１７】
そして、第５レンズＬ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。平行平板ＦＴは、各種光学フィルタや撮像素子ＳＲのカバーガラス等である。
【０１１８】
図５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、平行平板ＦＴの両面および撮像素子ＳＲの受光面も１つの面として扱っており、光学絞りＳＴ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、後述の実施例２ないし実施例５についても同様である（図６ないし図９）。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１〜５の図５ないし図９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、これらの曲率などが各実施例１〜５を通じて同一であるという意味ではない。
【０１１９】
このような構成の下で、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および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲ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。
【０１２０】
実施例１の撮像光学系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。
【０１２１】
数値実施例１
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 1.987 0.502 1.54470 56.15
２＊ -662.161 0.100
３（絞り） ∞ 0.150
４＊ 7.077 0.183 1.63200 23.41
５＊ 2.455 0.359
６＊ -11.944 0.713 1.54470 56.15
７＊ -2.762 可変
８＊ -2.567 0.825 1.54470 56.15
９＊ -1.143 0.416
１０＊ -1.923 0.504 1.54470 56.15
１１＊ 2.814 0.600
１２ ∞ 0.300 1.51633 64.14
１３ ∞ 0.100
像面 ∞
非球面データ
第１面
Ｋ＝1.0018e-002，Ａ４＝-2.2545e-003，Ａ６＝-1.1382e-003，Ａ８＝4.2548e-004，Ａ１０＝-2.8106e-003，Ａ１２＝1.4111e-003，Ａ１４＝-3.9776e-003
第２面
Ｋ＝2.0000e+002，Ａ４＝1.8654e-003，Ａ６＝7.8510e-003，Ａ８＝-1.6648e-002，Ａ１０＝-1.3356e-003，Ａ１２＝-2.5634e-003，Ａ１４＝4.0137e-003
第４面
Ｋ＝-1.7915e+001，Ａ４＝-2.1802e-002，Ａ６＝5.4398e-002，Ａ８＝-8.4677e-002，Ａ１０＝4.1091e-002，Ａ１２＝-9.5315e-003，Ａ１４＝-2.1289e-003
第５面
Ｋ＝-2.8863e+000，Ａ４＝8.4837e-003，Ａ６＝5.0146e-002，Ａ８＝-2.2757e-002，Ａ１０＝-2.3635e-002，Ａ１２＝3.1893e-002，Ａ１４＝-1.2372e-002，Ａ１６＝-2.1417e-004
第６面
Ｋ＝-3.3315e+001，Ａ４＝-2.3752e-002，Ａ６＝5.2773e-003，Ａ８＝1.8787e-002，Ａ１０＝6.3762e-003，Ａ１２＝2.5602e-003，Ａ１４＝-4.3879e-003
第７面
Ｋ＝1.4566e+000，Ａ４＝-1.2393e-002，Ａ６＝1.9844e-002，Ａ８＝-1.5397e-002，Ａ１０＝7.6824e-003，Ａ１２＝2.6704e-003，Ａ１４＝-8.8074e-004
第８面
Ｋ＝4.0403e-001，Ａ４＝-5.4281e-002，Ａ６＝3.8150e-002，Ａ８＝-6.1761e-003，Ａ１０＝-1.0280e-003，Ａ１２＝7.0418e-004，Ａ１４＝-9.8832e-005
第９面
Ｋ＝-3.2233e+000，Ａ４＝-8.1613e-002，Ａ６＝3.0868e-002，Ａ８＝-2.1344e-003，Ａ１０＝-1.3325e-005，Ａ１２＝-8.1672e-005，Ａ１４＝1.1326e-005
第１０面
Ｋ＝-1.2911e+001，Ａ４＝-4.3622e-002，Ａ６＝9.6785e-003，Ａ８＝-7.1345e-005，Ａ１０＝-1.5455e-004，Ａ１２＝1.6776e-005，Ａ１４＝-5.6815e-007
第１１面
Ｋ＝-6.7848e+000，Ａ４＝-2.8511e-002，Ａ６＝4.8746e-003，Ａ８＝-7.2599e-004，Ａ１０＝8.0232e-005，Ａ１２＝-6.2087e-006，Ａ１４＝2.3630e-007
各種データ
焦点距離（Ｆｌ） 4.447 （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.805
画角（半画角）Ｗ 38.980 （ｄｅｇ）
像高（Ｙ） 3.658 （ｍｍ）
レンズ全長（ＴＬ） 5.437 （ｍｍ）
バックフォーカス（ＢＦ） 0.901
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 3.639
第２レンズＬ２ -6.039
第３レンズＬ３ 6.421
第４レンズＬ４ 3.140
第５レンズＬ５ -2.021
【０１２２】
上記の面データにおいて、面番号は、図５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。
【０１２３】
また、“ｒ”は、各面の曲率半径（単位はｍｍ）、“ｄ”は、無限遠合焦状態での光軸上の各レンズ面の間隔（軸上面間隔）、“ｎｄ”は、各レンズのｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、“νｄ”は、アッベ数をそれぞれ示している。なお、光学絞りＳＴ、平行平面板ＦＴの両面、撮像素子ＳＲ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。
【０１２４】
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＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋（１−（１＋Ｋ）ｈ２／Ｒ２）１／２］＋ΣＡｉ・ｈｉ
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。
【０１２５】
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）。
【０１２６】
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。
【０１２７】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例１の撮像レンズ１Ａにおける各収差を図１０に示す。図１０（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、この順に、球面収差（正弦条件）（LONGITUDINAL SPHERICAL ABERRATION）、非点収差（ASTIGMATISM FIELD CURVER）および歪曲収差（DISTORTION）をそれぞれ示す。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、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、実線は、サジタル（ラディアル）面における結果をそれぞれ表している。
【０１２８】
球面収差の図には、実線でｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、破線でｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）、一点鎖線でＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）の３つの光の収差をそれぞれ示してある。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。
【０１２９】
以上のような扱いは、以下に示す実施例２ないし実施例５にかかるコンストラクションデータ、各収差を示す図１１ないし図１４においても同様である。
【実施例２】
【０１３０】
図６は、実施例２における撮像光学系におけるレンズの配列を示す断面図である。図１１は、実施例２における撮像光学系の収差図である。
【０１３１】
実施例２の撮像光学系１Ｂは、図６に示すように、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に配置され、フォーカシング（ピント合わせ）の際には、第４および第５レンズＬ４、Ｌ５が所定の像面に対して固定され、第１ないし第３レンズＬ１〜Ｌ３が一体に繰り出されて光軸方向に移動する。
【０１３２】
より詳しくは、実施例２の撮像光学系１Ｂは、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１３３】
第１レンズＬ１は、物体側に凸形状であって凸面を向けた、物体側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は、像側に凹の負の屈折力を有する負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は、像側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は、像側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、そして、第５レンズＬ５は、像側に凹形状であって凹面を向けた両凹の負レンズである。さらに、第５レンズＬ５は、中心軸（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光軸ＡＸの交点位置を除く位置に垂接点ＩＰＢ、ＩＰＢを持つ非球面形状を有しており、そして、光軸ＡＸから径方向に所定の距離離れた周辺領域において、光軸ＡＸを含む断面上で正の屈折力を有する領域を有している。また、第４レンズＬ４は、その像側に凸形状の部分が第５レンズＬ５における物体側の凹形状の部分内に入り込むように、第５レンズＬ５に対して近接して配置されている。これら第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、両面が非球面であり、樹脂材料製レンズである。光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配設される。そして、第５レンズＬ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。
【０１３４】
このような構成の下で、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および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、実施例１と同様に適宜に処理される。
【０１３５】
実施例２の撮像光学系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。
【０１３６】
数値実施例２
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 2.256 0.580 1.54470 56.15
２＊ 85.922 0.100
３（絞り） ∞ 0.150
４＊ 5.238 0.300 1.63200 23.41
５＊ 2.239 0.290
６＊ -28.744 0.639 1.54470 56.15
７＊ -2.649 可変
８＊ -2.762 0.913 1.54470 56.15
９＊ -1.045 0.362
１０＊ -2.862 0.300 1.54470 56.15
１１＊ 1.550 0.600
１２ ∞ 0.300 1.51633 64.14
１３ ∞ 0.210
像面 ∞
非球面データ
第１面
Ｋ＝-5.5196e-002，Ａ４＝-3.9020e-003，Ａ６＝-9.4896e-005，Ａ８＝-1.5672e-003，Ａ１０＝-2.4317e-003，Ａ１２＝3.0294e-003，Ａ１４＝-2.7363e-003
第２面
Ｋ＝-2.0000e+002，Ａ４＝-1.5750e-002，Ａ６＝1.0718e-002，Ａ８＝-8.2950e-003，Ａ１０＝-2.7385e-003，Ａ１２＝-6.4496e-003，Ａ１４＝4.8470e-003
第４面
Ｋ＝-5.8697e+001，Ａ４＝-3.4478e-002，Ａ６＝3.3542e-002，Ａ８＝-6.3869e-002，Ａ１０＝4.0310e-002，Ａ１２＝-9.5319e-003，Ａ１４＝-2.1290e-003
第５面
Ｋ＝-6.1068e+000，Ａ４＝-2.3813e-003，Ａ６＝4.5090e-002，Ａ８＝-2.1074e-002，Ａ１０＝-2.1426e-002，Ａ１２＝2.7588e-002，Ａ１４＝-8.7929e-003，Ａ１６＝-2.1411e-004
第６面
Ｋ＝2.3961e+001，Ａ４＝-2.5352e-002，Ａ６＝6.5023e-003，Ａ８＝1.6722e-002，Ａ１０＝4.8452e-003，Ａ１２＝1.6567e-003，Ａ１４＝-3.0333e-003
第７面
Ｋ＝1.5028e+000，Ａ４＝-2.2072e-002，Ａ６＝1.7676e-002，Ａ８＝-1.4579e-002，Ａ１０＝5.7065e-003，Ａ１２＝1.9502e-003，Ａ１４＝5.4302e-004
第８面
Ｋ＝6.5978e-001，Ａ４＝-6.0721e-002，Ａ６＝3.8714e-002，Ａ８＝-7.1908e-003，Ａ１０＝-1.2013e-003，Ａ１２＝7.4111e-004，Ａ１４＝-9.8964e-005
第９面
Ｋ＝-3.4574e+000，Ａ４＝-7.5959e-002，Ａ６＝2.9136e-002，Ａ８＝-2.3224e-003，Ａ１０＝-2.6804e-005，Ａ１２＝-8.1038e-005，Ａ１４＝1.2919e-005
第１０面
Ｋ＝-2.4507e+001，Ａ４＝-4.7317e-002，Ａ６＝9.6746e-003，Ａ８＝-6.0653e-005，Ａ１０＝-1.5348e-004，Ａ１２＝1.6745e-005，Ａ１４＝-5.6620e-007
第１１面
Ｋ＝-9.1209e+000，Ａ４＝-2.6350e-002，Ａ６＝4.4494e-003，Ａ８＝-7.3730e-004，Ａ１０＝8.2386e-005，Ａ１２＝-6.0683e-006，Ａ１４＝2.3541e-007
各種データ
焦点距離（Ｆｌ） 4.318 （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.807
画角（半画角）Ｗ 39.790 （ｄｅｇ）
像高（Ｙ） 3.658 （ｍｍ）
レンズ全長（ＴＬ） 5.437 （ｍｍ）
バックフォーカス（ＢＦ） 1.010
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 4.243
第２レンズＬ２ -6.437
第３レンズＬ３ 5.310
第４レンズＬ４ 2.600
第５レンズＬ５ -1.802
【０１３７】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例２の撮像光学系１Ｂにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を図１１に示す。
【実施例３】
【０１３８】
図７は、実施例３における撮像光学系におけるレンズの配列を示す断面図である。図１２は、実施例３における撮像光学系の収差図である。
【０１３９】
実施例３の撮像光学系１Ｃは、図７に示すように、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に配置され、フォーカシング（ピント合わせ）の際には、第４および第５レンズＬ４、Ｌ５が所定の像面に対して固定され、第１ないし第３レンズＬ１〜Ｌ３が一体に繰り出されて光軸方向に移動する。
【０１４０】
より詳しくは、実施例３の撮像光学系１Ｃは、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１４１】
第１レンズＬ１は、物体側に凸形状であって凸面を向けた、物体側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は、像側に凹の負の屈折力を有する負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は、両凸の正の屈折力を有する正レンズであり、第４レンズＬ４は、像側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、そして、第５レンズＬ５は、像側に凹形状であって凹面を向けた両凹の負レンズである。さらに、第５レンズＬ５は、中心軸（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光軸ＡＸの交点位置を除く位置に垂接点ＩＰＣ、ＩＰＣを持つ非球面形状を有しており、そして、光軸ＡＸから径方向に所定の距離離れた周辺領域において、光軸ＡＸを含む断面上で正の屈折力を有する領域を有している。また、第４レンズＬ４は、その像側に凸形状の部分が第５レンズＬ５における物体側の凹形状の部分内に入り込むように、第５レンズＬ５に対して近接して配置されている。これら第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、両面が非球面であり、樹脂材料製レンズである。光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配設される。そして、第５レンズＬ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。
【０１４２】
このような構成の下で、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および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、実施例１と同様に適宜に処理される。
【０１４３】
実施例３の撮像光学系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。
【０１４４】
数値実施例３
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 2.249 0.565 1.54470 56.15
２＊ 20.827 0.105
３（絞り） ∞ 0.150
４＊ 5.950 0.300 1.63200 23.41
５＊ 2.312 0.273
６＊ 11.796 0.752 1.54470 56.15
７＊ -2.898 可変
８＊ -2.945 0.793 1.54470 56.15
９＊ -1.043 0.196
１０＊ -2.812 0.545 1.54470 56.15
１１＊ 1.435 0.600
１２ ∞ 0.300 1.51633 64.14
１３ ∞ 0.100
像面 ∞
非球面データ
第１面
Ｋ＝-1.3904e-001，Ａ４＝-5.0951e-003，Ａ６＝-4.8601e-004，Ａ８＝-2.1052e-003，Ａ１０＝-2.1626e-003，Ａ１２＝3.3772e-003，Ａ１４＝-2.7617e-003
第２面
Ｋ＝-2.0000e+002，Ａ４＝-3.3072e-002，Ａ６＝1.9291e-002，Ａ８＝-4.4768e-003，Ａ１０＝-4.7340e-003，Ａ１２＝-1.1427e-002，Ａ１４＝8.5770e-003
第４面
Ｋ＝-1.2303e+002，Ａ４＝-6.2515e-002，Ａ６＝2.9221e-002，Ａ８＝-9.3553e-003，Ａ１０＝8.8444e-003，Ａ１２＝-9.5319e-003，Ａ１４＝-2.1290e-003
第５面
Ｋ＝-9.9659e+000，Ａ４＝-1.0816e-002，Ａ６＝4.9989e-002，Ａ８＝-1.5215e-002，Ａ１０＝-2.2622e-002，Ａ１２＝2.2819e-002，Ａ１４＝-6.0890e-003，Ａ１６＝-2.1411e-004
第６面
Ｋ＝2.1422e+001，Ａ４＝-2.0245e-002，Ａ６＝9.2255e-003，Ａ８＝7.5511e-003，Ａ１０＝-1.8692e-003，Ａ１２＝-7.9787e-004，Ａ１４＝2.9551e-004
第７面
Ｋ＝1.2953e+000，Ａ４＝-1.5370e-002，Ａ６＝1.1667e-002，Ａ８＝-1.1284e-002，Ａ１０＝4.9178e-003，Ａ１２＝1.0355e-004，Ａ１４＝6.6195e-005
第８面
Ｋ＝9.1755e-001，Ａ４＝-6.4739e-002，Ａ６＝3.4622e-002，Ａ８＝-6.8981e-003，Ａ１０＝-1.1224e-003，Ａ１２＝7.3036e-004，Ａ１４＝-1.1521e-004
第９面
Ｋ＝-3.5511e+000，Ａ４＝-7.3798e-002，Ａ６＝2.7677e-002，Ａ８＝-2.4511e-003，Ａ１０＝-2.8452e-005，Ａ１２＝-7.7798e-005，Ａ１４＝1.3865e-005
第１０面
Ｋ＝-1.8068e+001，Ａ４＝-4.9726e-002，Ａ６＝9.7177e-003，Ａ８＝-4.2858e-005，Ａ１０＝-1.5254e-004，Ａ１２＝1.6726e-005，Ａ１４＝-5.4561e-007
第１１面
Ｋ＝-8.0016e+000，Ａ４＝-2.3635e-002，Ａ６＝4.7273e-003，Ａ８＝-7.4075e-004，Ａ１０＝7.9828e-005，Ａ１２＝-6.2352e-006，Ａ１４＝2.4094e-007
各種データ
焦点距離（Ｆｌ） 4.248 （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.805
画角（半画角）Ｗ 40.288 （ｄｅｇ）
像高（Ｙ） 3.658 （ｍｍ）
レンズ全長（ＴＬ） 5.452 （ｍｍ）
バックフォーカス（ＢＦ） 0.898
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 4.580
第２レンズＬ２ -6.179
第３レンズＬ３ 4.349
第４レンズＬ４ 2.584
第５レンズＬ５ -1.669
【０１４５】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例３の撮像光学系１Ｃにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を図１２に示す。
【実施例４】
【０１４６】
図８は、実施例４における撮像光学系におけるレンズの配列を示す断面図である。図１３は、実施例４における撮像光学系の収差図である。
【０１４７】
実施例４の撮像光学系１Ｄは、図８に示すように、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に配置され、フォーカシング（ピント合わせ）の際には、第４および第５レンズＬ４、Ｌ５が所定の像面に対して固定され、第１ないし第３レンズＬ１〜Ｌ３が一体に繰り出されて光軸方向に移動する。
【０１４８】
より詳しくは、実施例４の撮像光学系１Ｄは、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１４９】
第１レンズＬ１は、物体側に凸形状であって凸面を向けた、物体側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は、像側に凹の負の屈折力を有する負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は、両凸の正の屈折力を有する正レンズであり、第４レンズＬ４は、像側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、そして、第５レンズＬ５は、像側に凹形状であって凹面を向けた両凹の負レンズである。さらに、第５レンズＬ５は、中心軸（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光軸ＡＸの交点位置を除く位置に垂接点ＩＰＤ、ＩＰＤを持つ非球面形状を有しており、そして、光軸ＡＸから径方向に所定の距離離れた周辺領域において、光軸ＡＸを含む断面上で正の屈折力を有する領域を有している。また、第４レンズＬ４は、その像側に凸形状の部分が第５レンズＬ５における物体側の凹形状の部分内に入り込むように、第５レンズＬ５に対して近接して配置されている。これら第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、両面が非球面であり、樹脂材料製レンズである。光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配設される。そして、第５レンズＬ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。
【０１５０】
このような構成の下で、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および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、実施例１と同様に適宜に処理される。
【０１５１】
実施例４の撮像光学系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。
【０１５２】
数値実施例４
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 2.356 0.533 1.54470 56.15
２＊ 17.146 0.105
３（絞り） ∞ 0.150
４＊ 5.113 0.300 1.63200 23.41
５＊ 2.230 0.219
６＊ 11.303 0.770 1.54470 56.15
７＊ -2.496 可変
８＊ -4.350 0.754 1.54470 56.15
９＊ -1.016 0.203
１０＊ -1.751 0.300 1.54470 56.15
１１＊ 1.451 0.600
１２ ∞ 0.300 1.51633 64.14
１３ ∞ 0.100
像面 ∞
非球面データ
第１面
Ｋ＝-3.3975e-001，Ａ４＝-8.0710e-003，Ａ６＝-4.5206e-004，Ａ８＝-3.0556e-003，Ａ１０＝-6.7339e-004，Ａ１２＝4.1125e-003，Ａ１４＝-3.9526e-003
第２面
Ｋ＝-1.8562e+002，Ａ４＝-4.5197e-002，Ａ６＝2.6837e-002，Ａ８＝7.0199e-004，Ａ１０＝-8.9397e-003，Ａ１２＝-2.0373e-002，Ａ１４＝1.4308e-002
第４面
Ｋ＝-1.0295e+002，Ａ４＝-7.7704e-002，Ａ６＝2.2556e-002，Ａ８＝-8.7057e-004，Ａ１０＝1.0426e-002，Ａ１２＝-9.5319e-003，Ａ１４＝-2.1290e-003
第５面
Ｋ＝-1.1142e+001，Ａ４＝-2.0122e-002，Ａ６＝5.0666e-002，Ａ８＝-1.0902e-002，Ａ１０＝-2.5674e-002，Ａ１２＝1.8082e-002，Ａ１４＝-1.8686e-003，Ａ１６＝-2.1411e-004
第６面
Ｋ＝-2.3920e+001，Ａ４＝-2.1024e-002，Ａ６＝1.9440e-002，Ａ８＝9.7586e-003，Ａ１０＝-3.1907e-003，Ａ１２＝-2.6916e-003，Ａ１４＝1.2810e-003
第７面
Ｋ＝1.1237e+000，Ａ４＝-1.5128e-002，Ａ６＝1.2625e-002，Ａ８＝-8.8343e-003，Ａ１０＝4.6876e-003，Ａ１２＝-2.5871e-004，Ａ１４＝7.9000e-004
第８面
Ｋ＝1.2744e+000，Ａ４＝-8.2734e-002，Ａ６＝3.3559e-002，Ａ８＝-6.3643e-003，Ａ１０＝-1.2614e-003，Ａ１２＝6.7771e-004，Ａ１４＝-1.5198e-004
第９面
Ｋ＝-4.2066e+000，Ａ４＝-7.8037e-002，Ａ６＝2.7347e-002，Ａ８＝-2.6016e-003，Ａ１０＝-9.9851e-005，Ａ１２＝-9.4276e-005，Ａ１４＝1.4092e-005
第１０面
Ｋ＝-8.0123e+000，Ａ４＝-6.6292e-002，Ａ６＝9.0513e-003，Ａ８＝4.6582e-005，Ａ１０＝-1.2470e-004，Ａ１２＝2.0201e-005，Ａ１４＝-6.9807e-007
第１１面
Ｋ＝-1.1073e+001，Ａ４＝-2.6837e-002，Ａ６＝4.8630e-003，Ａ８＝-7.7766e-004，Ａ１０＝7.4539e-005，Ａ１２＝-6.3817e-006，Ａ１４＝3.4234e-007
各種データ
焦点距離（Ｆｌ） 4.080 （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.806
画角（半画角）Ｗ 41.648 （ｄｅｇ）
像高（Ｙ） 3.658 （ｍｍ）
レンズ全長（ＴＬ） 5.171 （ｍｍ）
バックフォーカス（ＢＦ） 0.898
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 4.952
第２レンズＬ２ -6.522
第３レンズＬ３ 3.829
第４レンズＬ４ 2.254
第５レンズＬ５ -1.410
【０１５３】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例４の撮像光学系１Ｄにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を図１３に示す。
【実施例５】
【０１５４】
図９は、実施例５における撮像光学系におけるレンズの配列を示す断面図である。図１４は、実施例５における撮像光学系の収差図である。
【０１５５】
実施例５の撮像光学系１Ｅは、図９に示すように、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に配置され、フォーカシング（ピント合わせ）の際には、第４および第５レンズＬ４、Ｌ５が所定の像面に対して固定され、第１ないし第３レンズＬ１〜Ｌ３が一体に繰り出されて光軸方向に移動する。
【０１５６】
より詳しくは、実施例５の撮像光学系１Ｅは、第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１５７】
第１レンズＬ１は、物体側に凸形状であって凸面を向けた、物体側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は、像側に凹の負の屈折力を有する負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は、両凸の正の屈折力を有する正レンズであり、第４レンズＬ４は、像側に凸の正の屈折力を有する正メニスカスレンズであり、そして、第５レンズＬ５は、像側に凹形状であって凹面を向けた両凹の負レンズである。さらに、第５レンズＬ５は、中心軸（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光軸ＡＸの交点位置を除く位置に垂接点ＩＰＥ、ＩＰＥを持つ非球面形状を有しており、そして、光軸ＡＸから径方向に所定の距離離れた周辺領域において、光軸ＡＸを含む断面上で正の屈折力を有する領域を有している。また、第４レンズＬ４は、その像側に凸形状の部分が第５レンズＬ５における物体側の凹形状の部分内に入り込むように、第５レンズＬ５に対して近接して配置されている。これら第１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、両面が非球面であり、樹脂材料製レンズである。光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配設される。そして、第５レンズＬ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。
【０１５８】
このような構成の下で、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および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、実施例１と同様に適宜に処理される。
【０１５９】
実施例５の撮像光学系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。
【０１６０】
数値実施例５
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１＊ 1.944 0.313 1.54470 56.15
２＊ 7.697 0.140
３（絞り） ∞ 0.150
４＊ 4.736 0.233 1.63200 23.41
５＊ 2.133 0.253
６＊ 12.714 0.708 1.54470 56.15
７＊ -2.549 可変
８＊ -4.690 0.672 1.54470 56.15
９＊ -0.945 0.187
１０＊ -1.558 0.332 1.54470 56.15
１１＊ 1.402 0.600
１２ ∞ 0.300 1.51633 64.14
１３ ∞ 0.100
像面 ∞
非球面データ
第１面
Ｋ＝3.9797e-004，Ａ４＝-2.7293e-003，Ａ６＝7.1174e-003，Ａ８＝-1.1611e-004，Ａ１０＝5.8533e-003，Ａ１２＝1.0141e-002，Ａ１４＝-8.0323e-003
第２面
Ｋ＝5.8354e+000，Ａ４＝-3.7434e-002，Ａ６＝2.5851e-002，Ａ８＝7.8731e-003，Ａ１０＝-7.7008e-004，Ａ１２＝-1.8181e-002，Ａ１４＝9.1211e-003
第４面
Ｋ＝-9.8549e+001，Ａ４＝-9.6661e-002，Ａ６＝1.7448e-002，Ａ８＝1.4824e-002，Ａ１０＝-7.4353e-004，Ａ１２＝-9.5317e-003，Ａ１４＝-2.1290e-003
第５面
Ｋ＝-1.1882e+001，Ａ４＝-2.0953e-002，Ａ６＝5.6183e-002，Ａ８＝-6.9163e-003，Ａ１０＝-2.8739e-002，Ａ１２＝1.2738e-002，Ａ１４＝3.8297e-003，Ａ１６＝-2.1413e-004
第６面
Ｋ＝1.3778e+001，Ａ４＝-1.7785e-002，Ａ６＝1.7964e-002，Ａ８＝9.2277e-003，Ａ１０＝-2.6895e-003，Ａ１２＝-2.4118e-003，Ａ１４＝1.1988e-003
第７面
Ｋ＝1.1693e+000，Ａ４＝-1.6238e-002，Ａ６＝1.0699e-002，Ａ８＝-8.4334e-003，Ａ１０＝4.9182e-003，Ａ１２＝-1.3302e-004，Ａ１４＝1.0244e-003
第８面
Ｋ＝5.7321e-001，Ａ４＝-7.9532e-002，Ａ６＝3.0924e-002，Ａ８＝-6.2707e-003，Ａ１０＝-1.2499e-003，Ａ１２＝6.5619e-004，Ａ１４＝-1.7383e-004
第９面
Ｋ＝-4.1331e+000，Ａ４＝-7.5389e-002，Ａ６＝2.6391e-002，Ａ８＝-2.8843e-003，Ａ１０＝-1.3616e-004，Ａ１２＝-1.0940e-004，Ａ１４＝1.0527e-005
第１０面
Ｋ＝-8.1224e+000，Ａ４＝-6.9352e-002，Ａ６＝7.1221e-003，Ａ８＝-1.7924e-004，Ａ１０＝-1.3262e-004，Ａ１２＝2.2797e-005，Ａ１４＝1.2593e-006
第１１面
Ｋ＝-1.1488e+001，Ａ４＝-2.7864e-002，Ａ６＝4.9094e-003，Ａ８＝-7.9815e-004，Ａ１０＝7.3742e-005，Ａ１２＝-6.3899e-006，Ａ１４＝3.6542e-007
各種データ
焦点距離（Ｆｌ） 3.956 （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ） 2.806
画角（半画角）Ｗ 42.394 （ｄｅｇ）
像高（Ｙ） 3.658 （ｍｍ）
レンズ全長（ＴＬ） 4.872 （ｍｍ）
バックフォーカス（ＢＦ） 0.898
各レンズの焦点距離（ｍｍ）
第１レンズＬ１ 4.686
第２レンズＬ２ -6.363
第３レンズＬ３ 3.963
第４レンズＬ４ 2.043
第５レンズＬ５ -1.303
【０１６１】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例５の撮像光学系１Ｅにおける球面収差（正弦条件）、非点収差および歪曲収差を図１４に示す。
【０１６２】
上記に列挙した実施例１〜５の撮像光学系１Ａ〜１Ｅに、上述した条件式（１）〜（９）を当てはめた場合の数値を、それぞれ、表１に示す。
【０１６３】
【表１】
【０１６４】
以上、説明したように、上記実施例１〜５における撮像光学系１Ａ〜１Ｅは、５枚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、従来の光学系より、より小型化を図りつつ、諸収差をより良好に補正することができる。そして、上記実施例１〜５における撮像光学系１Ａ〜１Ｅは、撮像装置２１およびデジタル機器３に搭載する上で、特に携帯端末５に搭載する上で小型化が充分に達成され、また、高画素な撮像素子１８を採用することができる。
【０１６５】
例えば、８Ｍピクセルや１０Ｍピクセルや１６Ｍピクセル等の約８Ｍ〜１６Ｍピクセルのクラス（グレード）の高画素な撮像素子１８は、撮像素子１８のサイズが一定の場合には画素ピッチが短くなるため（画素面積が狭くなるため）、撮像光学系１Ａ〜１Ｅは、この画素ピッチに応じた解像度が必要となり、その所要の解像度で例えばＭＴＦで撮像光学系１を評価した場合に例えば仕様等によって規定された所定の範囲内に諸収差を抑える必要があるが、上記実施例１〜５における撮像光学系１Ａ〜１Ｅは、各収差図に示す通り、所定の範囲内で諸収差が抑えられている。したがって、上記実施例１〜５における撮像光学系１Ａ〜１Ｅは、良好に諸収差を補正しているので、例えば５Ｍ〜８Ｍピクセルのクラスの撮像素子１８に好適に用いられる。
【０１６６】
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。
【符号の説明】
【０１６７】
ＡＸ 光軸
１、１Ａ〜１Ｅ 撮像光学系
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
１８、ＳＲ 撮像素子
２１ 撮像装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に、
物体側に凸の正の屈折力を有する第１レンズと、
負の屈折力を有する第２レンズと、
所定の屈折力を有する第３および第４レンズと、
負の屈折力を有し、像側に凹であって、中心軸に沿ったレンズ断面の輪郭線において前記中心軸の交点から有効領域端に向かった場合に前記中心軸の交点位置を除く位置に垂接点を持つ非球面形状を有する第５レンズとからなり、下記（１）ないし（４）の条件式を満たすことを特徴とする撮像光学系。
０．２＜｜ｆ５／ｆ｜＜０．５ ・・・（１）
１＜｜ｚ５ｏ／ｔ５｜＜４ ・・・（２）
２．５＜ｐ５ｅ／ｐ５ｃ＜５ ・・・（３）
０．６３＜Ｙ／ＴＬ＜０．９ ・・・（４）
ただし、
ｆ５：第５レンズの焦点距離
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離
ｚ５ｏ：最大画角主光線での第５レンズにおける物体側面のサグ量（面頂点からの変位量）
ｔ５：第５レンズの芯厚
ｐ５ｅ：最大画角主光線での第５レンズ内におけるe線光路長
ｐ５ｃ：軸上主光線での第５レンズ内におけるｃ線光路長
Ｙ：最大像高
ＴＬ：撮像光学系の光学全長
【請求項２】
下記（５）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。
０．１＜Ｒ５ｒ／ｆ＜２ ・・・（５）
ただし、
Ｒ５ｒ：第５レンズにおける像側面の曲率半径（像側凹形状の場合をプラス（正）とする）
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離
【請求項３】
前記第２レンズは、像側が凹形状であること
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。
【請求項４】
前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置される開口絞りをさらに有すること
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。
【請求項５】
下記（６）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。
１．１＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．７ ・・・（６）
ただし、
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離
【請求項６】
下記（７）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。
０．３＜ｆ３４／ｆ＜０．７ ・・・（７）
ただし、
ｆ３４：第３および第４レンズの合成焦点距離
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離
【請求項７】
下記（８）の条件式を満たすことを特徴とする請求項６に記載の撮像光学系。
０．８＜ｆ１／ｆ＜１．５ ・・・（８）
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離
【請求項８】
下記（９）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７のいずれか１項に記載の撮像光学系。
０．６ｔ２３／ｔ１２＜２ ・・・（９）
ただし、
ｔ２３：第２レンズと第３レンズとの間における空気での軸上間隔
ｔ１２：第１レンズと第２レンズとの間における空気での軸上間隔
【請求項９】
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、
前記撮像光学系が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。
【請求項１０】
請求項９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、
前記撮像装置の撮像光学系が、前記撮像素子の撮像面上に前記被写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。
【請求項１１】
携帯端末から成ること
を特徴とする請求項１０に記載のデジタル機器。
【請求項１】
物体側から像側へ順に、
物体側に凸の正の屈折力を有する第１レンズと、
負の屈折力を有する第２レンズと、
所定の屈折力を有する第３および第４レンズと、
負の屈折力を有し、像側に凹であって、中心軸に沿ったレンズ断面の輪郭線において前記中心軸の交点から有効領域端に向かった場合に前記中心軸の交点位置を除く位置に垂接点を持つ非球面形状を有する第５レンズとからなり、下記（１）ないし（４）の条件式を満たすことを特徴とする撮像光学系。
０．２＜｜ｆ５／ｆ｜＜０．５ ・・・（１）
１＜｜ｚ５ｏ／ｔ５｜＜４ ・・・（２）
２．５＜ｐ５ｅ／ｐ５ｃ＜５ ・・・（３）
０．６３＜Ｙ／ＴＬ＜０．９ ・・・（４）
ただし、
ｆ５：第５レンズの焦点距離
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離
ｚ５ｏ：最大画角主光線での第５レンズにおける物体側面のサグ量（面頂点からの変位量）
ｔ５：第５レンズの芯厚
ｐ５ｅ：最大画角主光線での第５レンズ内におけるe線光路長
ｐ５ｃ：軸上主光線での第５レンズ内におけるｃ線光路長
Ｙ：最大像高
ＴＬ：撮像光学系の光学全長
【請求項２】
下記（５）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。
０．１＜Ｒ５ｒ／ｆ＜２ ・・・（５）
ただし、
Ｒ５ｒ：第５レンズにおける像側面の曲率半径（像側凹形状の場合をプラス（正）とする）
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離
【請求項３】
前記第２レンズは、像側が凹形状であること
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。
【請求項４】
前記第１レンズと前記第２レンズとの間に配置される開口絞りをさらに有すること
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。
【請求項５】
下記（６）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。
１．１＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．７ ・・・（６）
ただし、
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離
【請求項６】
下記（７）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。
０．３＜ｆ３４／ｆ＜０．７ ・・・（７）
ただし、
ｆ３４：第３および第４レンズの合成焦点距離
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離
【請求項７】
下記（８）の条件式を満たすことを特徴とする請求項６に記載の撮像光学系。
０．８＜ｆ１／ｆ＜１．５ ・・・（８）
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離
【請求項８】
下記（９）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７のいずれか１項に記載の撮像光学系。
０．６ｔ２３／ｔ１２＜２ ・・・（９）
ただし、
ｔ２３：第２レンズと第３レンズとの間における空気での軸上間隔
ｔ１２：第１レンズと第２レンズとの間における空気での軸上間隔
【請求項９】
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、
前記撮像光学系が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。
【請求項１０】
請求項９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、
前記撮像装置の撮像光学系が、前記撮像素子の撮像面上に前記被写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。
【請求項１１】
携帯端末から成ること
を特徴とする請求項１０に記載のデジタル機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２０３２３４（Ｐ２０１２−２０３２３４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６８２０８（Ｐ２０１１−６８２０８）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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