特許 6226369 広角撮像レンズ

(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】6226369

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】広角撮像レンズ

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/00 20060101AFI20171030BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20171030BHJP

【ＦＩ】

   G02B13/00

   G02B13/18

【請求項の数】9

【全頁数】35

(21)【出願番号】特願2013-209029(P2013-209029)

(22)【出願日】2013年10月4日

(65)【公開番号】特開2015-72424(P2015-72424A)

(43)【公開日】2015年4月16日

【審査請求日】2016年9月22日

(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】橋本 雅也

【審査官】 瀬戸 息吹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１０６２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１２５１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９５６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２４２４１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１６２７８４（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】

固体撮像素子上に被写体の像を結像する撮像レンズであって、
物体側から像面側に向かって順に、
開口絞りと、
物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズと、
像面側に凹面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有する第２レンズと、
物体側に凸面を向けたメニスカス形状で両面に非球面が形成された正または負の屈折力を有する第３レンズと、
像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する第４レンズと、
光軸近傍で物体側および像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する両面が非球面の第５レンズとから成り、
全てのレンズはプラスチック材料で構成され、
全てのレンズのｄ線における屈折率は、１．５０より大きく、かつ１．６５より小さい範囲であり、
以下の条件式（１）から（３）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１）２．９２８≦ｒ７／ｒ８≦４．０８０
（２）−１．３５＜ｆ４／ｆ５＜−０．８
（３）ＴＬＡ／２ｉｈ≦０．７４７
ただし、
ｒ７：第４レンズの物体側の面の曲率半径
ｒ８：第４レンズの像面側の面の曲率半径
ｆ４：第４レンズの焦点距離
ｆ５：第５レンズの焦点距離
ＴＬＡ：フィルタ類を取り外した際の最も物体側に位置する光学素子の物体側の面から像面までの光軸上の距離（光学全長）
ｉｈ：最大像高

【請求項2】

以下の条件式（５）を満足することを特徴とする、請求項１に記載の撮像レンズ。
（５） ０．７＜ｉｈ／ｆ＜１．０
ただし、
ｉｈ：最大像高
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離

【請求項3】

以下の条件式（６）、（７）を満足することを特徴とする、請求項１に記載の撮像レンズ。
（６） ０．９＜ＴＬＡ／ｆ＜１．４５
（７） ０．２４＜ｂｆ／ｆ＜０．４１
ただし、
ＴＬＡ：フィルタ類を取り外した際の最も物体側に位置する光学素子の物体側の面から像面までの光軸上の距離（光学全長）。
ｂｆ：フィルタ類を取り外した際の第５レンズの像面側の面から像面までの光軸上の距離（バックフォーカス）。
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離

【請求項4】

以下の条件式（８）を満足することを特徴とする、請求項１に記載の撮像レンズ。
（８） ｆ４＜ｆ１
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

【請求項5】

以下の条件式（９）を満足することを特徴とする、請求項１に記載の撮像レンズ。
（９） ０．５０＜ｒ４／ｆ＜１．０
ただし、
ｒ４：第２レンズの像面側の面の曲率半径
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離

【請求項6】

固体撮像素子上に被写体の像を結像する撮像レンズであって、
物体側から像面側に向かって順に、
開口絞りと、
物体側および像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズと、
像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、
物体側に凸面を向けたメニスカス形状で両面に非球面が形成された正または負の屈折力を有する第３レンズと、
像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する第４レンズと、
光軸近傍で物体側および像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する両面が非球面の第５レンズとから成り、
全てのレンズはプラスチック材料で構成され、
全てのレンズのｄ線における屈折率は、１．５０より大きく、かつ１．６５より小さい範囲であり、
以下の条件式（１ｂ）、（２）、（３）および（９）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１ｂ）２．０＜ｒ７／ｒ８≦３．３９０
（２）−１．３５＜ｆ４／ｆ５＜−０．８
（３）ＴＬＡ／２ｉｈ≦０．７４７
（９）０．５０＜ｒ４／ｆ≦０．７２６
ただし、
ｒ７：第４レンズの物体側の面の曲率半径
ｒ８：第４レンズの像面側の面の曲率半径
ｆ４：第４レンズの焦点距離
ｆ５：第５レンズの焦点距離
ＴＬＡ：フィルタ類を取り外した際の最も物体側に位置する光学素子の物体側の面から像面までの光軸上の距離（光学全長）

【請求項7】

以下の条件式（５）を満足することを特徴とする、請求項６に記載の撮像レンズ。
（５） ０．７＜ｉｈ／ｆ＜１．０
ただし、
ｉｈ：最大像高
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離

【請求項8】

以下の条件式（６）、（７）を満足することを特徴とする、請求項６に記載の撮像レンズ。
（６） ０．９＜ＴＬＡ／ｆ＜１．４５
（７） ０．２４＜ｂｆ／ｆ＜０．４１
ただし、
ＴＬＡ：フィルタ類を取り外した際の最も物体側に位置する光学素子の物体側の面から像面までの光軸上の距離（光学全長）。
ｂｆ：フィルタ類を取り外した際の第５レンズの像面側の面から像面までの光軸上の距離（バックフォーカス）。
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離

【請求項9】

以下の条件式（８）を満足することを特徴とする、請求項６に記載の撮像レンズ。
（８） ｆ４＜ｆ１
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

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、小型の撮像装置に使用されるＣＣＤセンサやＣ-ＭＯＳセンサの固体撮像素子上に被写体の像を結像させる撮像レンズに関し、特に、小型化、低背化が進むスマートフォンや携帯電話機およびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）やゲーム機、ＰＣなどの情報端末機器、更にはカメラ機能が付加された家電製品等に搭載される撮像装置に内蔵する撮像レンズに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、多くの情報端末機器にカメラ機能が搭載されることは一般的になった。また、カメラ付きの家電製品も登場するようになり、例えばスマートフォンと家電製品とを通信させることで、外出先からでも機器に搭載したカメラを通して自宅の様子をタイムリーに見ることが可能になった。このように、情報端末機器や家電製品にカメラ機能を融合させ、消費者の利便性を高める商品開発は今後も益々進んでいくものと考えられる。このような機器に搭載されるカメラの性能は、高画素化に対応した高い解像力を備えることはもちろんのこと、小型で、低背であり、明るいレンズ系であることに加えて、広い画角に対応することが求められている。

【0003】

しかしながら、低背、広画角、さらに明るい撮像レンズを得るには、画面周辺部における収差補正が困難であり、画面全体にわたって良好な光学性能を確保することは難しい。レンズ材料にガラス材料を採用することで、これらの課題をある程度解決することは可能でも、ガラス材料は大量生産に向かないため、低コストで大量に提供するには課題がある。

【0004】

従来、広い画角への対応や高性能化を目指した撮像レンズとして、例えば、以下の特許文献１、２のような撮像レンズが知られている。

【0005】

特許文献１には、物体側から像面側に向かって順に配置された、正の屈折力を有する両凸レンズからなる第１レンズと、負の屈折力を有し、像面側のレンズ面が凹面である第２レンズと、正の屈折力を有し、像面側のレンズ面が凸面であるメニスカスレンズからなる第３レンズと、負の屈折力を有し、両方のレンズ面が非球面形状で、像面側のレンズ面が光軸近傍で凹面である第４レンズとを備える撮像レンズが開示されている。

【0006】

また、特許文献２には、物体側より順に、正の第１レンズと、正の第２レンズと、負の第３レンズ、正の第４レンズ、負の第５レンズからなる、小型化および諸収差の良好な補正を目指した撮像レンズが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−２７１５４１号公報

【特許文献2】特開２０１０−０２６４３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記特許文献１に記載の撮像レンズは、光学全長は５．４ｍｍ程度であり、比較的低背化が実現できている。しかし、４枚構成のため収差補正が十分ではない。また、最大画角が７０°から７５°程度で、比較的広角化が図られているが、近年の更なる広角化の要求に対応することは困難である。さらに、Ｆ値は２．８程度で、近年要求される明るいレンズ系に対応することは困難である。

【0009】

上記特許文献２に記載の撮像レンズは、光学全長は７．８ｍｍ程度であり、撮像素子の有効撮像面の対角線の長さよりも長く、低背化に不利な構成である。５枚構成として諸収差を良好に補正しつつ、Ｆ値は２．０から２．５程度の明るいレンズ系を実現しているが、最大画角は６２°程度であり、これ以上の広角化に対応するには課題がある。

【0010】

このように、従来の技術においては、高解像度、小型化、低背化に対応し、かつ広角化の要求を満足することは困難であった。

【0011】

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、広角でありながら、諸収差を良好に補正しつつ、十分な明るさに対応し、５枚構成でありながら、小型、低背の撮像レンズを低コストで提供することにある。

【0012】

なお、ここでいう低背とは光学全長が撮像素子の有効撮像面の対角線の長さよりも短いレベルを指しており、広角とは全画角で７０°以上のレベルを指している。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の一態様の撮像レンズは、固体撮像素子上に被写体の像を結像する撮像レンズであって、物体側から像面側に向かって順に、開口絞りと、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズと、像面側に凹面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有する第２レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で両面が非球面の正または負の屈折力を有する第３レンズと、像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する第４レンズと、光軸近傍で物体側および像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する両面が非球面の第５レンズとから成り、全てのレンズはプラスチック材料で構成され、全てのレンズのｄ線における屈折率は、１．５０より大きく、かつ１．６５より小さい範囲であり、以下の条件式（１）から（３）を満足するよう構成した。
（１） ２．９２８≦ｒ７／ｒ８≦４．０８０
（２） −１．３５＜ｆ４／ｆ５＜−０．８
（３） ＴＬＡ／２ｉｈ≦０．７４７
ただし、
ｒ７：第４レンズの物体側の面の曲率半径
ｒ８：第４レンズの像面側の面の曲率半径
ｆ４：第４レンズの焦点距離
ｆ５：第５レンズの焦点距離
ＴＬＡ：フィルタ類を取り外した際の最も物体側に位置する光学素子の物体側の面から像面までの光軸上の距離（光学全長）
ｉｈ：最大像高
本発明の他の一態様の撮像レンズは、固体撮像素子上に被写体の像を結像する撮像レンズであって、物体側から像面側に向かって順に、開口絞りと、物体側および像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズと、像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で両面が非球面の正または負の屈折力を有する第３レンズと、像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する第４レンズと、光軸近傍で物体側および像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する両面が非球面の第５レンズとから成り、全てのレンズはプラスチック材料で構成され、全てのレンズのｄ線における屈折率は、１．５０より大きく、かつ１．６５より小さい範囲であり、以下の条件式（１ｂ）、（２）、（３）および（９）を満足するよう構成した。
（１ｂ） ２．０＜ｒ７／ｒ８≦３．３９０
（２） −１．３５＜ｆ４／ｆ５＜−０．８
（３） ＴＬＡ／２ｉｈ≦０．７４７
（９） ０．５０＜ｒ４／ｆ≦０．７２６
ただし、
ｒ７：第４レンズの物体側の面の曲率半径
ｒ８：第４レンズの像面側の面の曲率半径
ｆ４：第４レンズの焦点距離
ｆ５：第５レンズの焦点距離
ＴＬＡ：フィルタ類を取り外した際の最も物体側に位置する光学素子の物体側の面から像面までの光軸上の距離（光学全長）
ｉｈ：最大像高
ｒ４：第２レンズの像面側の面の曲率半径
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離

【0014】

上記構成の撮像レンズは、パワー配列がテレフォトタイプに近い構成となっているため、光学全長の短縮が図られる。正の屈折力の第１レンズで発生する球面収差及び色収差の補正を第２レンズが良好に補正する。また、両面が非球面の弱い正または負の屈折力の第３レンズが、軸上色収差及び高次の球面収差やコマ収差を小さく抑える。強い正の屈折力の第４レンズで低背化を維持しながら、非点収差及び像面湾曲の補正を行う。さらに、負の屈折力の第５レンズが第４レンズで発生した球面収差を補正するとともに、像面湾曲を良好に補正する。

【0015】

条件式（１）は第４レンズの近軸における形状を適切な範囲に規定するものである。条件式（１）の上限を上回る場合は第４レンズの正の屈折力が強くなり過ぎるため、球面収差の補正が困難になる。一方、条件式（１）の下限値を下回る場合は第４レンズの屈折力が弱くなり過ぎるため、非点収差および像面湾曲の補正が困難になる。

【0016】

条件式（１）については、以下の条件式（１ａ）がより好ましい範囲である。
（１ａ） ２．５＜ｒ７／ｒ８＜４．５

【0017】

条件式（２）は第４レンズと第５レンズの屈折力の関係を適切な範囲に規定するものである。条件式（２）の範囲内に規定することで、色収差および像面湾曲の良好な補正が可能になる。

【0018】

条件式（２）については、以下の条件式（２ａ）がより好ましい範囲である。
（２ａ） −１．２５＜ｆ４／ｆ５＜−０．９

【0019】

条件式（３）は光学全長と最大像高との関係を規定し、低背化を図るための条件である。条件式（３）の上限値を上回る場合は、光学全長が増大し、低背化が困難になる。

【0020】

条件式（３）については、以下の条件式（３ａ）がより好ましい範囲である。
（３ａ） ＴＬＡ／２ｉｈ＜０．７８

【0021】

条件式（４）は撮像レンズを構成するそれぞれのレンズの屈折率を規定している。条件式（４）の範囲に規定することで、低コストでありながら性能の良い撮像レンズを提供することが可能になる。

【0022】

また、本発明の第５レンズは、光軸近傍で両凹形状、または光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状であることが望ましい。光軸近傍で両凹形状を採る場合は、第４レンズで発生する収差を第５レンズで補正しやすくなる分、正の屈折力を強く設定することが可能になるため、より低背化に有利な構成となる。また、光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状にすれば、より像面湾曲を好適に補正することができる。

【0023】

また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５） ０．７＜ｉｈ／ｆ＜１．０
ただし、
ｉｈ：最大像高
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離

【0024】

条件式（５）は最大像高と撮像レンズ全系の焦点距離との関係を適切な範囲に規定するものである。条件式（５）の上限値を上回る場合、低背化には有利になるが、画角が広くなり過ぎるため、特に画面周辺部における諸収差の補正が困難になる。一方、条件式（５）の下限値を下回る場合、焦点距離が長くなり過ぎるため、低背化が困難になる。

【0025】

また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式（６）、（７）を満足することが望ましい。
（６） ０．９＜ＴＬＡ／ｆ＜１．４５
（７） ０．２４＜ｂｆ／ｆ＜０．４１
ただし、
ＴＬＡ：フィルタ類を取り外した際の最も物体側に位置する光学素子の物体側の面から像面までの光軸上の距離（光学全長）。
ｂｆ：フィルタ類を取り外した際の第５レンズの像面側の面から像面までの光軸上の距離（バックフォーカス）。
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離

【0026】

条件式（６）は光学全長と撮像レンズ全系の焦点距離との関係を適切な範囲に規定するものである。条件式（６）の上限値を上回ると光学全長が長くなり過ぎるため低背化が困難になる。一方、条件式（６）の下限値を下回ると、光学全長が短くなり過ぎて低背化には有利になるが、諸収差の補正が困難になるとともに、製造時の誤差感度が上昇するため好ましくない。

【0027】

なお、条件式（６）については、以下の条件式（６ａ）がより好ましい範囲である。
（６ａ） １．０＜ＴＬＡ／ｆ＜１．３０

【0028】

条件式（７）はバックフォーカスと撮像レンズ全系の焦点距離との関係を適切な範囲に規定するものである。条件式（７）の範囲に設定することで、ＩＲカットフィルタ等のフィルタを配置するスペースが確保できる。

【0029】

なお、条件式（７）については、以下の条件式（７ａ）がより好ましい範囲である。
（７ａ） ０．２７＜ｂｆ／ｆ＜０．３８

【0030】

また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
（８） ｆ４＜ｆ１
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

【0031】

条件式（８）は第１レンズと第４レンズとの屈折力の大きさの関係を規定するものである。
本発明の撮像レンズでは、正の屈折力を有する第１レンズと第４レンズによって低背化が図られるが、条件式（８）に示すように、第４レンズの屈折力を第１レンズの屈折力よりも大きく設定することでより低背化が可能になる。

【0032】

また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
（９） ０．５０＜ｒ４／ｆ＜１．０
ただし、
ｒ４：第２レンズの像面側の面の曲率半径
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離

【0033】

条件式（９）は第２レンズの像面側の面の曲率半径と撮像レンズ全系の焦点距離との関係を適切な範囲に規定するものである。条件式（９）の上限値を超える場合、第２レンズの像面側の面における負の屈折力が弱くなり過ぎるため、色収差の補正が不十分になり易い。一方、条件式（９）の下限値を下回る場合、第２レンズの像面側の面の負の屈折力が強くなり過ぎ、当該レンズ面の誤差感度が上昇するため、安定した性能を維持しながらの大量生産が困難になる。

【0034】

なお、条件式（９）については、以下の条件式（９ａ）がより好ましい範囲である。
（９ａ） ０．５５＜ｒ４／ｆ＜０．９０

【発明の効果】

【0035】

本発明により、広角でありながら、諸収差を良好に補正しつつ、十分な明るさに対応し、５枚構成でありながら、小型、低背の撮像レンズを低コストで得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】実施例１の撮像レンズの概略構成を示す図である。

【図2】実施例１の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。

【図3】実施例２の撮像レンズの概略構成を示す図である。

【図4】実施例２の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。

【図5】実施例３の撮像レンズの概略構成を示す図である。

【図6】実施例３の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。

【図7】実施例４の撮像レンズの概略構成を示す図である。

【図8】実施例４の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。

【図9】実施例５の撮像レンズの概略構成を示す図である。

【図10】実施例５の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。

【図11】実施例６の撮像レンズの概略構成を示す図である。

【図12】実施例６の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。

【図13】実施例７の撮像レンズの概略構成を示す図である。

【図14】実施例７の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。

【図15】実施例８の撮像レンズの概略構成を示す図である。

【図16】実施例８の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。

【図17】参考例の撮像レンズの概略構成を示す図である。

【図18】参考例の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３、図１５、及び図１７はそれぞれ、本実施形態の実施例１〜実施例８および参考例に係る撮像レンズの概略構成図を示している。いずれも基本的なレンズ構成は同様であるため、ここでは主に実施例１の概略構成図を参照しながら、本実施形態の撮像レンズ構成について説明する。

【0038】

図１に示すように、本実施形態の撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に、開口絞りＳＴと、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、両面が非球面の正または負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する第４レンズＬ４と、光軸近傍で像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する両面が非球面の第５レンズＬ５とから構成されている。また、全てのレンズはプラスチック材料で構成されている。なお、開口絞りＳＴの位置は第１レンズＬ１の物体側の面頂点よりも像面ＩＭ側に配置されている。

【0039】

また、第５レンズＬ５と像面ＩＭとの間には、平行平面板のフィルタＩＲが配置されている。なお、このフィルタＩＲは省略することが可能である。フィルタＩＲの厚みによって光学系の結像位置は変化するため、本発明における光学全長ＴＬＡ、及びバックフォーカスｂｆは、フィルタＩＲを除去したときの第１レンズＬ１の物体側の面から像面ＩＭまでの光軸上の距離として定義する。

【0040】

上記５枚構成の撮像レンズにおいて、第１レンズＬ１は物体側の面および像面側の面が共に凸面で形成されたレンズであり、第２レンズＬ２は像面側の面および物体側の面が共に凹面で形成されたレンズであり、第３レンズＬ３は光軸Ｘの近傍で物体側の面が凸面を向けたメニスカス形状の両面が非球面のレンズであり、第４レンズＬ４は像面側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズであり、第５レンズＬ５は光軸Ｘの近傍で像面側の面および物体側の面が共に凹面で形成された両面が非球面のレンズである。

【0041】

上記構成の撮像レンズは、パワー配列がテレフォトタイプに近い構成となっているため、光学全長の短縮が図られている。

【0042】

第１レンズＬ１は、物体側の面の曲率半径を像面側の面の曲率半径よりも小さな値にすることで、球面収差の発生を抑えている。なお、第１レンズＬ１の形状は両凸形状に限定するものではなく、例えば実施例２、６、７、及び８のように、像面側を凹面としたメニスカス形状でも良い。

【0043】

第２レンズＬ２は、正の屈折力の第１レンズＬ１で発生する球面収差及び色収差を良好に補正する。なお、第２レンズＬ２の形状は両凹形状に限定するものではなく、例えば実施例２や実施例４〜実施例８のように、メニスカス形状であっても良い。

【0044】

第３レンズＬ３は、撮像レンズの中で最も弱い正または負の屈折力を有する両面が非球面のレンズであり、光軸Ｘの近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されている。また、両面に形成した非球面の効果によって軸上色収差及び高次の球面収差やコマ収差を抑制している。なお、第３レンズＬ３の屈折力および非球面形状は、第３レンズＬ３よりも物体側に配置されるレンズ群の屈折力や形状に応じて変化する。すなわち、例えば実施例１〜実施例６では、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との正の合成屈折力が全系の焦点距離に対して１．０から１．５程度の比較的強く設定した例だが、その場合、第３レンズＬ３は弱い正または負の屈折力として、両面ともに周辺部で物体側に変化する非球面形状になっている。一方、実施例７や８では、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との正の合成屈折力が全系の焦点距離に対して２．０倍以上の比較的弱く設定した例だが、その場合、第３レンズＬ３は正の屈折力として、両面ともに周辺部で像面側に変化する非球面形状になっている。なお、第３レンズＬ３の光軸Ｘの近傍における形状については、メニスカス形状に限定されず、例えば参考例のように両凸形状でも良い。

【0045】

第４レンズＬ４は、第１レンズＬ１よりも強い正の屈折力を有するレンズであり、低背化を図りながら、非点収差及び像面湾曲の補正を行っている。また、両面に適切な非球面が形成されており、特に周辺部における収差補正に寄与している。

【0046】

第５レンズＬ５は、光軸Ｘの近傍で両凹形状の両面が非球面形状のレンズであり、第４レンズＬ４で発生した球面収差を補正するとともに、像面湾曲を良好に補正する。また、像面側の面を凹面とすることで、バックフォーカスの確保を容易にするとともに、像面側の面に光軸Ｘ上以外の位置に変極点を持たせる非球面形状にすることによって、像面ＩＭに入射する周辺部の光線の角度を適切に制御している。なお、第５レンズＬ５は、例えば参考例に示すように、光軸Ｘの近傍で物体側の面を凸面としたメニスカス形状であっても良く、その場合は特に周辺部における像面湾曲を良好に補正する。

【0047】

本発明の撮像レンズは、以下の条件式を満足する。
（１） ２．０＜ｒ７／ｒ８＜５．０
（２） −１．３５＜ｆ４／ｆ５＜−０．８
（３） ＴＬＡ／２ｉｈ＜０．８０
（４） １．５０＜Ｎｄ＜１．６５
（５） ０．７＜ｉｈ／ｆ＜１．０
（６） ０．９＜ＴＬＡ／ｆ＜１．４５
（７） ０．２４＜ｂｆ／ｆ＜０．４１
（８） ｆ４＜ｆ１
（９） ０．５０＜ｒ４／ｆ＜１．０
ただし、
ｒ７：第４レンズＬ４の物体側の曲率半径
ｒ８：第４レンズＬ４の像面側の曲率半径
ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離
ｆ５：第５レンズＬ５の焦点距離
Ｎｄ：第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、及び第５レンズＬ５のｄ線における屈折率
ｉｈ：最大像高
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ＴＬＡ：フィルタＩＲを取り外した際の最も物体側に位置する光学素子の物体側の面から像面ＩＭまでの光軸上の距離（光学全長）
ｂｆ：フィルタＩＲを取り外した際の第５レンズＬ５の像面側の面から像面ＩＭまでの光軸上の距離（バックフォーカス）
ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離
ｒ４：第２レンズＬ２の像面側の面の曲率半径

【0048】

本実施形態では、すべてのレンズ面を非球面で形成している。これらの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としたとき数式１により表わされる。

【0049】

【数1】

【0050】

次に本実施形態に係る撮像レンズの実施例を示す。各実施例において、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離を、ＦｎｏはＦナンバーを、ωは半画角を、ｉｈは最大像高を、ＴＬＡはフィルタＩＲを除去した際の光学全長をそれぞれ示す。また、ｉは物体側から数えた面番号、ｒは曲率半径、ｄは光軸上のレンズ面間の距離(面間隔)、Ｎｄはｄ線（基準波長）の屈折率、νｄはｄ線に対するアッベ数をそれぞれ示す。なお、非球面に関しては、面番号ｉの後に＊（アスタリスク）の符号を付加して示す。

【実施例1】

【0051】

基本的なレンズデータを以下の表１に示す。

【表1】

【0052】

実施例１の撮像レンズは、表１０に示すように条件式（１）から（９）の全てを満たしている。

【0053】

図２は実施例１の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。球面収差図は、Ｆ線（４８６ｎｍ）、ｄ線（５８８ｎｍ）、Ｃ線（６５６ｎｍ）の各波長に対する収差量を示している。また、非点収差図にはサジタル像面Ｓ、タンジェンシャル像面Ｔにおけるｄ線の収差量をそれぞれ示している（図４、図６、図８、図１０、図１２、図１４、図１６、図１８においても同じ）。図２に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

【0054】

また、光学全長ＴＬＡは４．３８ｍｍであり、５枚構成でありながら低背化が図られている。さらに、約７５°の広い画角とＦ２．２５の明るさを達成している。

【実施例2】

【0055】

基本的なレンズデータを以下の表２に示す。

【表2】

【0056】

実施例２の撮像レンズは、表１０に示すように条件式（１）から（９）の全てを満たしている。

【0057】

図４は実施例２の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図４に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

【0058】

また、光学全長ＴＬＡは４．３８ｍｍであり、５枚構成でありながら低背化が図られている。さらに、約７４°の広い画角とＦ２．２９の明るさを達成している。

【実施例3】

【0059】

基本的なレンズデータを以下の表３に示す。

【表3】

【0060】

実施例３の撮像レンズは、表１０に示すように条件式（１）から（９）の全てを満たしている。

【0061】

図６は実施例３の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図６に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

【0062】

また、光学全長ＴＬＡは４．３８ｍｍであり、５枚構成でありながら低背化が図られている。さらに、約７５°の広い画角とＦ２．２５の明るさを達成している。

【実施例4】

【0063】

基本的なレンズデータを以下の表４に示す。

【表4】

【0064】

実施例４の撮像レンズは、表１０に示すように条件式（１）から（９）の全てを満たしている。

【0065】

図８は実施例４の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図８に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

【0066】

また、光学全長ＴＬＡは４．３８ｍｍであり、５枚構成でありながら低背化が図られている。さらに、約７５°の広い画角とＦ２．２５の明るさを達成している。

【実施例5】

【0067】

基本的なレンズデータを以下の表５に示す。

【表5】

【0068】

実施例５の撮像レンズは、表１０に示すように条件式（１）から（９）の全てを満たしている。

【0069】

図１０は実施例５の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図１０に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

【0070】

また、光学全長ＴＬＡは４．３８ｍｍであり、５枚構成でありながら低背化が図られている。さらに、約７５°の広い画角とＦ２．２５の明るさを達成している。

【実施例6】

【0071】

基本的なレンズデータを以下の表６に示す。

【表6】

【0072】

実施例６の撮像レンズは、表１０に示すように条件式（１）から（９）の全てを満たしている。

【0073】

図１２は実施例６の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図１２に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

【0074】

また、光学全長ＴＬＡは４．１１ｍｍであり、５枚構成でありながら低背化が図られている。さらに、約７５°の広い画角とＦ２．２５の明るさを達成している。

【実施例7】

【0075】

基本的なレンズデータを以下の表７に示す。

【表7】

【0076】

実施例７の撮像レンズは、表１０に示すように条件式（１）から（９）の全てを満たしている。

【0077】

図１４は実施例７の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図１４に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

【0078】

また、光学全長ＴＬＡは４．１２ｍｍであり、５枚構成でありながら低背化が図られている。さらに、約８０°の広い画角とＦ２．２３の明るさを達成している。

【実施例8】

【0079】

基本的なレンズデータを以下の表８に示す。

【表8】

【0080】

実施例８の撮像レンズは、表１０に示すように条件式（１）から（９）の全てを満たしている。

【0081】

図１６は実施例８の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図１６に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

【0082】

また、光学全長ＴＬＡは４．１１ｍｍであり、５枚構成でありながら低背化が図られている。さらに、約８０°の広い画角とＦ２．２４の明るさを達成している。

【実施例9】

【0083】

＜参考例＞
本発明の参考例の基本的なレンズデータを以下の表９に示す。

【表9】

【0084】

参考例の撮像レンズは、表１０に示すように条件式（１）から（９）の全てを満たしている。

【0085】

図１８は参考例の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図１８に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。

【0086】

また、光学全長ＴＬＡは４．１１ｍｍであり、５枚構成でありながら低背化が図られている。さらに、約８０°の広い画角とＦ２．２４の明るさを達成している。

【0087】

以上、説明したように、本発明の実施形態に係る撮像レンズは、光学全長ＴＬＡが４．４ｍｍ以下、光学全長ＴＬＡと最大像高ｉｈとの比（ＴＴＬ／２ｉｈ）が０．７５以下の低背化を達成し、約７４°以上の広い画角、Ｆ２．３以下の明るさに対応しながら、諸収差が良好に補正された光学系の実現を可能にする。

【0088】

表１０に実施例１〜実施例８および参考例に係る条件式（１）から（９）の値を示す。

【表10】

【産業上の利用可能性】

【0089】

本発明の各実施の形態に係る５枚構成の撮像レンズは、小型化、低背化が進むスマートフォンや携帯電話機およびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯端末機器等、ゲーム機やＰＣなどの情報端末機器等、更にはカメラ機能が付加された家電製品等に搭載される撮像装置に内蔵する光学系に適用した場合、当該カメラの高性能化を図ることができる。

【符号の説明】

【0090】

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
ＩＲ フィルタ
ＩＭ 像面
ｉｈ 最大像高

【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】

【図16】

【図17】

【図18】