特許 6146738 撮像レンズ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6146738

(24)【登録日】2017年5月26日

(45)【発行日】2017年6月14日

(54)【発明の名称】撮像レンズ

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/00 20060101AFI20170607BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20170607BHJP

【ＦＩ】

   G02B13/00

   G02B13/18

【請求項の数】5

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-94811(P2013-94811)

(22)【出願日】2013年4月27日

(65)【公開番号】特開2014-215567(P2014-215567A)

(43)【公開日】2014年11月17日

【審査請求日】2016年4月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】708000650

【氏名又は名称】株式会社オプトロジック

(73)【特許権者】

【識別番号】391014055

【氏名又は名称】カンタツ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】久保田 洋治

(72)【発明者】

【氏名】久保田 賢一

(72)【発明者】

【氏名】平野 整

(72)【発明者】

【氏名】米澤 友浩

【審査官】 瀬戸 息吹

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００７７１８１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−２３７４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０３１０４９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−００８４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００９３９４２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ９／００ − １７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２ − ２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００ − ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側から像面側に向かって順に、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、負の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズとを配置して構成され、
前記第１レンズは、曲率半径が正となる物体側の面および曲率半径が負となる像面側の面を有し、
前記第２レンズは、曲率半径が負となる物体側の面を有し、
前記第３レンズは、曲率半径が共に正となる物体側の面および像面側の面を有し、このうちの像面側の面は変曲点を有する非球面形状に形成されており、
前記第４レンズは、曲率半径が共に負となる物体側の面および像面側の面を有し、
前記第５レンズは、曲率半径が負となる物体側の面および曲率半径が正となる像面側の面を有し、
前記第１レンズのアッベ数をνｄ１、前記第２レンズのアッベ数をνｄ２、レンズ系全体の焦点距離をｆ、前記第４レンズおよび前記第５レンズの合成焦点距離をｆ４５としたとき、
４５＜νｄ１＜７５
２０＜νｄ２＜３５
−１０．０＜ｆ４５／ｆ＜−１．０
を満足する撮像レンズ。

【請求項2】

前記第１レンズおよび前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２としたとき、
−１．０＜ｆ１２／ｆ４５＜−０．２
を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。

【請求項3】

前記第３レンズの焦点距離をｆ３としたとき、
−３０＜ｆ３／ｆ＜−１５
を満足する請求項１または２に記載の撮像レンズ。

【請求項4】

前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第３レンズの焦点距離をｆ３としたとき、
０．０１＜ｆ２／ｆ３＜０．１
を満足する請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像レンズ。

【請求項5】

前記第３レンズの像面側の面の曲率半径をＲ３ｒ、前記第４レンズの物体側の面の曲率半径をＲ４ｆとしたとき、
−１．０＜Ｒ４ｆ／Ｒ３ｒ＜−０．２
を満足する請求項１〜４のいずれか一項に記載の撮像レンズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子上に被写体像を形成する撮像レンズに係り、携帯電話機や携帯情報端末等の携帯機器に内蔵されるカメラ、デジタルスティルカメラ、セキュリティカメラ、車載カメラ、ネットワークカメラ等の比較的小型のカメラへの組み込みが好適な撮像レンズに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、通話主体の携帯電話機に代わり、携帯電話機に携帯情報端末（PDA）やパーソナルコンピュータの機能を付加した、いわゆるスマートフォン（smartphone）が普及してきている。スマートフォンは携帯電話機に比べて高機能であるため、カメラで撮影された画像は様々なアプリケーションで利用される。例えば、スマートフォンを利用することにより、撮影した画像を印刷して観賞するといった用途の他に、当該画像を加工してゲームのキャラクタ等に利用したり、スマートフォンの表示画面において化粧シミュレーションや衣服の試着シミュレーション等を行ったりすることができるようになる。このような従来では一般的ではなかった撮影画像の利用用途は若年者層を中心に定着しつつある。

【0003】

ところで、一般的に携帯電話機やスマートフォンの製品群は、初級者向けの製品から上級者向けの製品まで様々な仕様の製品から構成されることが多い。このうち上級者向けに開発された製品に組み込まれる撮像レンズには、近年の高画素化された撮像素子にも対応することのできる解像度の高いレンズ構成が要求される。一方で上述のような用途に使用されるスマートフォンに組み込まれる撮像レンズに対しては、高解像度であることよりもむしろ小型であることや画角が広いこと、すなわち広角であることの方が重要な要素として要求される。特に最近ではスマートフォンの小型化や高機能化に伴ってより小型で広角の撮像レンズが要求されるようになってきた。

【0004】

このように、携帯電話機やスマートフォンでは、製品群における位置付けによって当該携帯電話機やスマートフォンに組込まれる撮像レンズの仕様に若干の相違が生じる。本来、要求される仕様毎に最適なレンズ構成を選択することが望ましいものの、開発期間の短縮やコスト削減等を図る必要もあり、解像度が高く、小型で広角の撮像レンズの開発が進められている。

【0005】

５枚構成からなるレンズ構成は設計自由度が高いことから、次世代の撮像レンズに採用されるレンズ構成として期待されている。５枚構成の撮像レンズとしては、例えば特許文献１に記載の撮像レンズが知られている。この撮像レンズは、物体側から順に、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、正または負の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズとから構成される。当該構成において第１レンズは、物体側に凸面を向けたレンズ形状に形成され、第２レンズは像面側に凹面を向けたレンズ形状に形成される。また、第４レンズは像面側に凸面を向けたレンズ形状に形成され、第５レンズは、変曲点を有する非球面形状であって、像面側に凹面を向けたレンズ形状に形成される。このうち第１レンズおよび第２レンズは、こうした屈折力の配列および各レンズの形状に加え、両者のアッベ数の差が２０から７０の間の値となるレンズ材料で形成されており、これにより色収差の補正が良好に行われている。特許文献１に記載の撮像レンズでは、非球面を適宜使用することによって、撮像レンズから出射した光線の撮像素子への入射角度の抑制やシェーディングによる周辺光量の低下の抑制も併せて実現されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−１１３３１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記特許文献１に記載の撮像レンズによれば、比較的良好な収差を得ることができるものの、撮像レンズの全長が長いため、近年の小型化への要求に対して十分に応えることができない。また、上述のように撮像レンズが組み込まれるカメラの利用態様は年々多様化してきており、撮像レンズには、撮像レンズの小型化および撮像素子の高画素化に伴う高解像度への対応とともに、広い撮影範囲に対応するための広角化がより一層強く要求されている。特許文献１に記載のレンズ構成では、これら要求をバランスよく満たすことは困難である。

【0008】

本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型でありながらも撮影画角が広く、収差を良好に補正することのできる撮像レンズを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に、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、負の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズとを配置して構成される。第１レンズは、曲率半径が正となる物体側の面および曲率半径が負となる像面側の面を有する。第２レンズは、曲率半径が負となる物体側の面を有する。第３レンズは、曲率半径が共に正となる物体側の面および像面側の面を有し、このうちの像面側の面は変曲点を有する非球面形状に形成される。第４レンズは、曲率半径が共に負となる物体側の面および像面側の面を有する。第５レンズは、曲率半径が負となる物体側の面および曲率半径が正となる像面側の面を有する。

【0010】

また、本発明の撮像レンズは、第１レンズのアッベ数をνｄ１、第２レンズのアッベ数をνｄ２、レンズ系全体の焦点距離をｆ、第４レンズおよび第５レンズの合成焦点距離をｆ４５としたとき、次の条件式（１）〜（３）を満足する。
４５＜νｄ１＜７５ （１）
２０＜νｄ２＜３５ （２）
−１０．０＜ｆ４５／ｆ＜−１．０ （３）

【0011】

撮像レンズの光学性能を向上されるためには、諸収差を良好に補正することはもちろんのこと、解像度の高低に影響を及ぼす色収差の発生を可能な限り抑制することが重要である。条件式（１）および（２）は、軸上および軸外の色収差を良好に補正するための条件である。

【0012】

ところで、撮像レンズの広角化を実現しようとすると、従来の撮像レンズと比較して、撮像素子の像面のサイズが同一の場合には撮像レンズの焦点距離を短くする必要がある。焦点距離の短縮に伴い、撮像素子の像面サイズこ対して相対的に撮像レンズの全長が短くなるため、撮像レンズから出射した光線の撮像素子への入射角度を、撮像素子に取り込むことのできる光線の入射角度の範囲、いわゆる主光線角度（CRA：Chief Ray Angle）の範囲内に抑制することが困難となる。

【0013】

条件式（３）は、撮像レンズの小型化を図りつつ、色収差および像面湾曲を良好な範囲内に抑制するとともに、撮像レンズから出射した光線の撮像素子への入射角度を主光線角度の範囲内に抑制するための条件である。上限値「−１．０」を超えると、撮像レンズの小型化には有効であるものの、結像面が物体側に湾曲するため良好な結像性能を得ることが困難となる。また、軸上の色収差が補正不足（基準波長の焦点位置に対して短波長の焦点位置が物体側に移動）になるとともに、画像周辺部で軸外光に対する倍率色収差が補正過剰（基準波長の結像点に対して短波長の結像点が光軸から遠ざかる方向に移動）になるため、良好な結像性能を得ることが困難となる。また、撮像レンズから出射した光線の撮像素子への入射角度を主光線角度の範囲内に抑制することが困難となり、画像中心部に比較して画像周辺部が暗くなる、いわゆるシェーディングが発生し易くなる。

【0014】

一方、下限値「−１０．０」を下回ると、撮像レンズから出射した光線の撮像素子への入射角度を主光線角度の範囲内に抑制し易くなるものの、結像面が像面側に湾曲するとともに、倍率色収差が補正不足（基準波長の結像点に対して短波長の結像点が光軸に近づく方向に移動）になり、この場合も良好な結像性能を得ることが困難となる。

【0015】

ところで、近年では、撮像レンズのサイズを表す指標として、撮像レンズの第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離に加えて、この光軸上の距離を像面のサイズで割った比を用いることも多くなってきた。小型のカメラに撮像レンズを組み込む場合、単に小型であることよりも上記比が小さいこと、すなわち低背であることの方が重要な要素になることが多い。本発明の撮像レンズは、条件式（３）に示されるように、ｆ４５が負であるため、撮像レンズの低背化を図り易いレンズ構成になっている。

【0016】

また、本発明の撮像レンズでは負の屈折力を有するレンズが３枚あり、また、ｆ４５が負の屈折力を有するため、広角の撮像レンズで発生しやすい軸外の倍率色収差の補正に懸念が残る。そこで、本発明の撮像レンズにおいては、第３レンズを、その像面側の面が変曲点を有する非球面形状、すなわち周辺部に向かうにつれて負の屈折力が弱くなる形状に形成している。これにより、軸外の倍率色収差が良好に補正されることになる。

【0017】

上記構成の撮像レンズにおいては、さらに次の条件式（３Ａ）を満足することが望ましい。
−８．０＜ｆ４５／ｆ＜−１．０ （３Ａ）

【0018】

また、上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズおよび第２レンズの合成焦点距離をｆ１２としたとき、次の条件式（４）を満足することが望ましい。
−１．０＜ｆ１２／ｆ４５＜−０．２ （４）

【0019】

条件式（４）は、撮像レンズの小型化を図りつつ、球面収差、コマ収差、および色収差を良好な範囲内に抑制するための条件である。また、条件式（４）は、撮像レンズから出射した光線の撮像素子への入射角度を予め定められた範囲内に抑制するための条件でもある。上限値「−０．２」を超えると、第１レンズおよび第２レンズの合成の屈折力が第４レンズおよび第５レンズの合成の屈折力に比較して相対的に強くなり、撮像レンズの小型化や、軸上色収差および倍率色収差の補正には有利となるものの、バックフォーカスの確保が困難となる。また、撮像レンズから出射した光線の撮像素子への入射角度を予め定められた範囲内に抑制することが困難となる。一方、下限値「−１．０」を下回ると、撮像レンズから出射した光線の撮像素子への入射角度を予め定められた範囲内に抑制し易くなるものの、撮像レンズの小型化が困難となる。また、軸上の色収差が補正不足になるとともに倍率色収差が補正不足（基準波長の結像点に対して短波長の結像点が光軸に近づく方向に移動）となり、良好な結像性能を得ることが困難となる。なお、この場合、軸外光線に対して外方コマ収差も増大するため、結像性能の劣化を招くことになる。

【0020】

上記構成の撮像レンズにおいては、次の条件式（５）を満足することが望ましい。
−３０＜ｆ３／ｆ＜−１５ （５）

【0021】

条件式（５）は、非点収差、色収差、および歪曲収差を良好な範囲内にバランスよく抑制するための条件である。上限値「−１５」を超えると、レンズ系全体に対して第３レンズの屈折力が相対的に強くなるため、色収差の補正には有利となるものの、非点収差のサジタル像面が像面側に湾曲するため非点隔差が増大し、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、下限値「−３０」を下回ると、非点収差を補正し易くなるものの、軸上および軸外の色収差が補正不足になるとともにマイナスの歪曲収差が増大することとなり、良好な結像性能を得ることが困難となる。

【0022】

上記構成の撮像レンズにおいては、第２レンズの焦点距離をｆ２、第３レンズの焦点距離をｆ３としたとき、次の条件式（６）を満足することが望ましい。
０．０１＜ｆ２／ｆ３＜０．１ （６）

【0023】

条件式（６）は、撮像レンズの小型化を図りつつ、像面湾曲、色収差、および歪曲収差を好ましい範囲内にバランスよく抑制するための条件である。上限値「０．１」を超えると、撮像レンズの小型化には有利となるものの、結像面が物体側に湾曲するとともに、軸上および軸外の色収差が共に補正不足となる。また、歪曲収差が負方向に増大するため、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、下限値「０．０１」を下回ると、色収差を補正し易くなるものの撮像レンズの小型化が困難となる。また、結像面が像面側に湾曲するとともに歪曲収差が正方向に増大するため、良好な結像性能を得ることが困難となる。

【0024】

上記構成の撮像レンズにおいては、第３レンズの像面側の面の曲率半径をＲ３ｒ、第４レンズの物体側の面の曲率半径をＲ４ｆとしたとき、次の条件式（７）を満足することが望ましい。
−１．０＜Ｒ４ｆ／Ｒ３ｒ＜−０．２ （７）

【0025】

条件式（７）は、結像面の平坦性を確保しつつ、非点収差および倍率色収差を好ましい範囲内にバランスよく抑制するための条件である。上限値「−０．２」を超えると、結像面の平坦性を確保することが困難になるとともに倍率色収差が補正不足となり、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、下限値「−１．０」を下回ると、結像面の平坦性を確保し易くなり、倍率色収差も補正し易くなるものの、非点隔差が増大するため良好な結像性能を得ることが困難となる。

【0026】

なお、本発明の撮像レンズは、７８°以上の画角（７８°≦２ω）が要求される撮像レンズに対して特に有効である。

【発明の効果】

【0027】

本発明の撮像レンズによれば、撮像レンズの広角化と良好な収差補正との両立が図られ、諸収差が良好に補正された小型の撮像レンズを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の一実施の形態について、数値実施例１に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。

【図2】図１に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。

【図3】図１に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。

【図4】数値実施例２に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。

【図5】図４に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。

【図6】図４に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。

【図7】数値実施例３に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。

【図8】図７に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。

【図9】図７に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。

【図10】数値実施例４に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。

【図11】図１０に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。

【図12】図１０に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。

【図13】数値実施例５に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。

【図14】図１３に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。

【図15】図１３に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明を具体化した一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0030】

図１、図４、図７、図１０、および図１３は、本実施の形態の数値実施例１〜５に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。いずれの数値実施例も基本的なレンズ構成は同一であるため、ここでは数値実施例１の概略断面図を参照しながら、本実施の形態に係る撮像レンズのレンズ構成について説明する。

【0031】

図１に示すように、本実施の形態の撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、正の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５とを配置して構成される。第５レンズＬ５と像面ＩＭとの間には、フィルタ１０が配置される。このフィルタ１０は割愛することも可能である。なお、本実施の形態に係る撮像レンズでは、第１レンズＬ１の物体側面の頂点接平面から当該第１レンズＬ１の像面側の面と光軸Ｘとの交点までの間に開口絞りＳＴが設けられている。撮像レンズの小型化や低背化を実現するためには、開口絞りＳＴが、第１レンズＬ１の像面側の面と光軸Ｘとの交点よりも物体側に配置される、いわゆる前絞りタイプの開口絞りの方が望ましい。

【0032】

本実施の形態の撮像レンズにおいて第１レンズＬ１は、アッベ数が４５から７５の間の値となる材料で形成され、第２レンズＬ２はアッベ数が２０から３５の間の値となる材料で形成される。すなわち、第１レンズＬ１のアッベ数をνｄ１、第２レンズＬ２のアッベ数をνｄ２としたとき、本実施の形態に係る撮像レンズは次の条件式（１）および（２）を満足する。
４５＜νｄ１＜７５ （１）
２０＜νｄ２＜３５ （２）

【0033】

また、本実施の形態に係る撮像レンズは、第３レンズＬ３のアッベ数をνｄ３、第４レンズＬ４のアッベ数をνｄ４、第５レンズＬ５のアッベ数をνｄ５としたとき、さらに次の各条件式を満足する。
４５＜νｄ３＜７５
４５＜νｄ４＜７５
４５＜νｄ５＜７５

【0034】

このように本実施の形態の撮像レンズにおいて第１レンズＬ１および第３レンズＬ３から第５レンズＬ５までの各レンズは、アッベ数が４５から７５の間の値となる材料で形成されており、第２レンズＬ２はアッベ数が２０から３５の間の値となる材料で形成されている。したがって、撮像レンズを構成する５枚のレンズのうち４枚のレンズのアッベ数が下限値「４５」よりも大きな値となるため、これら４枚のレンズを光線が通過する際に発生する色収差が有効に抑制されることとなり、レンズ系全体の色収差が良好な範囲内に抑制されるようになる。

【0035】

第１レンズＬ１は、物体側の面の曲率半径ｒ２が正となり、像面側の面の曲率半径ｒ３が負となる形状であって、光軸Ｘの近傍において両凸レンズとなる形状に形成される。

【0036】

第２レンズＬ２は、物体側の面の曲率半径ｒ４が負となり、像面側の面の曲率半径ｒ５が正となる形状であって、光軸Ｘの近傍において両凹レンズとなる形状に形成される。なお、第２レンズＬ２の形状は、光軸Ｘの近傍において両凹レンズとなる形状に限定されるものではない。第２レンズＬ２の形状は、物体側の面の曲率半径ｒ４が負となる形状であればよく、曲率半径ｒ５が負となる形状、すなわち光軸Ｘの近傍において物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる形状でもよい。数値実施例１〜４は、第２レンズＬ２の形状が光軸Ｘの近傍で両凹レンズとなる例であり、数値実施例５は、第２レンズＬ２の形状が光軸Ｘの近傍で物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる例である。

【0037】

第３レンズＬ３は、物体側の面の曲率半径ｒ６および像面側の面の曲率半径ｒ７が共に正となる形状であって、光軸Ｘの近傍において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状に形成される。また、この第３レンズＬ３においては、その像面側の面が変曲点を有する非球面形状に形成されている。

【0038】

第４レンズＬ４は、物体側の面の曲率半径ｒ８および像面側の面の曲率半径ｒ９が共に負となる形状であって、光軸Ｘの近傍において物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる形状に形成される。

【0039】

第５レンズＬ５は、物体側の面の曲率半径ｒ１０が負となり、像面側の面の曲率半径ｒ１１が正となる形状であって、光軸Ｘの近傍において両凹レンズとなる形状に形成される。また、本実施の形態に係る撮像レンズの第５レンズＬ５は、光軸近傍で負の屈折力を有するとともにレンズ周辺部で正の屈折力を有するような非球面形状に形成される。換言すれば、第５レンズＬ５は、光軸Ｘ近傍では両凹レンズとなる形状に形成されており、レンズ周辺部では両凸レンズとなる形状に形成されている。このような第５レンズＬ５の形状により、撮像レンズの広角化に伴って発生し易くなる倍率色収差が良好に補正されるとともに、撮像レンズから出射した光線の像面ＩＭへの入射角度は主光線角度の範囲内に好適に抑制される。

【0040】

また、本実施の形態に係る撮像レンズは、以下に示す各条件式を満足する。本実施の形態に係る撮像レンズによれば、撮像レンズの小型化、広角化、および良好な収差補正とがバランスよく実現されることになる。
−１０．０＜ｆ４５／ｆ＜−１．０ （３）
−１．０＜ｆ１２／ｆ４５＜−０．２ （４）
−３０＜ｆ３／ｆ＜−１５ （５）
０．０１＜ｆ２／ｆ３＜０．１ （６）
−１．０＜Ｒ４ｆ／Ｒ３ｒ＜−０．２ （７）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ２：第２レンズＬ２の焦点距離
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離
ｆ１２：第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の合成焦点距離
ｆ４５：第４レンズＬ４および第５レンズＬ５の合成焦点距離
Ｒ３ｒ：第３レンズＬ３の像面側の面の曲率半径
Ｒ４ｆ：第４レンズＬ４の物体側の面の曲率半径

【0041】

本実施の形態の撮像レンズは、さらに下記条件式（３Ａ）を満足することが望ましい。
−８．０＜ｆ４５／ｆ＜−１．０ （３Ａ）

【0042】

なお、上記各条件式の全てを満足する必要はなく、それぞれを単独に満足することにより、各条件式に対応する作用効果をそれぞれ得ることができる。

【0043】

本実施の形態では各レンズのレンズ面を非球面で形成している。これらレンズ面に採用する非球面形状は、光軸方向の軸をＺ、光軸に直交する方向の高さをＨ、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ₄、Ａ₆、Ａ₈、Ａ₁₀、Ａ₁₂、Ａ₁₄、Ａ₁₆としたとき、次式により表される。

【数1】

【0044】

次に、本実施の形態に係る撮像レンズの数値実施例を示す。各数値実施例において、ｆはレンズ系全体の焦点距離を、ＦｎｏはＦナンバーを、ωは半画角をそれぞれ示す。また、ｉは物体側より数えた面番号を示し、ｒは曲率半径を示し、ｄは光軸上のレンズ面間の距離（面間隔）を示し、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、νｄはｄ線に対するアッベ数をそれぞれ示す。なお、非球面の面には、面番号ｉの後に＊（アスタリスク）の符号を付加して示すこととする。また参考までに、第１レンズＬ１の物体側の面から像面ＩＭまでの光軸上の面間隔の和（フィルタ１０は空気換算長）をＬａ、最大像高をＨｍとして示す。

【0045】

数値実施例１
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=3.27mm、Fno=2.6、ω=42.2°
単位 ｍｍ
面データ
面番号ｉ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物面） ∞ ∞
1（絞り） ∞ -0.140
2* 1.238 0.440 1.544 55.6(=νd1)
3* -7.636 0.030
4* -6.630 0.250 1.638 23.3(=νd2)
5* 3.665 0.210
6* 6.102 0.333 1.535 56.1(=νd3)
7* 5.346(=R3r) 0.267
8* -1.607(=R4f) 0.347 1.544 55.6(=νd4)
9* -0.772 0.421
10* -3.843 0.250 1.525 56.0(=νd5)
11* 1.246 0.200
12 ∞ 0.100 1.517 64.2
13 ∞ 0.700
（像面） ∞

f1=1.99mm
f2=-3.67mm
f3=-95.29mm
f4=2.38mm
f5=-1.76mm
f12=3.57mm
f45=-16.32mm
La=3.51mm
Hm=2.96

【0046】

非球面データ
第２面
k=-1.180,A₄=1.485E-03,A₆=-1.757E-01,A₈=-2.386E-01,
A₁₀=-3.473E-01
第３面
k=0.000,A₄=-4.595E-02,A₆=-4.501E-02,A₈=-5.980E-02,
A₁₀=-1.528,A₁₂=2.039
第４面
k=0.000,A₄=2.775E-01,A₆=4.381E-01,A₈=-2.765E-01,
A₁₀=-1.364,A₁₂=2.539
第５面
k=0.000,A₄=2.719E-01,A₆=3.789E-01,A₈=-2.340E-01,
A₁₀=6.182E-01,A₁₂=1.806,A₁₄=-4.048
第６面
k=0.000,A₄=-3.949E-01,A₆=1.686E-01,A₈=1.194E-01,
A₁₀=-4.405E-01,A₁₂=1.206E-01,A₁₄=1.010,A₁₆=1.062
第７面
k=7.681,A₄=-1.857E-01,A₆=-1.747E-01,A₈=2.614E-02,
A₁₀=-1.002E-01,A₁₂=8.639E-02,A₁₄=8.939E-02,A₁₆=-6.472E-02
第８面
k=-1.825E+01,A₄=1.212E-01,A₆=-1.689E-01,A₈=-1.225E-01,
A₁₀=9.822E-03,A₁₂=-4.558E-02,A₁₄=2.101E-02
第９面
k=-3.759,A₄=9.767E-03,A₆=1.593E-01,A₈=-1.787E-01,
A₁₀=8.441E-02,A₁₂=-1.275E-02,A₁₄=-1.146E-03
第１０面
k=0.000,A₄=-2.135E-01,A₆=7.426E-02,A₈=5.393E-04,
A₁₀=1.646E-04,A₁₂=-3.436E-04,A₁₄=-1.043E-04
第１１面
k=-1.515E+01,A₄=-1.918E-01,A₆=9.146E-02,A₈=-2.977E-02,
A₁₀=4.657E-03,A₁₂=-3.577E-04,A₁₄=2.641E-05,A₁₆=-1.253E-05

【0047】

各条件式の値を以下に示す。
R4f/R3r=-0.30
f3/f=-29.18
f12/f45=-0.22
f45/f=-5.00
f2/f3=0.04
このように、本数値実施例１に係る撮像レンズは上記各条件式を満足する。したがって、当該撮像レンズによれば、広角でありながらも良好に収差を補正することができる。また、光軸上の面間隔の和Ｌａを最大像高Ｈｍ×２で割った比は０．５９となっており、撮像レンズの低背化が好適に図られている。

【0048】

図２は、数値実施例１の撮像レンズについて、最大像高に対する各像高の比Ｈ（以下、「像高比Ｈ」という）に対応する横収差をタンジェンシャル方向とサジタル方向に分けて示したものである（図５、図８、図１１、および図１４においても同じ）。また、図３は、数値実施例１の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、および歪曲収差（％）をそれぞれ示したものである。これら収差図において、横収差図および球面収差図には、４３６ｎｍ、５４６ｎｍ、６５６ｎｍの各波長に対する収差量を示し、非点収差図には、サジタル像面Ｓの収差量とタンジェンシャル像面Ｔの収差量とをそれぞれ示す（図６、図９、図１２、および図１５においても同じ）。図２および図３に示されるように、本数値実施例１に係る撮像レンズによれば、諸収差が良好に補正される。

【0049】

数値実施例２
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=3.58mm、Fno=2.8、ω=39.7°
単位 ｍｍ
面データ
面番号ｉ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物面） ∞ ∞
1（絞り） ∞ -0.140
2* 1.281 0.488 1.544 55.6(=νd1)
3* -6.672 0.073
4* -2.990 0.291 1.638 23.3(=νd2)
5* 17.871 0.271
6* 5.699 0.386 1.535 56.1(=νd3)
7* 5.049(=R3r) 0.364
8* -3.483(=R4f) 0.306 1.544 55.6(=νd4)
9* -1.112 0.412
10* -2.455 0.291 1.525 56.0(=νd5)
11* 1.089 0.200
12 ∞ 0.100 1.517 64.2
13 ∞ 0.460
（像面） ∞

f1=2.02mm
f2=-3.99mm
f3=-104.40mm
f4=2.87mm
f5=-1.40mm
f12=3.44mm
f45=-3.92mm
La=3.61mm
Hm=2.96

【0050】

非球面データ
第２面
k=-1.231,A₄=2.812E-03,A₆=-8.227E-02,A₈=-2.075E-01,
A₁₀=-4.139E-01
第３面
k=0.000,A₄=-1.227E-01,A₆=-2.524E-02,A₈=1.581E-01,
A₁₀=-1.396,A₁₂=9.630E-01
第４面
k=0.000,A₄=2.771E-01,A₆=2.763E-01,A₈=-3.512E-01,
A₁₀=-8.447E-01,A₁₂=1.392
第５面
k=0.000,A₄=3.381E-01,A₆=3.197E-01,A₈=-4.528E-01,
A₁₀=3.312E-01,A₁₂=2.130,A₁₄=-3.966
第６面
k=0.000,A₄=-3.148E-01,A₆=1.610E-01,A₈=7.190E-02,
A₁₀=-3.015E-01,A₁₂=6.246E-01,A₁₄=2.838E-01,A₁₆=-1.016
第７面
k=-6.829E+01,A₄=-2.355E-01,A₆=-1.315E-01,A₈=1.128E-01,
A₁₀=-6.000E-02,A₁₂=6.665E-02,A₁₄=6.632E-02,A₁₆=-6.472E-02
第８面
k=6.331,A₄=5.988E-02,A₆=-1.231E-01,A₈=-8.573E-02,
A₁₀=2.828E-02,A₁₂=-3.535E-02,A₁₄=2.409E-02
第９面
k=-5.107,A₄=2.077E-03,A₆=1.526E-01,A₈=-1.807E-01,
A₁₀=8.401E-02,A₁₂=-1.256E-02,A₁₄=-7.228E-04
第１０面
k=0.000,A₄=-1.990E-01,A₆=8.047E-02,A₈=1.380E-03,
A₁₀=1.831E-04,A₁₂=-4.237E-04,A₁₄=-1.611E-04
第１１面
k=-1.019E+01,A₄=-1.770E-01,A₆=8.804E-02,A₈=-3.015E-02,
A₁₀=4.743E-03,A₁₂=-2.921E-04,A₁₄=4.119E-05,A₁₆=-1.270E-05

【0051】

各条件式の値を以下に示す。
R4f/R3r=-0.69
f3/f=-29.18
f12/f45=-0.88
f45/f=-1.10
f2/f3=0.04
このように、本数値実施例２に係る撮像レンズは上記各条件式を満足する。したがって、当該撮像レンズによれば、広角でありながらも良好に収差を補正することができる。光軸上の面間隔の和Ｌａを最大像高Ｈｍ×２で割った比は０．６１となっており、撮像レンズの低背化が好適に図られている。

【0052】

図５は、数値実施例２の撮像レンズについて、像高比Ｈに対応する横収差を示したものであり、図６は、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、および歪曲収差（％）をそれぞれ示したものである。図５および図６に示されるように、本数値実施例２に係る撮像レンズによっても諸収差が良好に補正される。

【0053】

数値実施例３
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=3.19mm、Fno=2.5、ω=42.9°
単位 ｍｍ
面データ
面番号ｉ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物面） ∞ ∞
1（絞り） ∞ -0.140
2* 1.186 0.440 1.544 55.6(=νd1)
3* -10.620 0.030
4* -4.854 0.250 1.638 23.3(=νd2)
5* 4.589 0.214
6* 6.439 0.372 1.535 56.1(=νd3)
7* 5.148(=R3r) 0.259
8* -3.178(=R4f) 0.383 1.544 55.6(=νd4)
9* -0.997 0.438
10* -3.606 0.258 1.525 56.0(=νd5)
11* 1.294 0.200
12 ∞ 0.100 1.517 64.2
13 ∞ 0.566
（像面） ∞

f1=1.99mm
f2=-3.66mm
f3=-53.39mm
f4=2.51mm
f5=-1.78mm
f12=3.57mm
f45=-15.96mm
La=3.48mm
Hm=2.96

【0054】

非球面データ
第２面
k=-9.967E-01,A₄=1.679E-02,A₆=-1.404E-01,A₈=9.485E-02,
A₁₀=-1.274
第３面
k=0.000,A₄=-8.358E-02,A₆=-1.719E-01,A₈=1.500E-02,
A₁₀=-1.034,A₁₂=1.251
第４面
k=0.000,A₄=2.357E-01,A₆=2.274E-01,A₈=-2.298E-01,
A₁₀=-1.029,A₁₂=3.089
第５面
k=0.000,A₄=2.833E-01,A₆=4.201E-01,A₈=-4.506E-01,
A₁₀=2.221E-01,A₁₂=2.297,A₁₄=-1.953
第６面
k=0.000,A₄=-3.164E-01,A₆=1.427E-01,A₈=2.082E-01,
A₁₀=-3.453E-01,A₁₂=-2.159E-01,A₁₄=4.198E-02,A₁₆=1.585
第７面
k=9.156E-01,A₄=-1.971E-01,A₆=-8.343E-02,A₈=6.876E-02,
A₁₀=-1.074E-01,A₁₂=6.711E-02,A₁₄=8.789E-02,A₁₆=-6.472E-02
第８面
k=-1.713E+01,A₄=1.202E-01,A₆=-1.585E-01,A₈=-9.346E-02,
A₁₀=4.790E-02,A₁₂=-2.388E-02,A₁₄=6.872E-03
第９面
k=-4.159,A₄=3.945E-03,A₆=1.515E-01,A₈=-1.821E-01,
A₁₀=8.369E-02,A₁₂=-1.243E-02,A₁₄=-4.632E-04
第１０面
k=0.000,A₄=-2.247E-01,A₆=7.433E-02,A₈=7.767E-04,
A₁₀=2.755E-04,A₁₂=-3.037E-04,A₁₄=-1.001E-04
第１１面
k=-1.188E+01,A₄=-1.773E-01,A₆=8.498E-02,A₈=-2.959E-02,
A₁₀=4.848E-03,A₁₂=-3.135E-04,A₁₄=2.946E-05,A₁₆=-1.315E-05

【0055】

各条件式の値を以下に示す。
R4f/R3r=-0.62
f3/f=-16.72
f12/f45=-0.22
f45/f=-5.00
f2/f3=0.07
このように、本数値実施例３に係る撮像レンズは上記各条件式を満足する。したがって、当該撮像レンズによれば、広角でありながらも良好に収差を補正することができる。光軸上の面間隔の和Ｌａを最大像高Ｈｍ×２で割った比は０．５９となっており、撮像レンズの低背化が好適に図られている。

【0056】

図８は、数値実施例３の撮像レンズについて、像高比Ｈに対応する横収差を示したものであり、図９は、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、および歪曲収差（％）をそれぞれ示したものである。図８および図９に示されるように、本数値実施例３に係る撮像レンズによっても諸収差が良好に補正される。

【0057】

数値実施例４
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=3.21mm、Fno=2.5、ω=42.7°
単位 ｍｍ
面データ
面番号ｉ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物面） ∞ ∞
1（絞り） ∞ -0.140
2* 1.177 0.434 1.544 55.6(=νd1)
3* -12.862 0.028
4* -4.401 0.250 1.638 23.3(=νd2)
5* 5.038 0.203
6* 5.616 0.341 1.535 56.1(=νd3)
7* 4.858(=R3r) 0.232
8* -2.967(=R4f) 0.371 1.544 55.6(=νd4)
9* -0.986 0.444
10* -4.108 0.277 1.544 55.6(=νd5)
11* 1.332 0.200
12 ∞ 0.100 1.517 64.2
13 ∞ 0.629
（像面） ∞

f1=2.00mm
f2=-3.64mm
f3=-79.75mm
f4=2.55mm
f5=-1.82mm
f12=3.66mm
f45=-17.62mm
La=3.47mm
Hm=2.96

【0058】

非球面データ
第２面
k=-9.963E-01,A₄=2.147E-02,A₆=-1.055E-01,A₈=1.377E-01,
A₁₀=-1.386
第３面
k=0.000,A₄=-7.605E-02,A₆=-1.713E-01,A₈=6.746E-03,
A₁₀=-1.043,A₁₂=1.136
第４面
k=0.000,A₄=2.247E-01,A₆=2.315E-01,A₈=-2.535E-01,
A₁₀=-9.557E-01,A₁₂=2.582
第５面
k=0.000,A₄=2.898E-01,A₆=4.143E-01,A₈=-4.867E-01,
A₁₀=2.994E-01,A₁₂=1.775,A₁₄=-1.444
第６面
k=0.000,A₄=-3.181E-01,A₆=1.640E-01,A₈=2.458E-01,
A₁₀=-2.798E-01,A₁₂=-3.295E-01,A₁₄=1.067E-01,A₁₆=9.332E-01
第７面
k=4.184,A₄=-1.953E-01,A₆=-8.279E-02,A₈=6.384E-02,
A₁₀=-5.578E-02,A₁₂=5.403E-02,A₁₄=6.779E-02,A₁₆=-6.472E-02
第８面
k=-2.132E+01,A₄=1.207E-01,A₆=-1.586E-01,A₈=-9.290E-02,
A₁₀=5.435E-02,A₁₂=-1.712E-02,A₁₄=1.238E-02
第９面
k=-4.042,A₄=6.813E-03,A₆=1.551E-01,A₈=-1.830E-01,
A₁₀=8.572E-02,A₁₂=-1.331E-02,A₁₄=-3.064E-04
第１０面
k=0.000,A₄=-2.238E-01,A₆=7.239E-02,A₈=4.467E-04,
A₁₀=4.196E-04,A₁₂=-2.731E-04,A₁₄=-1.032E-04
第１１面
k=-1.222E+01,A₄=-1.802E-01,A₆=8.827E-02,A₈=-3.008E-02,
A₁₀=5.054E-03,A₁₂=-3.723E-04,A₁₄=4.251E-05,A₁₆=-1.352E-05

【0059】

各条件式の値を以下に示す。
R4f/R3r=-0.61
f3/f=-24.83
f12/f45=-0.21
f45/f=-5.49
f2/f3=0.05
このように、本数値実施例４に係る撮像レンズは上記各条件式を満足する。したがって、当該撮像レンズによれば、広角でありながらも良好に収差を補正することができる。光軸上の面間隔の和Ｌａを最大像高Ｈｍ×２で割った比は０．５９となっており、撮像レンズの低背化が好適に図られている。

【0060】

図１１は、数値実施例４の撮像レンズについて、像高比Ｈに対応する横収差を示したものであり、図１２は、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、および歪曲収差（％）をそれぞれ示したものである。図１１および図１２に示されるように、本数値実施例４に係る撮像レンズによっても諸収差が良好に補正される。

【0061】

数値実施例５
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=3.19mm、Fno=2.5、ω=42.9°
単位 ｍｍ
面データ
面番号ｉ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物面） ∞ ∞
1（絞り） ∞ -0.140
2* 1.268 0.449 1.544 55.6(=νd1)
3* -6.854 0.057
4* -2.630 0.249 1.638 23.3(=νd2)
5* -116.817 0.179
6* 6.204 0.350 1.535 56.1(=νd3)
7* 4.962(=R3r) 0.267
8* -2.044(=R4f) 0.394 1.544 55.6(=νd4)
9* -0.864 0.422
10* -3.708 0.253 1.525 56.0(=νd5)
11* 1.228 0.200
12 ∞ 0.100 1.517 64.2
13 ∞ 0.621
（像面） ∞

f1=2.01mm
f2=-4.22mm
f3=-51.40mm
f4=2.46mm
f5=-1.73mm
f12=3.36mm
f45=-11.77mm
La=3.51mm
Hm=2.96

【0062】

非球面データ
第２面
k=-1.152,A₄=3.501E-03,A₆=-1.634E-01,A₈=-2.811E-01,
A₁₀=-3.914E-01
第３面
k=0.000,A₄=-1.286E-01,A₆=-5.334E-02,A₈=1.076E-01,
A₁₀=-1.282,A₁₂=1.649
第４面
k=0.000,A₄=3.210E-01,A₆=3.858E-01,A₈=-3.596E-01,
A₁₀=-1.138,A₁₂=3.001
第５面
k=0.000,A₄=3.452E-01,A₆=3.284E-01,A₈=-4.639E-01,
A₁₀=2.984E-01,A₁₂=1.845,A₁₄=-2.935
第６面
k=0.000,A₄=-3.907E-01,A₆=1.093E-01,A₈=1.397E-02,
A₁₀=-2.988E-01,A₁₂=9.038E-01,A₁₄=1.390,A₁₆=-5.985
第７面
k=-7.049E-01,A₄=-1.959E-01,A₆=-1.690E-01,A₈=4.515E-02,
A₁₀=-8.626E-02,A₁₂=8.308E-02,A₁₄=9.941E-02,A₁₆=-6.472E-02
第８面
k=-1.543E+01,A₄=1.193E-01,A₆=-1.676E-01,A₈=-1.222E-01,
A₁₀=9.159E-03,A₁₂=-4.530E-02,A₁₄=2.323E-02
第９面
k=-3.578,A₄=8.147E-03,A₆=1.584E-01,A₈=-1.794E-01,
A₁₀=8.399E-02,A₁₂=-1.299E-02,A₁₄=-1.241E-03
第１０面
k=0.000,A₄=-2.145E-01,A₆=7.398E-02,A₈=4.527E-04,
A₁₀=1.370E-04,A₁₂=-3.469E-04,A₁₄=-9.850E-05
第１１面
k=-1.267E+01,A₄=-1.835E-01,A₆=9.032E-02,A₈=-2.976E-02,
A₁₀=4.709E-03,A₁₂=-3.381E-04,A₁₄=3.175E-05,A₁₆=-1.132E-05

【0063】

各条件式の値を以下に示す。
R4f/R3r=-0.41
f3/f=-16.11
f12/f45=-0.29
f45/f=-3.69
f2/f3=0.08
このように、本数値実施例５に係る撮像レンズは上記各条件式を満足する。したがって、当該撮像レンズによれば、広角でありながらも良好に収差を補正することができる。光軸上の面間隔の和Ｌａを最大像高Ｈｍ×２で割った比は０．５９となっており、撮像レンズの低背化が好適に図られている。

【0064】

図１４は、数値実施例５の撮像レンズについて、像高比Ｈに対応する横収差を示したものであり、図１５は、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、および歪曲収差（％）をそれぞれ示したものである。図１４および図１５に示されるように、本数値実施例５に係る撮像レンズによっても諸収差が良好に補正される。

【0065】

以上説明した本実施の形態に係る撮像レンズによれば、約８０°の画角（２ω）を実現することができる。ちなみに数値実施例１〜５の撮像レンズの画角は７９．４°〜８５．８°の非常に広い画角を実現している。本実施の形態に係る撮像レンズによれば、従来の撮像レンズよりも広い範囲を撮影することが可能となる。

【0066】

また、近年ではカメラの性能向上を目的として高画素の撮像素子が撮像レンズと組み合わせられることが多くなってきた。こうした高画素の撮像素子では各画素の受光面積が減少するため、撮影した画像が暗くなる傾向にある。これを補正するための方法として、電気回路を用いて撮像素子の受光感度を向上させる方法がある。しかしながら、受光感度が上がると画像の形成に直接寄与しないノイズ成分も増幅されてしまうため、新たにノイズ低減のための回路が必要になる。数値実施例１〜５の撮像レンズのＦｎｏは２．５〜２．８と非常に小さな値となっている。本実施の形態に係る撮像レンズによれば、上記電気回路等を設けなくても十分に明るい画像を得ることができる。

【0067】

なお、上記各数値実施例では各レンズの面を非球面で形成したが、撮像レンズの全長や要求される光学性能に余裕があるのであれば、撮像レンズを構成する全てのレンズの面あるいは一部のレンズの面を球面で形成するようにしてもよい。

【0068】

したがって、本実施の形態に係る撮像レンズを、携帯電話機、スマートフォン、デジタルスティルカメラ、携帯情報端末、監視用カメラ、車載カメラ、ネットワークカメラ等の撮像光学系に適用した場合、広角でありながらも収差が良好に補正された小型のカメラを提供することができる。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、撮像レンズとして広い撮影画角とともに良好な収差補正能力が要求される機器、例えば携帯電話機やスマートフォン、監視用カメラ、車載カメラ等の機器に搭載される撮像レンズに適用することができる。

【符号の説明】

【0070】

ＳＴ 開口絞り
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
１０ フィルタ

【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15】