(57)【要約】  本撮像光学系は、物体側凸の第１正レンズ、像側凹の第２負レンズ、両面共に光軸との交点よりもレンズ断面が物体側となる領域を有する第３レンズ、少なくとも一方面に変曲点を持つ非球面形状を有し像側凸の第４正レンズ、像側凹の第５負レンズを有する。全系、第１、第４レンズの各焦点距離をｆ、ｆ１、ｆ４とし、各面の各近軸半径をＲ１＿Ｌ３、Ｒ２＿Ｌ３とする場合に、撮像光学系は、０．５＜｜ｆ１／ｆ｜＜０．６７、０．３＜｜ｆ４／ｆ｜＜０．６３を、第３レンズは、−０．４＜ｆ／Ｒ１＿Ｌ３＜０．２、−０．６＜ｆ／Ｒ２＿Ｌ３＜０．０５を満たす。
2012132247.tif 000002
【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、
像側に凹の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レンズと、
像側に凸の正の屈折力を有する第４レンズと、
像側に凹の負の屈折力を有する第５レンズとから成り、
下記（１）および（２）の条件式を満たし、
前記第３レンズは、物体側面および像側面共に、光軸を含む断面上において前記光軸との交点よりもレンズ断面が物体側となる領域を有し、下記（Ａ１）および（Ａ２）の条件式を満たし、
前記第４レンズは、物体側面および像側面のうちの少なくとも一方の面において、光軸に沿った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変曲点を有することを特徴とする撮像光学系。
０．５＜｜ｆ１／ｆ｜＜０．６７      ・・・（１）
０．３＜｜ｆ４／ｆ｜＜０．６３      ・・・（２）
−０．４＜ｆ／Ｒ１＿Ｌ３＜０．２      ・・・（Ａ１）
−０．６＜ｆ／Ｒ２＿Ｌ３＜０．０５      ・・・（Ａ２）
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ４：第４レンズの焦点距離
ｆ：撮像光学系全系の焦点距離
Ｒ１＿Ｌ３：第３レンズの物体側面の近軸半径
Ｒ２＿Ｌ３：第３レンズの像側面の近軸半径
【請求項２】
前記第３レンズの像側面は、非球面形状であって、光軸に沿った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前記光軸の交点位置を除く位置に変曲点を有すること
を特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項３】
下記（３）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。
１＜（Ｒ１＿Ｌ４＋Ｒ２＿Ｌ４）／（Ｒ１＿Ｌ４−Ｒ２＿Ｌ４）＜２      ・・・（３）
ただし、
Ｒ１＿Ｌ４：第４レンズの物体側面における軸上曲率半径
Ｒ２＿Ｌ４：第４レンズの像側面における軸上曲率半径
【請求項４】
下記（４）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３のいずれか１項に記載の撮像光学系。
０＜｜ｆ４／ｆ３｜＜０．１２      ・・・（４）
ただし、
ｆ３：第３レンズの焦点距離
ｆ４：第４レンズの焦点距離
【請求項５】
前記第４レンズの前記変曲点は、像側面にあること
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。
【請求項６】
前記第４レンズの前記変曲点は、物体側および像側面の両面にあること
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。
【請求項７】
下記（５）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。
１５＜ｖ２＜３１      ・・・（５）
ただし、
ｖ２：第２レンズのアッベ数
【請求項８】
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７のいずれか１項に記載の撮像光学系。
１．６＜Ｎｄ２＜２．１      ・・・（６）
ただし、
Ｎｄ２：第２レンズのｄ線における屈折力
【請求項９】
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８のいずれか１項に記載の撮像光学系。
１５＜ｖ３＜３１      ・・・（７）
ただし、
ｖ３：第３レンズのアッベ数
【請求項１０】
下記（８）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。
１．６＜Ｎｄ３＜２．１      ・・・（８）
ただし、
Ｎｄ３：第３レンズのｄ線における屈折力
【請求項１１】
前記第１レンズの物体側に光学絞りをさらに備え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。
【請求項１２】
前記第３レンズの像側面は、光軸から径方向に所定の距離離れた周辺領域において、前記光軸を含む断面上で負の屈折力を有する領域を有する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。
【請求項１３】
前記第１ないし第５レンズの全ては、樹脂材料で形成された樹脂材料製レンズであることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【請求項１４】
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１５】
請求項１４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１６】
携帯端末から成ることを特徴とする請求項１５に記載のデジタル機器。
【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つつある。【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、固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズであって、物体側から順に、正の屈折力を有し物体側の凸面を向けた第１レンズ、開口絞り、負の屈折力を有し像側に凹面を向けた第２レンズ、正または負の屈折力を有する第３レンズ、正の屈折力を有し像側に凸面を向けた第４レンズ、負の屈折力を有し像側に凹面を向けた第５レンズから成り、前記第５レンズの像側面は、非球面形状であり、光軸との交点以外の位置に変曲点を有し、前記第１レンズの焦点距離をｆ１とし、全系の焦点距離をｆとする場合に、０．５０＜ｆ１／ｆ＜０．８５の条件式を満たすものである。このような構成の撮像レンズは、５枚レンズ構成であって、前記特許文献１によれば、従来タイプ（ここでは特開２００７−２６４１８０号公報や特開２００７−２７９２８２号公報に開示の光学系）よりも小型でありながらも諸収差を良好に補正することができる（例えばその００１２段落ないし００１４段落）。【０００４】
また、前記特許文献２に開示の撮像レンズは、固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズであって、物体側から順に、正の屈折力を有し物体側の凸面を向けた第１レンズと、負の屈折力を有し像側に凹面を向けた第２レンズと、正の屈折力を有し像側に凸面を向けた第３レンズと、正の屈折力を有し像側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズと、負の屈折力を有し像側に凹面を向けた第５レンズとから成り、前記第５レンズの像側の面は、非球面形状であり、光軸との交点以外の位置に変曲点を有し、開口絞りが前記第１レンズよりも像側に配置され、前記第１レンズの焦点距離をｆ１とし、前記第３レンズの焦点距離をｆ３とする場合に、０．８＜ｆ３／ｆ１＜２．６の条件式を満たすものである。このような構成の撮像レンズは、５枚レンズ構成であって、前記特許文献２によれば、従来タイプ（ここでは特開２００７−２６４１８０号公報や特開２００７−２７９２８２号公報に開示の光学系）よりも小型でありながらも諸収差を良好に補正することができる（例えばその００１２段落ないし００１５段落）。【０００５】
ところで、撮像レンズは、従来より、無限距離の物体から近接距離の物体へフォーカスした際における、周辺像高における解像度の低下が課題となっている。これは、フォーカス（合焦）を行う際に、フォーカスを行うためのフォーカスレンズを物体側へ繰り出すことにより、この撮像レンズを構成する各レンズでの光束の通過位置が変化することに起因するものである。特に、開口絞りから遠い位置に配置されたレンズでは、フォーカスの前後での各光束（互いに異なる距離でフォーカスされた場合の各光束、デフォーカスの場合の光束とフォーカスの場合の光束）の通過位置が大きく変化し、画角が大きくなるに従って、物体距離が変動した場合における像面シフトが増大し、近接フォーカスの際の性能低下の原因となっている。【０００６】
例えば、前記特許文献１および特許文献２に開示の撮像レンズは、上述の観点において第４レンズの形状が充分であると言えない点があり、フォーカスを行う際に軸外光束のレンズ入射位置が変化することに伴い、軸外光束のスポットが光軸方向にシフトする場合がある。このため、前記特許文献１および特許文献２に開示の撮像レンズは、フォーカスに伴って軸外画角の性能が低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２２４５２１号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／００４４６７号公報
【発明の概要】
【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、小型でありながら、高画角においても良好に諸収差を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。
【０００９】
本発明にかかる撮像光学系、撮像装置およびデジタル機器は、物体側から順に、物体側凸の第１正レンズ、像側凹の第２負レンズ、両面共に断面上で光軸ＡＸとの交点よりもレンズ断面が物体側となる領域を有する第３レンズ、少なくとも一方面に変曲点を持つ非球面形状を有し、像側凸の第４正レンズ、像側凹の第５負レンズを有し、全系、第１および第４レンズ１１、１４の各焦点距離をｆ、ｆ１、ｆ４とし、物体側面および像側面の各近軸半径をＲ１＿Ｌ３、Ｒ２＿Ｌ３とする場合に、ｆ１／ｆ、ｆ４／ｆ、ｆ／Ｒ１＿Ｌ３およびｆ／Ｒ２＿Ｌ３の各値は、所定の条件を満たす。このような撮像光学系、撮像装置およびデジタル機器は、５枚のレンズ構成であって、小型でありながら、高画角においても良好に諸収差を補正することができる。
【００１０】
上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】距離無限遠での実施例１における撮像光学系の縦収差図である。
【図１１】距離無限遠での実施例１における撮像光学系の横収差図である。
【図１２】距離１０ｃｍでの実施例１における撮像光学系の縦収差図である。
【図１３】距離１０ｃｍでの実施例１における撮像光学系の横収差図である。
【図１４】距離無限遠での実施例２における撮像光学系の縦収差図である。
【図１５】距離無限遠での実施例２における撮像光学系の横収差図である。
【図１６】距離１０ｃｍでの実施例２における撮像光学系の縦収差図である。
【図１７】距離１０ｃｍでの実施例２における撮像光学系の横収差図である。
【図１８】距離無限遠での実施例３における撮像光学系の縦収差図である。
【図１９】距離無限遠での実施例３における撮像光学系の横収差図である。
【図２０】距離１０ｃｍでの実施例３における撮像光学系の縦収差図である。
【図２１】距離１０ｃｍでの実施例３における撮像光学系の横収差図である。
【図２２】距離無限遠での実施例４における撮像光学系の縦収差図である。
【図２３】距離無限遠での実施例４における撮像光学系の横収差図である。
【図２４】距離１０ｃｍでの実施例４における撮像光学系の縦収差図である。
【図２５】距離１０ｃｍでの実施例４における撮像光学系の横収差図である。
【図２６】距離無限遠での実施例５における撮像光学系の縦収差図である。
【図２７】距離無限遠での実施例５における撮像光学系の横収差図である。
【図２８】距離１０ｃｍでの実施例５における撮像光学系の縦収差図である。
【図２９】距離１０ｃｍでの実施例５における撮像光学系の横収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施形態では、上述の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。
【００１３】
以下、本実施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。
【００１４】
＜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。
【００１５】
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。
【００１６】
そして、この撮像光学系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。
【００１７】
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し、第３レンズ１３は、所定の屈折力を有し、第４レンズ１４は、像側に凸の正の屈折力を有し、そして、第５レンズは、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２レンズ１２は、像側に凹の負メニスカスレンズであり、第３レンズ１３は、像側に凸の正メニスカスレンズであり、第４レンズ１４は、像側に凸の正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。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。さらに、第３レンズ１３の像側面は、光軸ＡＸに沿ったレンズ断面（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変曲点ＩＰ３、ＩＰ３を有し、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を含む断面上で負の屈折力を有する領域を有している。さらに、第３レンズ１３は、物体側面および像側面共に、光軸ＡＸを含む断面上において光軸ＡＸとの交点よりもレンズ断面が物体側となる領域を有し、下記（Ａ１）および（Ａ２）の各条件式を満たしている。
−０．４＜ｆ／Ｒ１＿Ｌ３＜０．２      ・・・（Ａ１）
−０．６＜ｆ／Ｒ２＿Ｌ３＜０．０５      ・・・（Ａ２）
ただし、ｆは、この撮像光学系１全系の焦点距離であり、Ｒ１＿Ｌ３は、第３レンズ１３の物体側面の近軸半径であり、Ｒ２＿Ｌ３は、第３レンズ１３の像側面の近軸半径ある。第４レンズ１４は、物体側面および像側面の両面が、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変曲点ＩＰ４１、ＩＰ４１；ＩＰ４２、ＩＰ４２を持っている。
【００１８】
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や低コスト化の観点から、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。
【００１９】
また、この撮像光学系１は、第１レンズ１１の焦点距離をｆ１とし、第４レンズ１４の焦点距離をｆ４とし、そして、この撮像光学系１全系の焦点距離をｆとした場合に、下記（１）および（２）の各条件式を満たしている。
０．５＜｜ｆ１／ｆ｜＜０．６７      ・・・（１）
０．３＜｜ｆ４／ｆ｜＜０．６３      ・・・（２）
【００２０】
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。
【００２１】
そして、この撮像光学系１には、例えば開口絞り等の光学絞り１６が第１レンズ１１の物体側に配置されている。
【００２２】
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。
【００２３】
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、それぞれの第１ないし第５レンズ１１〜１５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、小型でありながら、高画角においても良好に諸収差を補正することが可能となる。
【００２４】
より詳しくは、この撮像光学系１は、物体側より順に、第１レンズ１１、第２レンズ１２、第３レンズ１３、第４レンズ１４からなる正レンズ群と、負の第５レンズ１５を配置する、いわゆるテレフォトタイプであり、撮像光学系１全長の小型化に有利な構成となっている。
【００２５】
また、この撮像光学系１では、５枚レンズ構成のうちの２枚以上のレンズ（図１に示す例では第２レンズ１２および第５レンズ１５）が負レンズとされており、発散作用を有する面が多くなっている。このため、この撮像光学系１は、ペッツバール和の補正を容易とし、画面周辺部まで良好な結像性能を確保することが可能となる。
【００２６】
また、この撮像光学系１では、第３レンズ１３を物体側面および像側面共に、光軸ＡＸを含む断面上において光軸ＡＸとの交点よりもレンズ断面が物体側となる領域を有する形状とすることによって、第３レンズ１３がメニスカスレンズである場合の効果と同様に、第２レンズ１２と第３レンズ１３とは、凹面が向かい合う構成となっている。このため、この撮像光学系１は、第２レンズ１２の像側面で跳ね上げられた光束で発生するコマ収差を、無限距離の物体に対するフォーカスから近接距離の物体に対するフォーカスまでのいずれにおいても第３レンズ１３の物体側面で補正することが可能となり、高画角においてもコマ収差を良好に補正することができる。
【００２７】
そして、この条件式（Ａ１）の上限を上回ると、レンズ断面上に光軸ＡＸとの交点よりも断面が物体側となる領域を実現するためには、局所的な曲率変化が大きくなるため、フォーカスに伴う低像高での性能変動が大きくなるから、好ましくない。一方、条件式（Ａ１）の下限を下回ると、第３レンズ１３の近軸パワーが大きくなり、低像高においてフォーカスに伴う性能変動が大きくなって好ましくない。
【００２８】
また、この条件式（Ａ２）の上限を上回ると、レンズ断面上に光軸ＡＸとの交点よりも断面が物体側となる領域を実現するためには、局所的な曲率変化が大きくなるため、フォーカスに伴う低像高での性能変動が大きくなるから、好ましくない。一方、条件式（Ａ２）の下限を下回ると、第３レンズ１３の近軸パワーが大きくなり、低像高においてフォーカスに伴う性能変動が大きくなって好ましくない。
【００２９】
ここで、好ましくは、第３レンズ１３の有効領域の５０％の領域でのフィッティング曲率は、負の値をとることである。有効領域の５０％の位置のフィッティング曲率とは、レンズ面と光軸ＡＸとの交点から、最大有効半径に対して５０％以内の領域において、形状測定値を最小自乗法でフィッティングした際の半径を指すものとする。第３レンズ１３の有効領域の５０％の領域でのフィッティング曲率が負の値をとる構成とすることにより、前述のコマ収差補正の効果をより高めることができる。
【００３０】
また、この撮像光学系１は、第４レンズ１４を像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズとすることによって、第２レンズ１２で強く跳ね上げられた軸外光線を各面での屈折角を小さく抑えながら第５レンズ１５に導くことができ、軸外の収差を良好に抑えることができる。
【００３１】
また、この撮像光学系１では、第４レンズ１４の両面が前記変曲点を有して非球面形状となっている。このため、この撮像光学系１は、軸外光束で発生する収差をより良好に補正することが可能となる。そして、この撮像光学系１は、フォーカスの際に軸外光束がレンズに入射する位置が変化した場合でも、軸外光束のスポット位置が光軸方向にシフトすることを抑制することが可能となる。
【００３２】
そして、前記条件式（１）は、第１レンズ１１の焦点距離ｆ１を適切に設定し、撮像光学系１全長の短縮化と収差補正の適正化とを達成するための条件式である。この条件式（１）の上限を下回ることで、この撮像光学系１は、第１レンズ１１の屈折力を適度に維持することができ、第１レンズ１１から第４レンズ１４の合成主点をより物体側へ配置することができ、撮像光学系１全長を短くすることができる。一方、条件式（１）の下限を上回ることで、この撮像光学系１は、第１レンズ１１の屈折力が必要以上に大きくなりすぎず、第１レンズ１１で発生する高次の球面収差やコマ収差を小さく抑えることができる。
【００３３】
このような観点から、本実施形態の撮像光学系１は、下記（１’）の条件式を満足することがより好ましい。
０．５２＜｜ｆ１／ｆ｜＜０．６７      ・・・（１’）
【００３４】
また、前記条件式（２）は、第４レンズ１４の焦点距離を適切に設定し、軸外光束での収差補正の適正化を達成するための条件式である。この条件式（２）の上限を下回ることで、この撮像光学系１は、軸外光線と第５レンズ１５との屈折角を抑えることができ、軸外の収差を良好に抑えることができる。一方、条件式（２）の下限を上回ることで、この撮像光学系１は、第４レンズ１４に入射する軸外光束に対してフォーカス前後でのレンズ入射位置変化により発生する局所的なパワーの変化を適切に設定でき、無限距離の物体および近接距離の物体に対してフォーカスを行う際における軸外光線のスポット位置の光軸方向シフトを補正することができる。
【００３５】
そして、この撮像光学系１において、５枚レンズ構成のうちの最も像側に配置された第５レンズ１５における像側面は、非球面である。このため、この撮像光学系１は、画面周辺部での諸収差を良好に補正することができ、さらに、像側光束のテレセントリック特性が確保し易くなる。
【００３６】
また、上述の撮像光学系１では、第３レンズ１３の像側面は、非球面形状であって、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変曲点ＩＰ３、ＩＰ３を有している。このため、本実施形態の撮像光学系１は、像側面に変曲点ＩＰ３、ＩＰ３を有することによって、第４レンズ１４の変曲点ＩＰ４１、ＩＰ４１；ＩＰ４２、ＩＰ４２と合わせて、軸外光束のレンズに対する入射位置がフォーカシングに伴って変化した場合であっても、軸外光束の光軸方向のシフトを適切に補正することができる。
【００３７】
また、上述の撮像光学系１では、第４レンズ１４の像側面は、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変曲点ＩＰ４２、ＩＰ４２を有している。このため、本実施形態の撮像光学系１は、より像面側に変曲点ＩＰ４２、ＩＰ４２を配置することによって、軸外光束に対するパワーを適切に配置することが可能となり、軸外光束の像面湾曲をより良好に補正することが可能である。
【００３８】
また、上述の撮像光学系１では、第４レンズの物体側の面にも変曲点ＩＰ４１、ＩＰ４１を有している。すなわち、上述の撮像光学系１では、第４レンズ１４の物体側および像側面の両面は、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変曲点ＩＰ４１、ＩＰ４１；ＩＰ４２、ＩＰ４２を有している。このため、本実施形態の撮像光学系１は、第４レンズ１４の両面に変曲点ＩＰ４１、ＩＰ４１；ＩＰ４２、ＩＰ４２を配置することによって、フォーカスを行う際に軸外光束の第４レンズ１４への入射位置が変化することに伴う像面湾曲の変化を、第４レンズ１４における物体側面と像側面とで補正し合うことが可能となり、軸外光束のスポット位置変化を一層抑制することが可能となる。
【００３９】
また、上述の撮像光学系１では、第１レンズ１１の物体側に開口絞りの光学絞り１６をさらに備えている。このため、本実施形態の撮像光学系１は、光学絞り１６を第１レンズ１１の物体側に配置することによって、第５レンズ１５に対する軸外光束の入射角度を小さくすることができ、フォーカシングによる軸外光束のスポット位置変化を抑制しつつ、良好なテレセントリック特性を実現することができる。
【００４０】
また、上述の撮像光学系１では、第３レンズ１３の像側面は、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を含む断面上で負の屈折力を有する領域を有している。このため、本実施形態の撮像光学系１は、第３レンズ１３の周辺部に負の屈折率を有する領域を有することによって、第２レンズ１２で軸外光束を過度に跳ね上げる必要がなくなり、軸外光束のコマ収差および倍率色収差を良好に補正することができる。
【００４１】
また、上述の撮像光学系１では、第１ないし第５レンズ１１〜１５の全ては、樹脂材料で形成された樹脂材料製レンズである。
【００４２】
近年では、固体撮像装置全体の小型化を目的とし、同じ画素数の固体撮像素子であっても、画素ピッチが小さく、結果として撮像面サイズの小さい装置が開発されている。このような撮像面サイズの小さい固体撮像素子用の撮像光学系は、全系の焦点距離を比較的に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、手間のかかる研磨加工により製造するガラスレンズと比較すれば、全てのレンズを、射出成形により製造されるプラスチックレンズで構成することにより、曲率半径や外径の小さなレンズであっても安価に大量生産が可能となる。また、プラスチックレンズは、プレス温度を低くできることから、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を減少させ、コスト低減を図ることができる。このため、本実施形態の撮像光学系１は、所定の性能を比較的容易に実現することができ、低コスト化を図ることができる。
【００４３】
なお、これら上述の撮像光学系１において、第４レンズ１４の物体側面における軸上曲率半径をＲ１＿Ｌ４とし、第４レンズ１４の像側面における軸上曲率半径をＲ２＿Ｌ４とする場合に、下記（３）の条件式を満たすことが好ましい。
１＜（Ｒ１＿Ｌ４＋Ｒ２＿Ｌ４）／（Ｒ１＿Ｌ４−Ｒ２＿Ｌ４）＜２      ・・・（３）
【００４４】
この条件式（３）は、無限距離の物体に対してフォーカスを行う際および近接距離の物体に対してフォーカスを行う際における軸外光線のスポット位置の光軸方向シフトを適切に補正するための第４レンズ１４の形状を規定するものである。この条件式（３）の上限を下回ることで、このような構成の撮像光学系１は、第４レンズ１４に入射する軸外光束に対してフォーカス前後でのレンズ入射位置変化によって発生する局所的なパワーの変化をより適切に設定することができ、物体距離によらず良好な軸外性能を実現することができる。一方、条件式（３）の下限を上回ることで、このような構成の撮像光学系１は、第２レンズ１２で強く跳ね上げられた軸外光線を各面での屈折角を小さく抑えながら第５レンズ１５に導くことができ、軸外の収差をより良好に抑えることができる。
【００４５】
このような観点から、この撮像光学系１は、下記（３’）の条件式を満足することがより好ましい。
１．１＜（Ｒ１＿Ｌ４＋Ｒ２＿Ｌ４）／（Ｒ１＿Ｌ４−Ｒ２＿Ｌ４）＜１．６      ・・・（３’）
【００４６】
また、これら上述の撮像光学系１において、第３レンズ１３の焦点距離をｆ３とし、第４レンズ１４の焦点距離をｆ４とする場合に、下記（４）の条件式を満たすことが好ましい。
０＜｜ｆ４／ｆ３｜＜０．１２      ・・・（４）
【００４７】
この条件式（４）は、第３レンズ１３および第４レンズ１４の焦点距離を適切に設定し、良好な収差補正を達成するための条件式である。この条件式（４）の上限を下回ることで、このような構成の撮像光学系１は、第３レンズ１３と第４レンズ１４とで変曲点の位置を適切に設定することが可能となり、物体距離によらず軸外光束の像面湾曲を抑制することが可能である。
【００４８】
このような観点から、この撮像光学系１は、下記（４’）の条件式を満足することがより好ましい。
０＜｜ｆ４／ｆ３｜＜０．１      ・・・（４’）
【００４９】
また、これら上述の撮像光学系１において、第２レンズ１２のアッベ数をｖ２とする場合に、下記（５）の条件式を満たすことが好ましい。
１５＜ｖ２＜３１      ・・・（５）
【００５０】
前記条件式（５）は、第２レンズ１２のアッベ数を適切に設定するための条件式である。この条件式（５）の上限を下回ることで、このような構成の撮像光学系１は、第２レンズ１２の分散を適度に大きくすることができ、第２レンズ１２の屈折力を抑えつつ軸上色収差や倍率色収差などの色収差を良好に補正することができる。一方、条件式（５）の下限を上回ることで、このような構成の撮像光学系１は、入手しやすい材料で構成することができる。
【００５１】
このような観点から、この撮像光学系１は、下記（５’）の条件式を満足することがより好ましい。
１５＜ｖ２＜２７      ・・・（５’）
【００５２】
また、これら上述の撮像光学系において、第２レンズ１２のｄ線における屈折力をＮｄ２とする場合に、下記（６）の条件式を満たすことが好ましい。
１．６＜Ｎｄ２＜２．１      ・・・（６）
【００５３】
前記条件式（６）は、撮像光学系１全系の色収差、像面湾曲を良好に補正するための条件式である。この条件式（６）の下限を上回ることで、このような構成の撮像光学系１は、比較的分散の大きな第２レンズ２の屈折力を適度に維持することができ、色収差、像面湾曲を良好に補正することができる。一方、条件式（６）の上限を下回ることで、このような構成の撮像光学系１は、入手しやすい材料で構成することができる。
【００５４】
このような観点から、この撮像光学系１は、下記（６’）の条件式を満足することがより好ましい。
１．６＜Ｎｄ２＜２      ・・・（６’）
【００５５】
また、これら上述の撮像光学系１において、第３レンズ１３のアッベ数をｖ３とする場合に、下記（７）の条件式を満たすことが好ましい。
１５＜ｖ３＜３１      ・・・（７）
【００５６】
前記条件式（７）は、第３レンズ１３のアッベ数を適切に設定するための条件式である。この条件式（７）の上限を下回ることで、このような構成の撮像光学系１は、第３レンズ１３の分散を適度に大きくすることができ、第３レンズ１３の屈折力を抑えつつ軸外光束の色収差や倍率色収差などの色収差を良好に補正することができる。また、条件式（７）の上限を下回ることにより、このような構成の撮像光学系１は、軸上での色収差を適切に補正することも可能となる。一方、条件式（７）の下限を上回ることで、このような構成の撮像光学系１は、入手しやすい材料で構成することができる。
【００５７】
このような観点から、この撮像光学系１は、下記（７’）の条件式を満足することがより好ましい。
１５＜ｖ３＜２７      ・・・（７’）
【００５８】
また、これら上述の撮像光学系１において、第３レンズ１３のｄ線における屈折力をＮｄ３とする場合に、下記（８）の条件式を満たすことが好ましい。
１．６＜Ｎｄ３＜２．１      ・・・（８）
【００５９】
前記条件式（８）は、物体距離によらず軸外光束のスポット性能を良好に補正するための条件式である。この条件式（８）の下限を上回ることで、このような構成の撮像光学系１は、フォーカシングによって軸外光束の第３レンズ１３への入射位置が変化した場合に、軸外光束入射位置での局所的なパワーの変化を適切に設定することができる。一方、条件式（８）の上限を下回ることで、このような構成の撮像光学系１は、入手しやすい材料で構成することができる。
【００６０】
このような観点から、この撮像光学系１は、下記（８’）の条件式を満足することがより好ましい。
１．６＜Ｎｄ３＜２      ・・・（８’）
【００６１】
また、これら上述の撮像光学系１において、可動する第１ないし第５レンズ１１〜１５等の駆動には、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。
【００６２】
また、上述では、樹脂材料製レンズであったが、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てもよい。この場合に、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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、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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
＜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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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、撮像光学系１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。
【００８５】
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。
【００８６】
このような構成では、小型でありながら、高画角においても良好に諸収差を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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
＜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】
【００９２】
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、距離無限遠での、実施例１における撮像光学系の縦収差図である。図１０は、距離無限遠での、実施例１における撮像光学系の横収差図である。図１１は、距離１０ｃｍでの、実施例１における撮像光学系の縦収差図である。図１２は、距離１０ｃｍでの、実施例１における撮像光学系の横収差図である。【００９３】
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１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、全玉繰り出しで光軸ＡＸ方向に一体で移動する。【００９４】
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。【００９５】
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、像側に凹面を向けた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、像側に凸面を向けた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、像側に凸面を向けた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、両凹の負レンズである。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。そして、第３レンズＬ３の像側面は、光軸ＡＸに沿ったレンズ断面（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変曲点ＩＰＡ３、ＩＰＡ３を有し、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を含む断面上で負の屈折力を有する領域を有している。すなわち、第３レンズＬ３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、像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の正レンズであり、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、像側に凹面を向けた負の屈折力を有する負レンズとなっている。第４レンズＬ４は、物体側面および像側面の両面が、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変曲点ＩＰＡ４１、ＩＰＡ４１；ＩＰＡ４２、ＩＰＡ４２を持っている。【００９６】
光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１の物体側に配設される。光学絞りＳＴは、後述の実施例の場合も同様に、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。【００９７】
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。【００９８】
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、後述の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、これらの曲率などが各実施例を通じて同一であるという意味ではない。【００９９】
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。【０１００】
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。【０１０１】
数値実施例１
単位  ｍｍ
面データ
面番号            ｒ        ｄ        ｎｄ        νｄ        ＥＲ
物面              ∞        ∞
１（絞り表面）    ∞       0.05                               0.90
２（絞り裏面）    ∞      -0.24                               0.90
３＊            1.676      0.628      1.5447      56.15        0.94
４＊          -13.857      0.055                              0.95
５＊            4.012      0.28      1.63469      23.87        0.96
６＊            1.559      0.568                              0.95
７＊          -36.876      0.31      1.63469      23.87        1.07
８＊          -35.075      0.415                              1.23
９＊           -6.434      0.865      1.5447      56.15        1.84
１０＊         -0.965      0.229                              2.02
１１＊         -2.637      0.45      1.53048      55.72        2.29
１２＊          1.582      可変                              2.55
１３              ∞       0.3      1.51633      64.14        2.82
１４              ∞       0.4                                2.88
像面              ∞
非球面データ
第３面
Ｋ＝-2.4776E-02，Ａ４＝5.4737E-03，Ａ６＝1.8802E-03，Ａ８＝-3.1928E-03，Ａ１０＝1.7037E-02，Ａ１２＝-2.1868E-02，Ａ１４＝8.4210E-03
第４面
Ｋ＝-2.9823E+01，Ａ４＝2.9864E-02，Ａ６＝3.6878E-02，Ａ８＝-4.3208E-02，Ａ１０＝-2.3999E-02，Ａ１２＝2.7062E-02
第５面
Ｋ＝-3.0000E+01，Ａ４＝-4.4484E-02，Ａ６＝1.4564E-01，Ａ８＝-1.2728E-01，Ａ１０＝-3.2604E-02，Ａ１２＝7.7790E-02，Ａ１４＝-1.8876E-02
第６面
Ｋ＝-6.2952E+00，Ａ４＝4.7985E-02，Ａ６＝5.1872E-02，Ａ８＝-1.8852E-02，Ａ１０＝-6.3501E-03，Ａ１２＝-4.1075E-03，Ａ１４＝2.2070E-02
第７面
Ｋ＝3.0000E+01，Ａ４＝-1.2218E-01，Ａ６＝-2.6536E-02，Ａ８＝6.2354E-02，Ａ１０＝2.0372E-02，Ａ１２＝-1.8554E-02，Ａ１４＝-6.3386E-04
第８面
Ｋ＝3.0000E+01，Ａ４＝-1.0027E-01，Ａ６＝3.0627E-03，Ａ８＝1.9106E-02，Ａ１０＝1.6054E-02，Ａ１２＝-2.2771E-03，Ａ１４＝-2.7944E-03
第９面
Ｋ＝7.8257E+00，Ａ４＝-3.7724E-04，Ａ６＝2.0421E-02，Ａ８＝-1.1047E-03，Ａ１０＝-1.6207E-03，Ａ１２＝2.6445E-04
第１０面
Ｋ＝-4.0592E+00，Ａ４＝-4.3185E-02，Ａ６＝5.1578E-02，Ａ８＝-1.1842E-02，Ａ１０＝6.5318E-04，Ａ１２＝1.9046E-05
第１１面
Ｋ＝-3.0000E+01，Ａ４＝-1.4223E-02，Ａ６＝-1.5539E-03，Ａ８＝2.1085E-03，Ａ１０＝-1.9864E-04，Ａ１２＝-2.5376E-05，Ａ１４＝2.8800E-06
第１２面
Ｋ＝-1.2523E+01，Ａ４＝-3.6784E-02，Ａ６＝7.2592E-03，Ａ８＝-1.4441E-03，Ａ１０＝1.4444E-04，Ａ１２＝-5.0337E-06，Ａ１４＝3.2341E-08
各種データ
焦点距離（ｆ）            4.33  （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ）        2.4
画角（２Ｗ）             66.0  （ｄｅｇ）
像高（２Ｙ）              5.712
レンズ全長（ＴＬ）        5.143  （ｍｍ）
各レンズの焦点距離
第１レンズＬ１            2.77
第２レンズＬ２           -4.16
第３レンズＬ３          1050.32
第４レンズＬ４            1.97
第５レンズＬ５           -1.79【０１０２】
上記各種データのレンズ全長（ＴＬ）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）である。以下の各実施例も同様である。【０１０３】
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。【０１０４】
また、“ｒ”は、各面の曲率半径（単位はｍｍ）、“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）、“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、“ＥＲ”は、有効半径（ｍｍ）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。【０１０５】
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。なお、光学面の非球面形状は、面頂点を原点、物体から撮像素子に向かう向きをｚ軸の正の方向とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用い、次式により定義している。
ｚ（ｈ）＝ｃｈ２／［１＋√｛１−(1＋Ｋ)ｃ２ｈ２}]＋ΣＡｉ・ｈｉ
ただし、ｚ（ｈ）：高さｈの位置でのｚ軸方向の変位量（面頂点基準）
ｈ：ｚ軸に対して垂直な方向の高さ（ｈ２＝ｘ２＋ｙ２）
ｃ：近軸曲率（＝１／曲率半径）
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｋ：２次曲面パラメータ（円錐係数）【０１０６】
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。【０１０７】
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ないし図１３に示す。【０１０８】
図１０には、距離無限遠での縦収差図が示されており、図１２には、距離１０ｃｍでの縦収差図が示されている。図１０（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）ならびに図１２（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  CURVE）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。【０１０９】
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）の２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。【０１１０】
また、図１１には、距離無限遠での横収差図が示されており、図１３には、距離１０ｃｍでの横収差図が示されている。図１１および図１３において、左側がタンジェンシャル（メリディオナル）面の場合を示し、右側がサジタル（ラディアル）面の場合を示す。図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）および（Ｅ）ならびに図１３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）および（Ｅ）は、それぞれ、この順に、中心（光軸ＡＸ）から有効領域端までの長さを１０割とした場合に、１０割位置、７割位置、５割位置、３割位置および中心位置をそれぞれ示す。図１１および図１３の横軸は、主光線に対する入射光線高さをｍｍ単位で表しており、それらの縦軸は、像面での主光線からずれをｍｍ単位で表している。横収差の図には、縦収差図と同様に、実線でｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、破線でｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）の２つの光の収差をそれぞれ示してある。【０１１１】
以上のような扱いは、以下に示す各実施例にかかるコンストラクションデータおよび各収差においても同様である。
【実施例２】
【０１１２】
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１４は、距離無限遠での、実施例２における撮像光学系の縦収差図である。図１５は、距離無限遠での、実施例２における撮像光学系の横収差図である。図１６は、距離１０ｃｍでの、実施例２における撮像光学系の縦収差図である。図１７は、距離１０ｃｍでの、実施例２における撮像光学系の横収差図である。【０１１３】
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１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、全玉繰り出しで光軸方向ＡＸに一体で移動する。【０１１４】
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。【０１１５】
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、像側に凹面を向けた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、像側に凸面を向けた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、像側に凸面を向けた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、両凹の負レンズである。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。そして、第３レンズＬ３の像側面は、光軸ＡＸに沿ったレンズ断面（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変曲点ＩＰＢ３、ＩＰＢ３を有し、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を含む断面上で負の屈折力を有する領域を有している。第４レンズＬ４は、物体側面および像側面の両面が、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変曲点ＩＰＢ４１、ＩＰＢ４１；ＩＰＢ４２、ＩＰＢ４２を持っている。光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１の物体側に配設される。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。【０１１６】
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。【０１１７】
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。【０１１８】
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）        ∞       0.050                              0.90
２                ∞      -0.234                              0.90
３＊            1.705      0.619      1.5447      56.15        0.94
４＊          -12.589      0.060                              0.95
５＊            3.813      0.280      1.6347      23.87        0.97
６＊            1.487      0.551                              0.96
７＊           31.633      0.284      1.6347      23.87        1.09
８＊          227.339      0.411                              1.22
９＊           -4.082      0.791      1.5447      56.15        1.78
１０＊         -1.143      0.280                              1.95
１１＊        100.000      0.450      1.5305      55.72        2.29
１２＊          1.330      0.718                              2.52
１３              ∞       0.300      1.5163      64.14        2.81
１４              ∞       0.400                              2.87
像面              ∞
非球面データ
第３面
Ｋ＝-2.4169E-02，Ａ４＝4.6039E-03，Ａ６＝4.4299E-03，Ａ８＝-6.2967E-03，Ａ１０＝1.9604E-02，Ａ１２＝-2.2153E-02，Ａ１４＝8.7093E-03
第４面
Ｋ＝-3.0000E+01，Ａ４＝3.8597E-02，Ａ６＝2.8682E-02，Ａ８＝-3.8607E-02，Ａ１０＝-2.1746E-02，Ａ１２＝2.6097E-02
第５面
Ｋ＝-3.0000E+01，Ａ４＝-4.0111E-02，Ａ６＝1.4715E-01，Ａ８＝-1.3904E-01，Ａ１０＝-2.7191E-02，Ａ１２＝8.4486E-02，Ａ１４＝-2.4038E-02
第６面
Ｋ＝-6.2347E+00，Ａ４＝5.2844E-02，Ａ６＝4.9251E-02，Ａ８＝-2.9444E-02，Ａ１０＝-5.3293E-03，Ａ１２＝5.1649E-03，Ａ１４＝1.4224E-02
第７面
Ｋ＝3.0000E+01，Ａ４＝-1.2554E-01，Ａ６＝-3.2435E-02，Ａ８＝6.8221E-02，Ａ１０＝1.5202E-02，Ａ１２＝-1.5494E-02，Ａ１４＝-1.1663E-03
第８面
Ｋ＝3.0000E+01，Ａ４＝-1.0644E-01，Ａ６＝7.2777E-03，Ａ８＝1.3041E-02，Ａ１０＝2.0172E-02，Ａ１２＝-2.2879E-03，Ａ１４＝-3.2202E-03
第９面
Ｋ＝3.0525E+00，Ａ４＝3.0359E-02，Ａ６＝1.5834E-02，Ａ８＝-1.5209E-03，Ａ１０＝-1.5675E-03，Ａ１２＝3.1505E-04
第１０面
Ｋ＝-4.3678E+00，Ａ４＝-4.2739E-02，Ａ６＝5.2265E-02，Ａ８＝-1.2487E-02，Ａ１０＝6.3187E-04，Ａ１２＝4.0980E-05
第１１面
Ｋ＝3.0000E+01，Ａ４＝-3.4640E-02，Ａ６＝6.1301E-04，Ａ８＝2.1159E-03，Ａ１０＝-2.0591E-04，Ａ１２＝-2.3737E-05，Ａ１４＝2.7215E-06
第１２面
Ｋ＝-8.1632E+00，Ａ４＝-4.4745E-02，Ａ６＝8.4333E-03，Ａ８＝-1.6509E-03，Ａ１０＝1.7608E-04，Ａ１２＝-6.1754E-06，Ａ１４＝-3.5212E-08
各種データ
焦点距離（ｆ）            4.32  （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ）        2.4
画角（２Ｗ）             66.0  （ｄｅｇ）
像高（２Ｙ）              5.712
レンズ全長（ＴＬ）        5.144  （ｍｍ）
各レンズの焦点距離
第１レンズＬ１            2.79
第２レンズＬ２           -3.99
第３レンズＬ３           57.30
第４レンズＬ４            2.65
第５レンズＬ５           -2.53【０１１９】
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、歪曲収差および横収差を図１４ないし図１７に示す。
【実施例３】
【０１２０】
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１８は、距離無限遠での、実施例３における撮像光学系の縦収差図である。図１９は、距離無限遠での、実施例３における撮像光学系の横収差図である。図２０は、距離１０ｃｍでの、実施例３における撮像光学系の縦収差図である。図２１は、距離１０ｃｍでの、実施例３における撮像光学系の横収差図である。【０１２１】
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１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、全玉繰り出しで光軸方向ＡＸに一体で移動する。【０１２２】
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。【０１２３】
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、像側に凹面を向けた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、像側に凸面を向けた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、像側に凸面を向けた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、両凹の負レンズである。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。そして、第３レンズＬ３の像側面は、光軸ＡＸに沿ったレンズ断面（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変曲点ＩＰＣ３、ＩＰＣ３を有し、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を含む断面上で負の屈折力を有する領域を有している。第４レンズＬ４は、物体側面および像側面の両面が、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変曲点ＩＰＣ４１、ＩＰＣ４１；ＩＰＣ４２、ＩＰＣ４２を持っている。光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１の物体側に配設される。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。【０１２４】
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。【０１２５】
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。【０１２６】
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）        ∞       0.050                              0.93
２                ∞      -0.249                              0.93
３＊            1.638      0.628      1.5447      56.15        0.99
４＊          -29.808      0.074                              0.98
５＊            3.834      0.280      1.6347      23.87        0.99
６＊            1.575      0.598                              0.96
７＊          -27.371      0.290      1.6347      23.87        1.10
８＊          -17.083      0.439                              1.24
９＊           -6.055      0.787      1.5447      56.15        1.82
１０＊         -1.099      0.270                              2.00
１１＊         -2.700      0.450      1.5305      55.72        2.26
１２＊          1.897      0.614                              2.52
１３              ∞       0.300      1.51633      64.14      2.80
１４              ∞       0.400                              2.87
像面              ∞
非球面データ
第３面
Ｋ＝-2.6161E-02，Ａ４＝5.5904E-03，Ａ６＝1.1300E-03，Ａ８＝9.7781E-04，Ａ１０＝1.3909E-02，Ａ１２＝-2.2800E-02，Ａ１４＝1.0606E-02
第４面
Ｋ＝3.0000E+01，Ａ４＝7.2840E-03，Ａ６＝4.9916E-02，Ａ８＝-4.2139E-02，Ａ１０＝-2.9691E-02，Ａ１２＝3.2259E-02
第５面
Ｋ＝-3.0000E+01，Ａ４＝-4.4875E-02，Ａ６＝1.2052E-01，Ａ８＝-1.1603E-01，Ａ１０＝-2.3749E-02，Ａ１２＝7.5959E-02，Ａ１４＝-2.0446E-02
第６面
Ｋ＝-5.7374E+00，Ａ４＝5.1707E-02，Ａ６＝4.6553E-02，Ａ８＝-2.1443E-02，Ａ１０＝-4.2166E-03，Ａ１２＝-6.3929E-03，Ａ１４＝2.9482E-02
第７面
Ｋ＝-3.0000E+01，Ａ４＝-1.0884E-01，Ａ６＝-7.3303E-03，Ａ８＝5.5694E-02，Ａ１０＝7.3036E-03，Ａ１２＝-1.7571E-02，Ａ１４＝2.2924E-03
第８面
Ｋ＝-2.3644E+01，Ａ４＝-9.8793E-02，Ａ６＝1.2841E-02，Ａ８＝1.8725E-02，Ａ１０＝1.3480E-02，Ａ１２＝-2.2323E-03，Ａ１４＝-2.5965E-03
第９面
Ｋ＝7.4928E+00，Ａ４＝-6.5160E-03，Ａ６＝1.9507E-02，Ａ８＝-3.3695E-04，Ａ１０＝-1.6253E-03，Ａ１２＝2.6321E-04
第１０面
Ｋ＝-4.2553E+00，Ａ４＝-3.0138E-02，Ａ６＝4.4690E-02，Ａ８＝-1.1292E-02，Ａ１０＝7.5563E-04，Ａ１２＝1.1620E-05
第１１面
Ｋ＝-2.4611E+01，Ａ４＝-1.4089E-02，Ａ６＝-8.1249E-04，Ａ８＝2.0343E-03，Ａ１０＝-2.1671E-04，Ａ１２＝-2.5477E-05，Ａ１４＝3.2083E-06
第１２面
Ｋ＝-1.4309E+01，Ａ４＝-3.5876E-02，Ａ６＝6.9090E-03，Ａ８＝-1.3921E-03，Ａ１０＝1.2801E-04，Ａ１２＝-1.9273E-06，Ａ１４＝-1.3499E-07
各種データ
焦点距離（ｆ）            4.46  （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ）        2.4
画角（２Ｗ）             64.4  （ｄｅｇ）
像高（２Ｙ）              5.712
レンズ全長（ＴＬ）        5.13  （ｍｍ）
各レンズの焦点距離
第１レンズＬ１            2.86
第２レンズＬ２           -4.38
第３レンズＬ３           70.14
第４レンズＬ４            2.32
第５レンズＬ５           -2.02【０１２７】
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、歪曲収差および横収差を図１８ないし図２１に示す。
【実施例４】
【０１２８】
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２２は、距離無限遠での、実施例４における撮像光学系の縦収差図である。図２３は、距離無限遠での、実施例４における撮像光学系の横収差図である。図２４は、距離１０ｃｍでの、実施例４における撮像光学系の縦収差図である。図２５は、距離１０ｃｍでの、実施例４における撮像光学系の横収差図である。【０１２９】
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１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、全玉繰り出しで光軸方向ＡＸに一体で移動する。【０１３０】
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。【０１３１】
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、像側に凹面を向けた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、像側に凸であって正の屈折力を有する両凸の正レンズであり、第４レンズＬ４は、像側に凸面を向けた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、両凹の負レンズである。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。そして、第３レンズＬ３の像側面は、光軸ＡＸに沿ったレンズ断面（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変曲点ＩＰＤ３、ＩＰＤ３を有し、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を含む断面上で負の屈折力を有する領域を有している。第４レンズＬ４は、物体側面および像側面の両面が、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変曲点ＩＰＤ４１、ＩＰＤ４１；ＩＰＤ４２、ＩＰＤ４２を持っている。光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１の物体側に配設される。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。【０１３２】
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。【０１３３】
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。【０１３４】
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）        ∞       0.050                              0.93
２                ∞      -0.230                              0.93 
３＊            1.714      0.643      1.5447      56.15        1.00
４＊          -15.981      0.067                              0.99
５＊            3.558      0.280      1.6347      23.87        1.00
６＊            1.482      0.658                              0.98
７＊          119.637      0.304      1.6347      23.87        1.19
８＊         -183.459      0.373                              1.32
９＊           -8.273      0.915      1.5447      56.15        1.89
１０＊         -1.056      0.239                              2.06
１１＊         -2.874      0.460      1.5305      55.72        2.28
１２＊          1.654      0.641                              2.54
１３              ∞       0.300      1.5163      64.14        2.79
１４              ∞       0.400                              2.85
像面              ∞
非球面データ
第３面
Ｋ＝4.3605E-02，Ａ４＝6.2638E-03，Ａ６＝1.2637E-03，Ａ８＝4.3834E-03，Ａ１０＝1.0022E-02，Ａ１２＝-1.9394E-02，Ａ１４＝1.1590E-02
第４面
Ｋ＝-1.0376E+01，Ａ４＝3.7543E-02，Ａ６＝2.1767E-02，Ａ８＝-2.6902E-02，Ａ１０＝4.5955E-04，Ａ１２＝-1.5988E-02，Ａ１４＝2.4376E-02
第５面
Ｋ＝-2.7000E+01，Ａ４＝-2.8530E-02，Ａ６＝9.2742E-02，Ａ８＝-9.1092E-02，Ａ１０＝-1.9180E-02，Ａ１２＝4.5222E-02，Ａ１４＝-5.0635E-03
第６面
Ｋ＝-5.5170E+00，Ａ４＝5.1131E-02，Ａ６＝3.6646E-02，Ａ８＝-1.7969E-02，Ａ１０＝-3.1023E-03，Ａ１２＝-9.0009E-03，Ａ１４＝2.1984E-02
第７面
Ｋ＝2.7000E+01，Ａ４＝-9.8071E-02，Ａ６＝-1.5086E-02，Ａ８＝6.4001E-02，Ａ１０＝-2.4378E-03，Ａ１２＝-1.4545E-02，Ａ１４＝3.2187E-03
第８面
Ｋ＝-2.7000E+01，Ａ４＝-8.7815E-02，Ａ６＝2.5544E-03，Ａ８＝2.3277E-02，Ａ１０＝1.1297E-02，Ａ１２＝-7.2293E-03，Ａ１４＝2.1546E-04
第９面
Ｋ＝1.4279E+01，Ａ４＝-3.1965E-04，Ａ６＝1.7974E-02，Ａ８＝-8.8484E-04，Ａ１０＝-1.5896E-03，Ａ１２＝3.1940E-04，Ａ１４＝-1.1856E-05
第１０面
Ｋ＝-4.2286E+00，Ａ４＝-3.5281E-02，Ａ６＝4.6250E-02，Ａ８＝-1.1058E-02，Ａ１０＝7.3729E-04，Ａ１２＝2.1758E-06
第１１面
Ｋ＝-2.7000E+01，Ａ４＝-2.3263E-02，Ａ６＝3.5427E-03，Ａ８＝1.4390E-03，Ａ１０＝-2.7083E-04，Ａ１２＝-2.5351E-06，Ａ１４＝1.4468E-06
第１２面
Ｋ＝-1.2384E+01，Ａ４＝-3.7733E-02，Ａ６＝7.7759E-03，Ａ８＝-1.5034E-03，Ａ１０＝1.6735E-04，Ａ１２＝-9.6904E-06，Ａ１４＝3.5000E-07
各種データ
焦点距離（ｆ）            4.47  （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ）        2.4
画角（２Ｗ）             64.3  （ｄｅｇ）
像高（２Ｙ）              5.712
レンズ全長（ＴＬ）        5.28  （ｍｍ）
各レンズの焦点距離
第１レンズＬ１            2.87
第２レンズＬ２           -4.18
第３レンズＬ３          113.04
第４レンズＬ４            2.12
第５レンズＬ５           -1.90【０１３５】
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、歪曲収差および横収差を図２２ないし図２５に示す。
【実施例５】
【０１３６】
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２６は、距離無限遠での、実施例５における撮像光学系の縦収差図である。図２７は、距離無限遠での、実施例５における撮像光学系の横収差図である。図２８は、距離１０ｃｍでの、実施例５における撮像光学系の縦収差図である。図２９は、距離１０ｃｍでの、実施例５における撮像光学系の横収差図である。【０１３７】
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１ないし第５レンズＬ１〜Ｌ５は、全玉繰り出しで光軸方向ＡＸに一体で移動する。【０１３８】
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。【０１３９】
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、像側に凹面を向けた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、像側に凸であって正の屈折力を有する両凸の正レンズであり、第４レンズＬ４は、像側に凸面を向けた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、両凹の負レンズである。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。そして、第３レンズＬ３の像側面は、光軸ＡＸに沿ったレンズ断面（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変曲点ＩＰＥ３、ＩＰＥ３を有し、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を含む断面上で負の屈折力を有する領域を有している。第４レンズＬ４は、物体側面および像側面の両面が、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変曲点ＩＰＥ４１、ＩＰＥ４１；ＩＰＥ４２、ＩＰＥ４２を持っている。光学絞りＳＴは、第１レンズＬ１の物体側に配設される。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。【０１４０】
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。【０１４１】
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。【０１４２】
数値実施例５
単位  ｍｍ
面データ
面番号            ｒ        ｄ        ｎｄ        νｄ        ＥＲ
物面              ∞        ∞
１（絞り）        ∞       0.050                              0.93
２                ∞      -0.227                              0.93
３＊            1.735      0.610      1.5447      56.15        1.00
４＊          -14.110      0.076                              1.00
５＊            3.738      0.280      1.6347      23.87        1.01
６＊            1.506      0.640                              0.99
７＊           68.648      0.311      1.6347      23.87        1.18
８＊         -392.254      0.430                              1.30
９＊           -6.637      0.855      1.5447      56.15        1.84
１０＊         -1.062      0.272                              2.01
１１＊         -3.151      0.450      1.5305      55.72        2.28
１２＊          1.677      0.654                              2.56
１３              ∞       0.300      1.51633      64.14       2.81
１４              ∞       0.400                              2.87
像面              ∞
非球面データ
第３面
Ｋ＝-1.5659E-02，Ａ４＝5.6555E-03，Ａ６＝1.0401E-03，Ａ８＝-1.1237E-03，Ａ１０＝1.7913E-02，Ａ１２＝-2.6040E-02，Ａ１４＝1.3042E-02
第４面
Ｋ＝6.9310E-01，Ａ４＝1.7936E-02，Ａ６＝4.7828E-02，Ａ８＝-3.7104E-02，Ａ１０＝-2.7441E-02，Ａ１２＝3.1369E-02
第５面
Ｋ＝-3.0000E+01，Ａ４＝-5.4970E-02，Ａ６＝1.4864E-01，Ａ８＝-1.2588E-01，Ａ１０＝-2.2446E-02，Ａ１２＝7.8447E-02，Ａ１４＝-2.5722E-02
第６面
Ｋ＝-6.1548E+00，Ａ４＝4.8037E-02，Ａ６＝5.1166E-02，Ａ８＝-2.6692E-02，Ａ１０＝-6.2688E-03，Ａ１２＝1.5639E-02，Ａ１４＝2.2713E-03
第７面
Ｋ＝1.8830E+01，Ａ４＝-1.1068E-01，Ａ６＝-5.3972E-03，Ａ８＝3.9947E-02，Ａ１０＝2.1315E-02，Ａ１２＝-1.9017E-02，Ａ１４＝1.8082E-03
第８面
Ｋ＝-3.0000E+01，Ａ４＝-9.4649E-02，Ａ６＝3.7997E-03，Ａ８＝2.1263E-02，Ａ１０＝9.6946E-03，Ａ１２＝-3.2234E-03，Ａ１４＝-1.1341E-03
第９面
Ｋ＝9.6950E+00，Ａ４＝-1.9938E-03，Ａ６＝2.0671E-02，Ａ８＝-1.1185E-03，Ａ１０＝-1.6617E-03，Ａ１２＝2.8696E-04
第１０面
Ｋ＝-4.0078E+00，Ａ４＝-3.5714E-02，Ａ６＝4.6285E-02，Ａ８＝-1.1074E-02，Ａ１０＝6.7028E-04，Ａ１２＝1.2909E-05
第１１面
Ｋ＝-3.0000E+01，Ａ４＝-7.3442E-03，Ａ６＝-3.7052E-03，Ａ８＝2.1182E-03，Ａ１２＝-1.7127E-04，Ａ１２＝-2.5207E-05，Ａ１４＝2.7919E-06
第１２面
Ｋ＝-1.2145E+01，Ａ４＝-3.0881E-02，Ａ６＝4.6440E-03，Ａ８＝-7.3551E-04，Ａ１０＝5.2516E-05，Ａ１２＝-3.9005E-07
各種データ
焦点距離（ｆ）            4.47  （ｍｍ）
Ｆナンバ（Ｆｎｏ）        2.4
画角（２Ｗ）             64.3  （ｄｅｇ）
像高（２Ｙ）              5.712
レンズ全長（ＴＬ）        5.28  （ｍｍ）
各レンズの焦点距離
第１レンズＬ１            2.86
第２レンズＬ２           -4.14
第３レンズＬ３           91.18
第４レンズＬ４            2.19
第５レンズＬ５           -1.99【０１４３】
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、歪曲収差および横収差を図２６ないし図２９に示す。【０１４４】
上記に列挙した実施例１ないし実施例５の撮像光学系１Ａ〜１Ｅに、上述した条件式（１）〜（８）、（Ａ１）、（Ａ２）、第３レンズＬ３の物体側面および像側面における各有効領域５０％の各フィッティング曲率を当てはめた場合の数値を、それぞれ、表１に示す。【０１４５】
【表１】
2012132247.tif 000003
【０１４６】
以上、説明したように、上記実施例１ないし実施例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、小型でありながら、高画角においても良好に諸収差を補正することができる。特に、例えば、図１２（Ｂ）に○で囲んで示すように、マクロの高像高でも像面湾曲が、比較的少なく、良好に補正されている。そして、上記実施例１ないし実施例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。【０１４７】
例えば、５Ｍピクセルや８Ｍピクセル等の約５Ｍ〜８Ｍ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。【０１４８】
本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。【０１４９】
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、像側に凹の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レンズと、像側に凸の正の屈折力を有する第４レンズと、像側に凹の負の屈折力を有する第５レンズとから成り、下記（１）および（２）の条件式を満たし、前記第３レンズは、物体側面および像側面共に、光軸を含む断面上において前記光軸との交点よりもレンズ断面が物体側となる領域を有し、下記（Ａ１）および（Ａ２）の条件式を満たし、前記第４レンズは、物体側面および像側面のうちの少なくとも一方の面において、光軸に沿った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変曲点を有することを特徴とする撮像光学系。
０．５＜｜ｆ１／ｆ｜＜０．６７      ・・・（１）
０．３＜｜ｆ４／ｆ｜＜０．６３      ・・・（２）
−０．４＜ｆ／Ｒ１＿Ｌ３＜０．２      ・・・（Ａ１）
−０．６＜ｆ／Ｒ２＿Ｌ３＜０．０５      ・・・（Ａ２）
ただし、ｆ１は、前記第１レンズの焦点距離であり、ｆ４は、前記第４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、Ｒ１＿Ｌ３は、前記第３レンズの物体側面の近軸半径であり、Ｒ２＿Ｌ３は、前記第３レンズの像側面の近軸半径ある。【０１５０】
このような撮像光学系は、５枚のレンズから構成されて成り、それぞれのレンズ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、小型でありながら、高画角においても良好に諸収差を補正することが可能となる。【０１５１】
より詳しくは、この撮像光学系は、物体側より順に、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズからなる正レンズ群と、負の第５レンズを配置する、いわゆるテレフォトタイプであり、撮像光学系全長の小型化に有利な構成である。【０１５２】
また、この撮像光学系では、５枚レンズ構成のうちの２枚以上のレンズが負レンズとされており、発散作用を有する面が多くなっている。このため、この撮像光学系は、ペッツバール和の補正を容易とし、画面周辺部まで良好な結像性能を確保することが可能となる。【０１５３】
また、この撮像光学系では、前記第３レンズを物体側面および像側面共に、光軸を含む断面上において前記光軸との交点よりもレンズ断面が物体側となる領域を有する形状とすることによって、前記第３レンズがメニスカスレンズである場合の効果と同様に、前記第２レンズと前記第３レンズとは、凹面が向かい合う構成となっている。このため、この撮像光学系は、前記第２レンズの像側面で跳ね上げられた光束で発生するコマ収差を、無限距離の物体に対するフォーカスから近接距離の物体に対するフォーカスまでのいずれにおいても前記第３レンズの物体側面で補正することが可能となり、高画角においてもコマ収差を良好に補正することができる。【０１５４】
そして、前記条件式（Ａ１）の上限を上回ると、レンズ断面上に光軸との交点よりも断面が物体側となる領域を実現するためには、局所的な曲率変化が大きくなるため、フォーカスに伴う低像高での性能変動が大きくなるから、好ましくない。一方、前記条件式（Ａ１）の下限を下回ると、前記第３レンズの近軸パワーが大きくなり、低像高においてフォーカスに伴う性能変動が大きくなって好ましくない。【０１５５】
また、前記条件式（Ａ２）の上限を上回ると、レンズ断面上に光軸との交点よりも断面が物体側となる領域を実現するためには、局所的な曲率変化が大きくなるため、フォーカスに伴う低像高での性能変動が大きくなるから、好ましくない。一方、前記条件式（Ａ２）の下限を下回ると、前記第３レンズの近軸パワーが大きくなり、低像高においてフォーカスに伴う性能変動が大きくなって好ましくない。【０１５６】
また、この撮像光学系は、前記第４レンズを像側に凸面を向けた正の屈折力を有するレンズ、好ましくはメニスカスレンズとすることによって、前記第２レンズで強く跳ね上げられた軸外光線を各面での屈折角を小さく抑えながら前記第５レンズに導くことができ、軸外の収差を良好に抑えることができる。【０１５７】
また、この撮像光学系では、前記第４レンズにおける、いずれかの面もしくは両面が前記変曲点を有して非球面形状となっている。このため、この撮像光学系は、軸外光束で発生する収差をより良好に補正することが可能となる。そして、この撮像光学系は、フォーカスの際に軸外光束がレンズに入射する位置が変化した場合でも、軸外光束のスポット位置が光軸方向にシフトすることを抑制することが可能となる。【０１５８】
そして、前記条件式（１）は、前記第１レンズの焦点距離を適切に設定し、撮像光学系全長の短縮化と収差補正の適正化とを達成するための条件式である。この条件式（１）の上限を下回ることで、この撮像光学系は、前記第１レンズの屈折力を適度に維持することができ、前記第１レンズから前記第４レンズの合成主点をより物体側へ配置することができ、撮像光学系全長を短くすることができる。一方、条件式（１）の下限を上回ることで、この撮像光学系は、前記第１レンズの屈折力が必要以上に大きくなりすぎず、第１レンズで発生する高次の球面収差やコマ収差を小さく抑えることができる。【０１５９】
また、前記条件式（２）は、前記第４レンズの焦点距離を適切に設定し、軸外光束での収差補正の適正化を達成するための条件式である。この条件式（２）の上限を下回ることで、この撮像光学系は、軸外光線と前記第５レンズとの屈折角を抑えることができ、軸外の収差を良好に抑えることができる。一方、条件式（２）の下限を上回ることで、この撮像光学系は、前記第４レンズに入射する軸外光束に対してフォーカス前後でのレンズ入射位置変化により発生する局所的なパワーの変化を適切に設定でき、無限距離の物体および近接距離の物体に対してフォーカスを行う際における軸外光線のスポット位置の光軸方向シフトを補正することができる。【０１６０】
そして、この上述の撮像光学系において、５枚レンズ構成のうちの最も像側に配置された前記第５レンズにおける像側面は、非球面であることが好ましい。このような構成の撮像光学系は、画面周辺部での諸収差を良好に補正することができ、さらに、像側光束のテレセントリック特性が確保し易くなる。【０１６１】
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、Ｌ／２Ｙ＜１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。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。【０１６２】
また、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、その点の前後でその符号の正負が逆転する当該点をいう。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。【０１６３】
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３レンズの像側面は、非球面形状であって、光軸に沿った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前記光軸の交点位置を除く位置に変曲点を有することである。【０１６４】
このような撮像光学系は、像側面に前記変曲点を有することによって、前記第４レンズの前記変曲点と合わせて、軸外光束のレンズに対する入射位置がフォーカシングに伴って変化した場合であっても、軸外光束の光軸方向のシフトを適切に補正することが可能である。【０１６５】
また、他の一態様では、これら上述の撮像光学系において、好ましくは、下記（３）の条件式を満たすことである。
１＜（Ｒ１＿Ｌ４＋Ｒ２＿Ｌ４）／（Ｒ１＿Ｌ４−Ｒ２＿Ｌ４）＜２      ・・・（３）
ただし、Ｒ１＿Ｌ４は、前記第４レンズの物体側面における軸上曲率半径であり、Ｒ２＿Ｌ４は、前記第４レンズの像側面における軸上曲率半径である。【０１６６】
前記条件式（３）は、無限距離の物体に対してフォーカスを行う際および近接距離の物体に対してフォーカスを行う際における軸外光線のスポット位置の光軸方向シフトを適切に補正するための第４レンズの形状を規定するものである。この条件式（３）の上限を下回ることで、この撮像光学系は、前記第４レンズに入射する軸外光束に対してフォーカスの前後でのレンズ入射位置変化によって発生する局所的なパワーの変化をより適切に設定することができ、物体距離によらず良好な軸外性能を実現することができる。一方、条件式（３）の下限を上回ることで、この撮像光学系は、前記第２レンズで強く跳ね上げられた軸外光線を各面での屈折角を小さく抑えながら前記第５レンズに導くことができ、軸外の収差をより良好に抑えることができる。【０１６７】
また、他の一態様では、これら上述の撮像光学系において、好ましくは、下記（４）の条件式を満たすことである。
０＜｜ｆ４／ｆ３｜＜０．１２      ・・・（４）
ただし、ｆ３は、前記第３レンズの焦点距離であり、ｆ４は、前記第４レンズの焦点距離である。【０１６８】
前記条件式（４）は、前記第３レンズおよび前記第４レンズの焦点距離を適切に設定し、良好な収差補正を達成するための条件式である。この条件式（４）の上限を下回ることで、この撮像光学系は、前記第３レンズと前記第４レンズとで変曲点の位置を適切に設定することが可能となり、物体距離によらず軸外光束の像面湾曲を抑制することが可能である。【０１６９】
また、他の一態様では、これら上述の撮像光学系において、好ましくは、前記第４レンズの前記変曲点は、像側面にあることである。【０１７０】
このような構成の撮像光学系は、より像面側に前記変曲点を配置することによって、軸外光束に対するパワーを適切に配置することが可能となり、軸外光束の像面湾曲をより良好に補正することが可能である。【０１７１】
また、他の一態様では、これら上述の撮像光学系において、好ましくは、前記第４レンズの前記変曲点は、物体側および像側面の両面にあることである。【０１７２】
このような構成の撮像光学系は、前記第４レンズの両面に前記変曲点を配置することによって、フォーカスを行う際に軸外光束の前記第４レンズへの入射位置が変化することに伴う像面湾曲の変化を、前記第４レンズにおける物体側面と像側面とで補正し合うことが可能となり、軸外光束のスポット位置変化を一層抑制することが可能となる。【０１７３】
また、他の一態様では、これら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。
１５＜ｖ２＜３１      ・・・（５）
ただし、ｖ２は、前記第２レンズのアッベ数である。【０１７４】
前記条件式（５）は、前記第２レンズのアッベ数を適切に設定するための条件式である。この条件式（５）の上限を下回ることで、この撮像光学系は、前記第２レンズの分散を適度に大きくすることができ、前記第２レンズの屈折力を抑えつつ軸上色収差や倍率色収差などの色収差を良好に補正することができる。一方、条件式（５）の下限を上回ることで、この撮像光学系は、入手しやすい材料で構成することができる。【０１７５】
また、他の一態様では、これら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。
１．６＜Ｎｄ２＜２．１      ・・・（６）
ただし、Ｎｄ２は、前記第２レンズのｄ線における屈折力である。【０１７６】
前記条件式（６）は、撮像光学系全系の色収差、像面湾曲を良好に補正するための条件式である。この条件式（６）の下限を上回ることで、この撮像光学系は、比較的分散の大きな前記第２レンズの屈折力を適度に維持することができ、色収差、像面湾曲を良好に補正することができる。一方、条件式（６）の上限を下回ることで、この撮像光学系は、入手しやすい材料で構成することができる。【０１７７】
また、他の一態様では、これら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。
１５＜ｖ３＜３１      ・・・（７）
ただし、ｖ３は、前記第３レンズのアッベ数である。【０１７８】
前記条件式（７）は、前記第３レンズのアッベ数を適切に設定するための条件式である。この条件式（７）の上限を下回ることで、この撮像光学系は、前記第３レンズの分散を適度に大きくすることができ、前記第３レンズの屈折力を抑えつつ軸外光束の色収差や倍率色収差などの色収差を良好に補正することができる。また、条件式（７）の上限を下回ることにより、この撮像光学系は、軸上での色収差を適切に補正することも可能となる。一方、条件式（７）の下限を上回ることで、この撮像光学系は、入手しやすい材料で構成することができる。【０１７９】
また、他の一態様では、これら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。
１．６＜Ｎｄ３＜２．１      ・・・（８）
ただし、Ｎｄ３は、前記第３レンズのｄ線における屈折力である。【０１８０】
前記条件式（８）は、物体距離によらず軸外光束のスポット性能を良好に補正するための条件式である。この条件式（８）の下限を上回ることで、この撮像光学系は、フォーカシングによって軸外光束の前記第３レンズへの入射位置が変化した場合に、軸外光束入射位置での局所的なパワーの変化を適切に設定することができる。一方、条件式（８）の上限を下回ることで、この撮像光学系は、入手しやすい材料で構成することができる。【０１８１】
また、他の一態様では、これら上述の撮像光学系において、好ましくは、前記第１レンズの物体側に光学絞りをさらに備えることである。【０１８２】
このような撮像光学系は、光学絞りを前記第１レンズの物体側に配置することによって、前記第５レンズに対する軸外光束の入射角度を小さくすることができ、フォーカシングによる軸外光束のスポット位置変化を抑制しつつ、良好なテレセントリック特性を実現することができる。【０１８３】
また、他の一態様では、これら上述の撮像光学系において、好ましくは、前記第３レンズの像側面は、光軸から径方向に所定の距離離れた周辺領域において、前記光軸を含む断面上で負の屈折力を有する領域を有することである。【０１８４】
このような撮像光学系は、前記第３レンズの周辺部に負の屈折率を有する領域を有することによって、前記第２レンズで軸外光束を過度に跳ね上げる必要がなくなり、軸外光束のコマ収差および倍率色収差を良好に補正することができる。【０１８５】
また、他の一態様では、これら上述の撮像光学系において、好ましくは、前記第１ないし第５レンズの全ては、樹脂材料で形成された樹脂材料製レンズであることである。【０１８６】
この構成によれば、樹脂材料製レンズが用いられるので、所定の面形状を比較的容易に実現することができ、また、コストの低減を図ることができる。このため、このような撮像光学系は、所定の性能を比較的容易に実現することができ、低コスト化を図ることができる。【０１８７】
また、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。【０１８８】
この構成によれば、小型でありながら、高画角においても良好に諸収差を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。したがって、このような撮像装置は、小型化および高性能化を図ることができる。【０１８９】
また、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。そして、好ましくは、デジタル機器は、携帯端末から成る。【０１９０】
この構成によれば、小型でありながら、高画角においても良好に諸収差を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。したがって、このようなデジタル機器や携帯端末は、小型化および高性能化を図ることができる。【０１９１】
この出願は、２０１１年３月２５日に出願された日本国特許出願特願２０１１−６８２０９を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。【０１９２】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１９３】
本発明によれば、撮像光学系、撮像装置およびデジタル機器を提供することができる。
【図１】
2012132247.tif 000004
【図２】
2012132247.tif 000005
【図３】
2012132247.tif 000006
【図４】
2012132247.tif 000007
【図５】
2012132247.tif 000008
【図６】
2012132247.tif 000009
【図７】
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【図８】
2012132247.tif 000011
【図９】
2012132247.tif 000012
【図１０】
2012132247.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2012132247.tif 000019
【図１７】
2012132247.tif 000020
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2012132247.tif 000023
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2012132247.tif 000029
【図２７】
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【図２８】
2012132247.tif 000031
【図２９】
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【国際調査報告】
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