ホーム > 特許ランキング > 東京晨美光学電子株式会社
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022074334
(43)【公開日】2022-05-18
(54)【発明の名称】撮像レンズ
(51)【国際特許分類】
G02B 13/00 20060101AFI20220511BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20220511BHJP
【ＦＩ】
G02B13/00
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020184287
(22)【出願日】2020-11-04
(71)【出願人】
【識別番号】521351719
【氏名又は名称】東京晨美光学電子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100112520
【弁理士】
【氏名又は名称】林 茂則
(72)【発明者】
【氏名】徳能 康煕
(72)【発明者】
【氏名】楊 瑞東
【テーマコード（参考）】
2H087
【Ｆターム（参考）】
2H087KA01
2H087LA01
2H087PA05
2H087PA17
2H087PB05
2H087QA02
2H087QA06
2H087QA12
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA26
2H087QA39
2H087QA41
2H087QA45
2H087QA46
2H087RA04
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA34
2H087RA43
2H087RA44
2H087UA01
(57)【要約】 （修正有）
【課題】低背でありながらもＦナンバーが小さく、諸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。
【解決手段】物体側から順に、正の第１レンズＬ１、負の第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、正の第４レンズＬ４および負の第５レンズＬ５を配置する。第４レンズＬ４の像面側の面を近軸において凸面に形成するとともに、第５レンズＬ５の物体側の面を、変曲点を有する非球面に形成し、次の各条件式を満足すること。ｆ／Ｄｅｐ＜２．０、１．２＜Ｔ３／Ｔ２＜１．８、１５＜νｄ３＜３５、－１．０＜Ｒ５ｆ／Ｒ５ｒ＜－０．３。但し、ｆはレンズ系全体の焦点距離、Ｄｅｐは入射瞳の直径、Ｔ２は第２レンズＬ２の光軸上の厚さ、Ｔ３は第３レンズＬ３の光軸上の厚さ、νｄ３は第３レンズＬ３のアッべ数、Ｒ５ｆは第５レンズＬ５の物体側の面の近軸曲率半径、Ｒ５ｒは第５レンズＬ５の像面側の面の近軸曲率半径。
【選択図】図１
【解決手段】物体側から順に、正の第１レンズＬ１、負の第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、正の第４レンズＬ４および負の第５レンズＬ５を配置する。第４レンズＬ４の像面側の面を近軸において凸面に形成するとともに、第５レンズＬ５の物体側の面を、変曲点を有する非球面に形成し、次の各条件式を満足すること。ｆ／Ｄｅｐ＜２．０、１．２＜Ｔ３／Ｔ２＜１．８、１５＜νｄ３＜３５、－１．０＜Ｒ５ｆ／Ｒ５ｒ＜－０．３。但し、ｆはレンズ系全体の焦点距離、Ｄｅｐは入射瞳の直径、Ｔ２は第２レンズＬ２の光軸上の厚さ、Ｔ３は第３レンズＬ３の光軸上の厚さ、νｄ３は第３レンズＬ３のアッべ数、Ｒ５ｆは第５レンズＬ５の物体側の面の近軸曲率半径、Ｒ５ｒは第５レンズＬ５の像面側の面の近軸曲率半径。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
撮像素子上に被写体像を形成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、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、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、
前記第４レンズの像面側の面は近軸において凸面であり、
前記第５レンズの物体側の面は、変曲点を有する非球面であり、
以下の条件式（１）～（４）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
ｆ／Ｄｅｐ＜２．０ （１）
１．２＜Ｔ３／Ｔ２＜１．８ （２）
１５＜νｄ３＜３５ （３）
－１．０＜Ｒ５ｆ／Ｒ５ｒ＜－０．３ （４）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離、
Ｄｅｐ：前記撮像レンズの入射瞳の直径、
Ｔ２：前記第２レンズの光軸上の厚さ、
Ｔ３：前記第３レンズの光軸上の厚さ、
νｄ３：前記第３レンズのアッべ数、
Ｒ５ｆ：前記第５レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
Ｒ５ｒ：前記第５レンズの像面側の面の近軸曲率半径、
とする。
前記第４レンズの像面側の面は近軸において凸面であり、
前記第５レンズの物体側の面は、変曲点を有する非球面であり、
以下の条件式（１）～（４）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
ｆ／Ｄｅｐ＜２．０ （１）
１．２＜Ｔ３／Ｔ２＜１．８ （２）
１５＜νｄ３＜３５ （３）
－１．０＜Ｒ５ｆ／Ｒ５ｒ＜－０．３ （４）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離、
Ｄｅｐ：前記撮像レンズの入射瞳の直径、
Ｔ２：前記第２レンズの光軸上の厚さ、
Ｔ３：前記第３レンズの光軸上の厚さ、
νｄ３：前記第３レンズのアッべ数、
Ｒ５ｆ：前記第５レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
Ｒ５ｒ：前記第５レンズの像面側の面の近軸曲率半径、
とする。
【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＜｜ｆ３｜／ｆ＜９５．０ （５）
但し、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離、
とする。
５．０＜｜ｆ３｜／ｆ＜９５．０ （５）
但し、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離、
とする。
【請求項3】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像レンズ。
－５．０＜ｆ２３／ｆ＜－１．５ （６）
但し、
ｆ２３：前記第２レンズおよび前記第３レンズの合成焦点距離、
とする。
－５．０＜ｆ２３／ｆ＜－１．５ （６）
但し、
ｆ２３：前記第２レンズおよび前記第３レンズの合成焦点距離、
とする。
【請求項4】
以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
０．２＜ｆ３４／ｆ＜１．０ （７）
但し、
ｆ３４：前記第３レンズおよび前記第４レンズの合成焦点距離、
とする。
０．２＜ｆ３４／ｆ＜１．０ （７）
但し、
ｆ３４：前記第３レンズおよび前記第４レンズの合成焦点距離、
とする。
【請求項5】
以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
０．０２＜｜Ｒ２ｒ／Ｒ３ｆ｜＜１．０ （８）
但し、
Ｒ２ｒ：前記第２レンズの像面側の面の近軸曲率半径、
Ｒ３ｆ：前記第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
とする。
０．０２＜｜Ｒ２ｒ／Ｒ３ｆ｜＜１．０ （８）
但し、
Ｒ２ｒ：前記第２レンズの像面側の面の近軸曲率半径、
Ｒ３ｆ：前記第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
とする。
【請求項6】
以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
０．０１＜Ｄ１２／ｆ＜０．０８ （９）
但し、
Ｄ１２：前記第１レンズと前記第２レンズとの間の光軸上の距離、
とする。
０．０１＜Ｄ１２／ｆ＜０．０８ （９）
但し、
Ｄ１２：前記第１レンズと前記第２レンズとの間の光軸上の距離、
とする。
【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関する。
【背景技術】
【0002】
ＩｏＴ（Internet of Things）技術の進展により、スマートフォンや携帯電話機等の携帯情報機器はもとより、ゲーム機、家電製品、自動車等の多くの製品や機器がネットワークに繋がり、これらモノの間で様々な情報の共有が行われている。ＩｏＴ環境の下では、モノに内蔵されたカメラからの画像情報を利用することにより様々なサービスの提供が可能となる。ネットワークで伝達される画像情報は年々増加の一途を辿っており、当該カメラに対しては小型化と共に高い解像力が要求される。
【0003】
特許文献１に記載の撮像レンズは５枚構成であり、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、正の屈折力を有する第４レンズ、および負の屈折力を有する第５レンズとから構成される。当該撮像レンズは、第１レンズ、第２レンズおよび第４レンズのそれぞれの焦点距離、第１レンズの軸上厚さ、第２レンズの物体側の面の形状、第５レンズの形状に関して一定の条件を満足することにより、広角化および小型化の両立を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】中国特許出願公開第１１０５３１４９２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献１に記載の撮像レンズによれば、小型でありながらも比較的良好に諸収差を補正できる。しかしながら、撮像レンズに要求される解像度は年々高くなってきており、高解像度への対応を考慮した場合、特許文献１に記載のレンズ構成では諸収差の補正の程度が不十分である。また近年では、光量が少ない環境下での撮影や、撮影時における被写体のぶれ抑制等への観点から、撮像レンズの低Ｆナンバー化が強く求められている。
【0006】
本発明の目的は、低背でありながらもＦナンバーが小さく、諸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】
【0007】
本発明の撮像レンズは、撮像素子上に被写体像を形成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、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、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レンズとを備える。第４レンズの像面側の面は近軸において凸面であり、第５レンズの物体側の面は、変曲点を有する非球面である。
【0008】
本発明の撮像レンズでは、正の屈折力を有する第１レンズの像面側に、負の屈折力を有する第２レンズを配置する。これにより、撮像レンズの低背化を好適に図りつつ色収差を良好に補正できる。なお、本明細書において低背とは、光学全長、すなわち第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離と撮像素子の像面の対角長との比（全長対角比）が小さいことをいう。
【0009】
第５レンズの物体側の面を、変曲点を有する非球面に形成することにより、バックフォーカスを確保しつつ画像周辺部の像面湾曲および歪曲収差を良好に補正できる。第５レンズの当該形状によればまた、撮像レンズから出射した光線の撮像素子の像面への入射角度を主光線角度（CRA：Chief Ray Angle）の範囲内に抑制しつつ近軸および周辺の諸収差を良好に補正できる。
【0010】
なお、本発明において「レンズ」とは、屈折力を有する光学要素を指すものとする。よって、光の進行方向を変えるプリズムや平板のフィルタ等の光学要素は本発明の「レンズ」に含まれず、これら光学要素は適宜、撮像レンズの前後や各レンズ間に配置することができる。
【0011】
上記構成の撮像レンズは次の条件式（１）を満足することが望ましい。
ｆ／Ｄｅｐ＜２．０ （１）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離、
Ｄｅｐ：撮像レンズの入射瞳の直径、
とする。
ｆ／Ｄｅｐ＜２．０ （１）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離、
Ｄｅｐ：撮像レンズの入射瞳の直径、
とする。
【0012】
ところで、夕暮れ等の光量が少ない環境下での撮影や、撮影時における被写体のぶれ抑制等を実現するためには、撮像レンズから得られる画像を明るくする必要がある。この点、条件式（１）を満足することによって撮像レンズに取り込まれる光量が増加することから、撮像レンズを通じて明るい画像を得ることが可能となる。
【0013】
上記構成の撮像レンズは次の条件式（２）を満足することが望ましい。
１．２＜Ｔ３／Ｔ２＜１．８ （２）
但し、
Ｔ２：第２レンズの光軸上の厚さ、
Ｔ３：第３レンズの光軸上の厚さ、
とする。
１．２＜Ｔ３／Ｔ２＜１．８ （２）
但し、
Ｔ２：第２レンズの光軸上の厚さ、
Ｔ３：第３レンズの光軸上の厚さ、
とする。
【0014】
条件式（２）を満足することにより、像面湾曲、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良好に補正できる。
【0015】
上記構成の撮像レンズは次の条件式（３）を満足することが望ましい。
１５＜νｄ３＜３５ （３）
但し、
νｄ３：第３レンズのアッべ数、
とする。
１５＜νｄ３＜３５ （３）
但し、
νｄ３：第３レンズのアッべ数、
とする。
【0016】
条件式（３）を満足することにより、軸上色収差および倍率色収差を良好に補正できる。
【0017】
上記構成の撮像レンズは次の条件式（４）を満足することが望ましい。
－１．０＜Ｒ５ｆ／Ｒ５ｒ＜－０．３ （４）
但し、
Ｒ５ｆ：第５レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
Ｒ５ｒ：第５レンズの像面側の面の近軸曲率半径、
とする。
－１．０＜Ｒ５ｆ／Ｒ５ｒ＜－０．３ （４）
但し、
Ｒ５ｆ：第５レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
Ｒ５ｒ：第５レンズの像面側の面の近軸曲率半径、
とする。
【0018】
条件式（４）を満足することにより、バックフォーカスを確保しつつ、非点収差、像面湾曲およびコマ収差をバランスよく良好に補正できる。
【0019】
上記構成の撮像レンズは次の条件式（５）を満足することが望ましい。
５．０＜｜ｆ３｜／ｆ＜９５．０ （５）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離、
ｆ３：第３レンズの焦点距離、
とする。
５．０＜｜ｆ３｜／ｆ＜９５．０ （５）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離、
ｆ３：第３レンズの焦点距離、
とする。
【0020】
条件式（５）を満足することにより、撮像レンズの低背化を図りつつ像面湾曲および歪曲収差を良好に補正できる。
【0021】
上記構成の撮像レンズは次の条件式（６）を満足することが望ましい。
－５．０＜ｆ２３／ｆ＜－１．５ （６）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離、
ｆ２３：第２レンズおよび第３レンズの合成焦点距離、
とする。
－５．０＜ｆ２３／ｆ＜－１．５ （６）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離、
ｆ２３：第２レンズおよび第３レンズの合成焦点距離、
とする。
【0022】
条件式（６）を満足することにより、バックフォーカスを確保しつつ像面湾曲、非点収差および歪曲収差を良好に補正できる。
【0023】
上記構成の撮像レンズは次の条件式（７）を満足することが望ましい。
０．２＜ｆ３４／ｆ＜１．０ （７）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離、
ｆ３４：第３レンズおよび第４レンズの合成焦点距離、
とする。
０．２＜ｆ３４／ｆ＜１．０ （７）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離、
ｆ３４：第３レンズおよび第４レンズの合成焦点距離、
とする。
【0024】
条件式（７）を満足することにより、撮像レンズの低背化を図りつつ像面湾曲およびコマ収差を良好に補正できる。
【0025】
上記構成の撮像レンズは次の条件式（８）を満足することが望ましい。
０．０２＜｜Ｒ２ｒ／Ｒ３ｆ｜＜１．０ （８）
但し、
Ｒ２ｒ：第２レンズの像面側の面の近軸曲率半径、
Ｒ３ｆ：第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
とする。
０．０２＜｜Ｒ２ｒ／Ｒ３ｆ｜＜１．０ （８）
但し、
Ｒ２ｒ：第２レンズの像面側の面の近軸曲率半径、
Ｒ３ｆ：第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
とする。
【0026】
条件式（８）を満足することにより、倍率色収差、像面湾曲およびコマ収差を好ましい範囲内にバランスよく良好に補正できる。
【0027】
上記構成の撮像レンズは次の条件式（９）を満足することが望ましい。
０．０１＜Ｄ１２／ｆ＜０．０８ （９）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離、
Ｄ１２：第１レンズと第２レンズとの間の光軸上の距離、
とする。
０．０１＜Ｄ１２／ｆ＜０．０８ （９）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離、
Ｄ１２：第１レンズと第２レンズとの間の光軸上の距離、
とする。
【0028】
条件式（９）を満足することにより、像面湾曲、非点収差およびコマ収差をバランスよく良好に補正できる。
【0029】
上記構成の撮像レンズは次の条件式（１０）を満足することが望ましい。
０．１＜Ｄ１２／Ｄ２３＜０．６ （１０）
但し、
Ｄ１２：第１レンズと第２レンズとの間の光軸上の距離、
Ｄ２３：第２レンズと第３レンズとの間の光軸上の距離、
とする。
０．１＜Ｄ１２／Ｄ２３＜０．６ （１０）
但し、
Ｄ１２：第１レンズと第２レンズとの間の光軸上の距離、
Ｄ２３：第２レンズと第３レンズとの間の光軸上の距離、
とする。
【0030】
条件式（１０）を満足することにより、像面湾曲および非点収差を良好に補正できる。
【0031】
上記構成の撮像レンズは次の条件式（１１）を満足することが望ましい。
０．５＜Ｄ３４／Ｄ２３＜２．５ （１１）
但し、
Ｄ２３：第２レンズと第３レンズとの間の光軸上の距離、
Ｄ３４：第３レンズと第４レンズとの間の光軸上の距離、
とする。
０．５＜Ｄ３４／Ｄ２３＜２．５ （１１）
但し、
Ｄ２３：第２レンズと第３レンズとの間の光軸上の距離、
Ｄ３４：第３レンズと第４レンズとの間の光軸上の距離、
とする。
【0032】
条件式（１１）を満足することにより、像面湾曲、非点収差および歪曲収差を好ましい範囲内にバランスよく良好に補正できる。
【0033】
上記構成の撮像レンズは次の条件式（１２）を満足することが望ましい。
０．２＜Ｄ３４／Ｔ４＜１．５ （１２）
但し、
Ｄ３４：第３レンズと第４レンズとの間の光軸上の距離、
Ｔ４：第４レンズの光軸上の厚さ、
とする。
０．２＜Ｄ３４／Ｔ４＜１．５ （１２）
但し、
Ｄ３４：第３レンズと第４レンズとの間の光軸上の距離、
Ｔ４：第４レンズの光軸上の厚さ、
とする。
【0034】
条件式（１２）を満足することにより、撮像レンズの低背化を図りつつ像面湾曲および非点収差を良好に補正できる。
【0035】
上記構成の撮像レンズは、色収差をさらに良好に補正するため次の条件式（１３）を満足することが望ましい。
３５＜νｄ４＜８５ （１３）
但し、
νｄ４：第４レンズのアッべ数、
とする。
３５＜νｄ４＜８５ （１３）
但し、
νｄ４：第４レンズのアッべ数、
とする。
【0036】
上記構成の撮像レンズは、低Ｆナンバー化をより好適に図るため、次の条件式（１４）を満足することが望ましい。
０．５＜Ｄｅｐ／ｉｈ＜０．８ （１４）
但し、
Ｄｅｐ：撮像レンズの入射瞳の直径、
ｉｈ：撮像素子の像面の最大像高、
とする。
０．５＜Ｄｅｐ／ｉｈ＜０．８ （１４）
但し、
Ｄｅｐ：撮像レンズの入射瞳の直径、
ｉｈ：撮像素子の像面の最大像高、
とする。
【0037】
本発明の撮像レンズは撮像レンズの低背化をより好適に図るためにも、次の条件式で示される全長対角比を満足することが望ましい。
ＴＴＬ／（２×ｉｈ）＜１．７３
但し、
ＴＴＬ：第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離、
ｉｈ：撮像素子の像面の最大像高、
とする。
ＴＴＬ／（２×ｉｈ）＜１．７３
但し、
ＴＴＬ：第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離、
ｉｈ：撮像素子の像面の最大像高、
とする。
【0038】
なお、撮像レンズと像面との間には通常、赤外線カットフィルターやカバーガラス等の挿入物が配置されることも多いが、本明細書ではこれら挿入物の光軸上の距離については空気換算長を用いる。
【0039】
本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズから第５レンズまでの各レンズを、空気間隔を隔てて配列することが望ましい。各レンズが空気間隔を隔てて配列されることにより、本発明の撮像レンズは接合レンズを一枚も含まないレンズ構成になる。このようなレンズ構成では、撮像レンズを構成する５枚のレンズの全てをプラスチック材料から形成できるため、撮像レンズの製造コストを抑制できる。
【0040】
本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズから第５レンズまでの各レンズの両面を非球面に形成することが望ましい。各レンズの両面を非球面に形成することにより、近軸からレンズ周辺部に亘って諸収差をより良好に補正できる。特にレンズ周辺部においては非球面による収差補正能力が高い。
【0041】
本発明の撮像レンズは画角を２ωとしたとき、７５°≦２ωを満足することが望ましい。本条件式を満足することにより撮像レンズの広角化が図られ、撮像レンズの低背化とともに広角化を実現できる。
【0042】
本明細書においては、各レンズの面形状を曲率半径の符号を用いて特定する。曲率半径が正か負かは一般的な定義、すなわち光の進行方向を正として、曲率半径の中心がレンズ面からみて像面側にある場合には曲率半径を正とし、物体側にある場合には曲率半径を負とする定義に従う。よって、「曲率半径が正となる物体側の面」とは、物体側の面が凸面であることを指し、「曲率半径が負となる物体側の面」とは、物体側の面が凹面であることを指す。また、「曲率半径が正となる像面側の面」とは、像面側の面が凹面であることを指し、「曲率半径が負となる像面側の面」とは、像面側の面が凸面であることを指す。なお、本明細書での曲率半径は近軸曲率半径を指しており、レンズ断面図におけるレンズの概形にそぐわない場合がある。
【発明の効果】
【0043】
本発明の撮像レンズによれば、諸収差が良好に補正された高い解像度を有しながらもＦナンバーが小さく、小型のカメラへの組込みに特に適した撮像レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】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3】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】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7】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9】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11】数値実施例６に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
【図13】数値実施例７に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
【図15】数値実施例８に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
【図17】数値実施例９に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
【図19】数値実施例１０に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
【図21】数値実施例１１に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0045】
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。図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３、図１５、図１７、図１９および図２１は、本実施の形態の数値実施例１～１１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の断面図を参照しながら本実施の形態に係る撮像レンズについて説明する。
【0046】
図１に示すように本実施の形態に係る撮像レンズは、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、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とを備える。第１レンズＬ１から第５レンズＬ５までの各レンズは空気間隔を隔てて配列する。第５レンズＬ５と撮像素子の像面ＩＭとの間にはフィルタＩＲを配置する。このフィルタＩＲは省略することも可能である。なお、本明細書においては特に言及しない限り、各レンズの屈折力とは近軸における屈折力を指すものとする。
【0047】
第１レンズＬ１は、物体側の面の曲率半径ｒ２および像面側の面の曲率半径ｒ３が共に正となる形状を有する。第１レンズＬ１は、近軸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である。第１レンズＬ１の形状は本数値実施例１に係る形状に限定されない。第１レンズＬ１の形状は、その屈折力が正となるような形状であればよい。例えば第１レンズＬ１の形状としては、曲率半径ｒ２が正となり曲率半径ｒ３が負となる形状、すなわち近軸において両凸レンズとなる形状でもよい。
【0048】
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（＝Ｒ２ｒ）が正となる形状を有する。第２レンズＬ２は、近軸において両凹レンズとなる形状である。第２レンズＬ２の形状は本数値実施例１に係る形状に限定されない。第２レンズＬ２の形状は、当該屈折力が負となるような形状であればよい。数値実施例４、５、７～９の第２レンズＬ２は、近軸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の例である。第２レンズＬ２の形状としてはこの他にも、曲率半径ｒ４およびｒ５が共に負となり、近軸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。撮像レンズの低背化の観点からは、曲率半径ｒ４が正となる形状が望ましい。
【0049】
第３レンズＬ３は正の屈折力を有する。この第３レンズＬ３の屈折力は正に限定されない。数値実施例４～９に係る撮像レンズは、第３レンズＬ３の屈折力が負となるレンズ構成の例である。
【0050】
第３レンズＬ３は、物体側の面の曲率半径ｒ６（＝Ｒ３ｆ）および像面側の面の曲率半径ｒ７が共に負となる形状を有する。第３レンズＬ３は、近軸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ある。第３レンズＬ３の形状は、本数値実施例１に係る形状に限定されない。数値実施例５、７および８の第３レンズＬ３は、近軸において両凹レンズとなる形状の例である。また、数値実施例１０の第３レンズＬ３は、近軸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の例であり、数値実施例１１の第３レンズＬ３は、近軸において両凸レンズとなる形状の例である。
【0051】
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を有する。第４レンズＬ４は、近軸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ある。第４レンズＬ４の形状は本数値実施例１に係る形状に限定されず、その像面側の面が近軸において凸面となる形状であればよい。数値実施例６の第４レンズＬ４は、近軸において両凸レンズとなる形状の例である。
【0052】
第５レンズＬ５は、物体側の面の曲率半径ｒ１０（＝Ｒ５ｆ）が負となり、像面側の面の曲率半径ｒ１１（＝Ｒ５ｒ）が正となる形状を有する。第５レンズＬ５は、近軸において両凹レンズとなる形状を有する。第５レンズＬ５の形状は本数値実施例１に係る形状に限定されない。第５レンズＬ５の形状としては、近軸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や、近軸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。なお、撮像レンズの低背化を図りつつバックフォーカスを確保する観点からは、第５レンズＬ５の像面側の面を、曲率半径ｒ１１が正となる形状、すなわち近軸において凹面に形成することが望ましい。
【0053】
第５レンズＬ５の両面は、変曲点が設けられた非球面である。ここで変曲点とは、曲線上で曲率の符号が変化する点を指し、レンズ面上の曲線で曲がる方向が変わる点を指すものとする。なお、本実施の形態に係る撮像レンズにおける第５レンズＬ５の像面側の面は、極点を有する非球面形状である。第５レンズＬ５の有するこのような形状により、軸上の色収差のみならず軸外の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への入射角度がＣＲＡの範囲内に好適に抑制される。なお、要求される光学性能や撮像レンズの低背化の程度によっては、第５レンズＬ５の像面側の面を、変曲点の無い非球面に形成するようにしてもよい。
【0054】
本実施の形態に係る撮像レンズは、以下に示す条件式（１）～（１４）を満足する。
ｆ／Ｄｅｐ＜２．０ （１）
１．２＜Ｔ３／Ｔ２＜１．８ （２）
１５＜νｄ３＜３５ （３）
－１．０＜Ｒ５ｆ／Ｒ５ｒ＜－０．３ （４）
５．０＜｜ｆ３｜／ｆ＜９５．０ （５）
－５．０＜ｆ２３／ｆ＜－１．５ （６）
０．２＜ｆ３４／ｆ＜１．０ （７）
０．０２＜｜Ｒ２ｒ／Ｒ３ｆ｜＜１．０ （８）
０．０１＜Ｄ１２／ｆ＜０．０８ （９）
０．１＜Ｄ１２／Ｄ２３＜０．６ （１０）
０．５＜Ｄ３４／Ｄ２３＜２．５ （１１）
０．２＜Ｄ３４／Ｔ４＜１．５ （１２）
３５＜νｄ４＜８５ （１３）
０．５＜Ｄｅｐ／ｉｈ＜０．８ （１４）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離、
Ｄｅｐ：撮像レンズの入射瞳の直径、
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離、
ｆ２３：第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の合成焦点距離、
ｆ３４：第３レンズＬ３および第４レンズＬ４の合成焦点距離、
Ｔ２：第２レンズＬ２の光軸Ｘ上の厚さ、
Ｔ３：第３レンズＬ３の光軸Ｘ上の厚さ、
Ｔ４：第４レンズＬ４の光軸Ｘ上の厚さ、
νｄ３：第３レンズＬ３のアッべ数、
νｄ４：第４レンズＬ４のアッべ数、
Ｒ２ｒ：第２レンズＬ２の像面側の面の近軸曲率半径、
Ｒ３ｆ：第３レンズＬ３の物体側の面の近軸曲率半径、
Ｒ５ｆ：第５レンズＬ５の物体側の面の近軸曲率半径、
Ｒ５ｒ：第５レンズＬ５の像面側の面の近軸曲率半径、
Ｄ１２：第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間の光軸Ｘ上の距離、
Ｄ２３：第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間の光軸Ｘ上の距離、
Ｄ３４：第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間の光軸Ｘ上の距離、
ｉｈ：撮像素子の像面ＩＭの最大像高、
とする。
ｆ／Ｄｅｐ＜２．０ （１）
１．２＜Ｔ３／Ｔ２＜１．８ （２）
１５＜νｄ３＜３５ （３）
－１．０＜Ｒ５ｆ／Ｒ５ｒ＜－０．３ （４）
５．０＜｜ｆ３｜／ｆ＜９５．０ （５）
－５．０＜ｆ２３／ｆ＜－１．５ （６）
０．２＜ｆ３４／ｆ＜１．０ （７）
０．０２＜｜Ｒ２ｒ／Ｒ３ｆ｜＜１．０ （８）
０．０１＜Ｄ１２／ｆ＜０．０８ （９）
０．１＜Ｄ１２／Ｄ２３＜０．６ （１０）
０．５＜Ｄ３４／Ｄ２３＜２．５ （１１）
０．２＜Ｄ３４／Ｔ４＜１．５ （１２）
３５＜νｄ４＜８５ （１３）
０．５＜Ｄｅｐ／ｉｈ＜０．８ （１４）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離、
Ｄｅｐ：撮像レンズの入射瞳の直径、
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離、
ｆ２３：第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の合成焦点距離、
ｆ３４：第３レンズＬ３および第４レンズＬ４の合成焦点距離、
Ｔ２：第２レンズＬ２の光軸Ｘ上の厚さ、
Ｔ３：第３レンズＬ３の光軸Ｘ上の厚さ、
Ｔ４：第４レンズＬ４の光軸Ｘ上の厚さ、
νｄ３：第３レンズＬ３のアッべ数、
νｄ４：第４レンズＬ４のアッべ数、
Ｒ２ｒ：第２レンズＬ２の像面側の面の近軸曲率半径、
Ｒ３ｆ：第３レンズＬ３の物体側の面の近軸曲率半径、
Ｒ５ｆ：第５レンズＬ５の物体側の面の近軸曲率半径、
Ｒ５ｒ：第５レンズＬ５の像面側の面の近軸曲率半径、
Ｄ１２：第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間の光軸Ｘ上の距離、
Ｄ２３：第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間の光軸Ｘ上の距離、
Ｄ３４：第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間の光軸Ｘ上の距離、
ｉｈ：撮像素子の像面ＩＭの最大像高、
とする。
【0055】
本実施の形態に係る撮像レンズは、次の条件式で示される全長対角比を満足する。
ＴＴＬ／（２×ｉｈ）＜１．７３
但し、
ＴＴＬ：第１レンズＬ１の物体側の面から像面ＩＭまでの光軸Ｘ上の距離、
とする。
ＴＴＬ／（２×ｉｈ）＜１．７３
但し、
ＴＴＬ：第１レンズＬ１の物体側の面から像面ＩＭまでの光軸Ｘ上の距離、
とする。
【0056】
また、本実施の形態に係る撮像レンズは次の条件式を満足する。
７５°≦２ω
但し、
ω：半画角、
とする。
７５°≦２ω
但し、
ω：半画角、
とする。
【0057】
なお、上記各条件式の全てを満たす必要はなく、上記各条件式のそれぞれを単独に満たすことにより、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。
【0058】
本実施の形態に係る撮像レンズは、以下の条件式（６ａ）～（８ａ）、（１０ａ）～（１２ａ）および（１４ａ）を満足することにより、より好ましい効果を奏する。
－３．０＜ｆ２３／ｆ＜－１．２ （６ａ）
０．４＜ｆ３４／ｆ＜０．８ （７ａ）
０．０２＜｜Ｒ２ｒ／Ｒ３ｆ｜＜０．８ （８ａ）
０．２＜Ｄ１２／Ｄ２３＜０．５ （１０ａ）
０．７＜Ｄ３４／Ｄ２３＜２．２ （１１ａ）
０．４＜Ｄ３４／Ｔ４＜１．３ （１２ａ）
０．６＜Ｄｅｐ／ｉｈ＜０．８ （１４ａ）
－３．０＜ｆ２３／ｆ＜－１．２ （６ａ）
０．４＜ｆ３４／ｆ＜０．８ （７ａ）
０．０２＜｜Ｒ２ｒ／Ｒ３ｆ｜＜０．８ （８ａ）
０．２＜Ｄ１２／Ｄ２３＜０．５ （１０ａ）
０．７＜Ｄ３４／Ｄ２３＜２．２ （１１ａ）
０．４＜Ｄ３４／Ｔ４＜１．３ （１２ａ）
０．６＜Ｄｅｐ／ｉｈ＜０．８ （１４ａ）
【0059】
これら条件式（６ａ）～（１４ａ）については、その下限値または上限値として、それぞれ対応する条件式（６）～（１４）の下限値や上限値を適用するようにしてもよい。
【0060】
本実施の形態では各レンズのレンズ面を非球面で形成する。これら非球面の非球面式を次式に示す。
但し、
Ｚ：光軸方向の距離、
Ｈ：光軸に直交する方向の光軸からの距離、
Ｃ：近軸曲率（＝１／ｒ、ｒ：近軸曲率半径）、
ｋ：円錐定数、
Ａｎ：第ｎ次の非球面係数、
とする。
【数1】
Ｚ：光軸方向の距離、
Ｈ：光軸に直交する方向の光軸からの距離、
Ｃ：近軸曲率（＝１／ｒ、ｒ：近軸曲率半径）、
ｋ：円錐定数、
Ａｎ：第ｎ次の非球面係数、
とする。
【0061】
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。基本的なレンズデータを示す各表において、ｆはレンズ系全体の焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角、ｉｈは像面ＩＭの最大像高、ＴＴＬは第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をそれぞれ示す。また、ｉは物体側より数えた面番号、ｒは近軸曲率半径、ｄは光軸Ｘ上の面間距離、ｎｄは基準波長５８８ｎｍにおける屈折率、νｄは当該基準波長におけるアッベ数である。なお、面番号に＊（アスタリスク）の符号が付加された面は非球面であることを示す。
【0062】
数値実施例１
基本的なレンズデータ
基本的なレンズデータ
【表1】
【0063】
【表2】
【0064】
図２は、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）および歪曲収差（％）をそれぞれ示す収差図である。非点収差図および歪曲収差図には基準波長（５８８ｎｍ）における収差量を示す。また、非点収差図にあってはサジタル像面（Ｓ）およびタンジェンシャル像面（Ｔ）をそれぞれ示す（図４、図６、図８、図１０、図１２、図１４、図１６、図１８、図２０および図２２においても同じ）。図２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を良好に補正できる。
【0065】
数値実施例２
基本的なレンズデータ
基本的なレンズデータ
【表3】
【0066】
【表4】
【0067】
図４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を良好に補正できる。
【0068】
数値実施例３
基本的なレンズデータ
基本的なレンズデータ
【表5】
【0069】
【表6】
【0070】
図６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を良好に補正できる。
【0071】
数値実施例４
基本的なレンズデータ
基本的なレンズデータ
【表7】
【0072】
【表8】
【0073】
図８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を良好に補正できる。
【0074】
数値実施例５
基本的なレンズデータ
基本的なレンズデータ
【表9】
【0075】
【表10】
【0076】
図１０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を良好に補正できる。
【0077】
数値実施例６
基本的なレンズデータ
基本的なレンズデータ
【表11】
【0078】
【表12】
【0079】
図１２に示されるように、本数値実施例６に係る撮像レンズによっても諸収差を良好に補正できる。
【0080】
数値実施例７
基本的なレンズデータ
基本的なレンズデータ
【表13】
【0081】
【表14】
【0082】
図１４に示されるように、本数値実施例７に係る撮像レンズによっても諸収差を良好に補正できる。
【0083】
数値実施例８
基本的なレンズデータ
基本的なレンズデータ
【表15】
【0084】
【表16】
【0085】
図１６に示されるように、本数値実施例８に係る撮像レンズによっても諸収差を良好に補正できる。
【0086】
数値実施例９
基本的なレンズデータ
基本的なレンズデータ
【表17】
【0087】
【表18】
【0088】
図１８に示されるように、本数値実施例９に係る撮像レンズによっても諸収差を良好に補正できる。
【0089】
数値実施例１０
基本的なレンズデータ
基本的なレンズデータ
【表19】
【0090】
【表20】
【0091】
図２０に示されるように、本数値実施例１０に係る撮像レンズによっても諸収差を良好に補正できる。
【0092】
数値実施例１１
基本的なレンズデータ
基本的なレンズデータ
【表21】
【0093】
【表22】
【0094】
図２２に示されるように、本数値実施例１１に係る撮像レンズによっても諸収差を良好に補正できる。
【0095】
以上説明したように、本実施の形態に係る撮像レンズによれば、Ｆナンバーが小さく全長対角比が小さいにも拘わらず、諸収差を良好に補正できる。以下、本実施の形態に係る各数値実施例の条件式（１）～（１４）に対応する値（条件式対応値）を示す。
【表23】
【0096】
したがって、上記実施の形態に係る撮像レンズをスマートフォン、携帯電話機および携帯情報端末等の携帯情報機器や、ゲーム機、家電製品、自動車等に内蔵されるカメラの撮像光学系に適用した場合、当該カメラの高機能化と小型化の両立を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0097】
本発明は、スマートフォン等の携帯情報機器、医療機器、ゲーム機、家電製品および自動車等に内蔵される比較的小型のカメラに組み込まれる撮像レンズに適用できる。
【符号の説明】
【0098】
Ｘ 光軸
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
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
【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】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
