特許 7590533 撮像レンズ、撮像装置および情報処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】撮像レンズ、撮像装置および情報処理装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/00 20060101AFI20241119BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

G02B13/00

G02B13/18

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023203151

(22)【出願日】2023-11-30

【審査請求日】2023-11-30

(73)【特許権者】

【識別番号】505205731

【氏名又は名称】レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】窪田 高士

(72)【発明者】

【氏名】川北 幸司

【審査官】殿岡 雅仁

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１１９１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２２１６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１６７０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０２３９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１６６７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５６３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０９６８３２８６（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０２０８３７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２１／２０８０３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２２／０２３６５３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１５２０４２（ＪＰ，Ａ）

(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】

物体側から順に配置してなる第１レンズ～第５レンズからなり、
前記第１レンズは、
物体側に凸面を向けた正レンズであり、
前記第２レンズは、
像面側に凹面を向けたレンズであり、
前記第３レンズは、
少なくとも片面に変曲点を有し、偏肉比の小さい正または負レンズであり、
前記第４レンズは、
像面側に凸面を向け、物体側の面にレンズ周辺部に変曲点がある正レンズであり、
前記第５レンズは、
像面側に凹面で、かつ、周辺部に変曲点がある負レンズであり、
前記第１レンズと前記第２レンズは、
接合され、
前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２、前記第５レンズの焦点距離をｆ５、光学系全体の焦点距離をｆ、前記第５レンズの材質のｄ線に対する屈折率をＮ５とするとき、条件（１）、（２）、（５）
０．５０ ＜ ｜ｆ／ｆ１２｜ ＜ ０．６５ ・・・（１）
０．３０ ＜ ｜ｆ５／ｆ１２｜ ＜ ０．５０ ・・・（２）
１．６３ ＜ Ｎ５ ＜ １．６７ ・・・（５）
を満足する撮像レンズ。

【請求項2】

請求項１に記載の撮像レンズであって、
前記第１レンズの材質のｄ線に対する屈折率をＮ１、第５レンズの材質のｄ線に対する屈折率をＮ５とするとき、条件（３）
Ｎ１ ＜ Ｎ５ ・・・（３）
を満足する撮像レンズ。

【請求項3】

請求項１に記載の撮像レンズであって、
前記第１レンズの材質のｄ線に対する屈折率をＮ１とするとき、条件（４）
１．４９ ＜ Ｎ１ ＜ １．５５ ・・・（４）
を満足する撮像レンズ。

【請求項4】

請求項１に記載の撮像レンズであって、
光学系全系の焦点距離をｆ、光学系の全長をＯＡＬとするとき、条件（６）
０．６０ ＜ ｆ ／ ＯＡＬ ＜ ０．７０ ・・・（６）
を満足する撮像レンズ。

【請求項5】

請求項１に記載の撮像レンズであって、
光学全長をＯＡＬ、最も物体側のレンズの光学有効径をＥｆＤ１とするとき、条件（７Ａ）
２．１ ＜ ＯＡＬ ／ ＥｆＤ１ ＜ ３．３ ・・・（７）
を満足する撮像レンズ。

【請求項6】

請求項１に記載の撮像レンズであって、
射出瞳位置をＥＸＰ、像高をＩＨとするとき、条件（８）
-０．９８ ＜ ＥＸＰ ／ ＩＨ ＜ -０．７０ ・・・（８）
を満足する撮像レンズ。

【請求項7】

請求項１に記載の撮像レンズであって、
前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２、前記第３レンズの焦点距離をｆ３とするとき、条件（９）
０．０１ ＜ ｜ｆ１２ ／ ｆ３｜ ＜ ０．３０ ・・・（９）
を満足する撮像レンズ。

【請求項8】

請求項１に記載の撮像レンズであって、
前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２、第４レンズの焦点距離をｆ４とするとき、条件（１０）
０．３０ ＜ ｆ４／ｆ１２ ＜ ０．４０ ・・・（１０）
を満足する撮像レンズ。

【請求項9】

請求項１に記載の撮像レンズであって、
前記第４レンズの焦点距離をｆ４、前記第５レンズの焦点距離をｆ５とするとき、条件（１１）
０．７５ ＜ ｜ｆ４／ｆ５｜ ＜ ０．９５ ・・・（１１）
を満足する撮像レンズ。

【請求項10】

請求項１に記載の撮像レンズと、
前記撮像レンズが結像した像を受光して撮像信号を生成する個体撮像素子と、
を備える、
撮像装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の撮像装置と、
前記撮像装置が生成した前記撮像信号に対応する画像を表示する表示部と、
を備える、
情報処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、撮像レンズ、撮像装置および情報処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の個体撮像素子および撮像レンズを備える、デジタルスチイルカメラ、デジタルカムコーダおよびスマートフォン用カメラ等の撮像装置が普及している。

【0003】

それらの撮像装置に用いられる個体撮像素子は、高画素化が進んでいる。この個体撮像素子の高画素化に伴って、撮像レンズにも、光学性能の高性能化が求められている。

【0004】

また、近年、撮像装置が設けられたＰＣ（Personal Computer）では、Ｗｅｂを通じて動画の配信やコミュニケーションが行われている。このため、撮像装置では、携帯性を考慮した小型化も図られている。市場で求められる撮像装置は、高性能化および小型化を両立させたものが主となっており、撮像レンズにも高性能化のみのならず、小型化が求められている。このため、高性能化と小型化の両立を図った撮像レンズが知られている（例えば特許文献１および特許文献２を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特表２０１７－５１３０３４号公報

【文献】特開２０１５－１０６１５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、近年、Ｗｅｂを通じた動画の配信やコミュニケーションを行う場合、従来の撮像レンズより広角な画角で撮像することができるものが望まれていた。このため、従来の撮像レンズより広角な画角で、明るく、高性能、かつ小型の撮像レンズが望まれていた。

【0007】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、広角な画角で、明るく、高性能、かつ小型の撮像レンズ、撮像装置および情報処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の第１態様に係る撮像レンズは、物体側から順に配置してなる第１レンズ～第５レンズを備え、前記第１レンズは、物体側に凸面を向けた正レンズであり、前記第２レンズは、像面側に凹面を向けたレンズであり、前記第３レンズは、少なくとも片面に変曲点を有し、偏肉比の小さい正または負レンズであり、前記第４レンズは、像面側に凸面を向け、物体側の面にレンズ周辺部に変曲点がある正レンズであり、前記第５レンズは、像面側に凹面で、かつ、周辺部に変曲点がある負レンズであり、前記第１レンズと前記第２レンズは、接合され、第１レンズと第２レンズの合成焦点距離をｆ１２、第５レンズの焦点距離をｆ５、光学系全体の焦点距離をｆとするとき、条件（１）、（２）
０．５０ ＜ ｜ｆ／ｆ１２｜ ＜ ０．６５ ・・・（１）
０．３０ ＜ ｜ｆ５／ｆ１２｜ ＜ ０．５０ ・・・（２）
を満足する。

【0009】

また、本開示の第２態様に係る撮像装置は、上記の撮像レンズと、前記撮像レンズが結像した像を受光して撮像信号を生成する個体撮像素子と、を備える。

【0010】

また、本開示の第３態様に係る情報処理装置は、上記撮像装置と、上記撮像装置が生成した前記撮像信号に対応する画像を表示する表示部と、を備える。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、広角な画角で、明るく、高性能、かつ小型の撮像レンズを提供することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本開示の実施の形態１に係る撮像レンズのレンズ構成を示す図である。

【図2A】図２Ａは、本開示の実施の形態１に係る撮像レンズの収差図である。

【図2B】図２Ｂは、本開示の実施の形態１に係る撮像レンズのＭＴＦである。

【図2C】図２Ｃは、本開示の実施の形態１に係る撮像レンズのディストーション格子である。

【図3】図３は、本開示の実施の形態２に係る撮像レンズのレンズ構成を示す図である。

【図4A】図４Ａは、本開示の実施の形態２に係る撮像レンズの収差図である。

【図4B】図４Ｂは、本開示の実施の形態２に係る撮像レンズのＭＴＦである。

【図4C】図４Ｃは、本開示の実施の形態２に係る撮像レンズのディストーション格子である。

【図5】図５は、本開示の実施の形態３に係る撮像レンズのレンズ構成を示す図である。

【図6A】図６Ａは、本開示の実施の形態３に係る撮像レンズの収差図である。

【図6B】図６Ｂは、本開示の実施の形態３に係る撮像レンズのＭＴＦである。

【図6C】図６Ｃは、本開示の実施の形態３に係る撮像レンズのディストーション格子である。

【図7】図７は、本開示の実施の形態４に係る撮像レンズのレンズ構成を示す図である。

【図8A】図８Ａは、本開示の実施の形態４に係る撮像レンズの収差図である。

【図8B】図８Ｂは、本開示の実施の形態４に係る撮像レンズのＭＴＦである。

【図8C】図８Ｃは、本開示の実施の形態４に係る撮像レンズのディストーション格子である。

【図9】図９は、本開示の実施の形態５に係る撮像レンズのレンズ構成を示す図である。

【図10A】図１０Ａは、本開示の実施の形態５に係る撮像レンズの収差図である。

【図10B】図１０Ｂは、本開示の実施の形態５に係る撮像レンズのＭＴＦである。

【図10C】図１０Ｃは、本開示の実施の形態５に係る撮像レンズのディストーション格子である。

【図11】図１１は、本開示の実施の形態６に係る撮像レンズのレンズ構成を示す図である。

【図12A】図１２Ａは、本開示の実施の形態６に係る撮像レンズの収差図である。

【図12B】図１２Ｂは、本開示の実施の形態６に係る撮像レンズのＭＴＦである。

【図12C】図１２Ｃは、本開示の実施の形態６に係る撮像レンズのディストーション格子である。

【図13】図１３は、本開示の実施の形態７に係る撮像レンズのレンズ構成を示す図である。

【図14A】図１４Ａは、本開示の実施の形態７に係る撮像レンズの収差図である。

【図14B】図１４Ｂは、本開示の実施の形態７に係る撮像レンズのＭＴＦである。

【図14C】図１４Ｃは、本開示の実施の形態７に係る撮像レンズのディストーション格子である。

【図15】図１５は、本開示の実施の形態８に係る撮像レンズのレンズ構成を示す図である。

【図16A】図１６Ａは、本開示の実施の形態８に係る撮像レンズの収差図である。

【図16B】図１６Ｂは、本開示の実施の形態８に係る撮像レンズのＭＴＦである。

【図16C】図１６Ｃは、本開示の実施の形態８に係る撮像レンズのディストーション格子である。

【図17】図１７は、本開示の各実施の形態の撮像レンズを有する撮像装置を備える情報処理装置の概略構成を示す図である。

【図18】図１８は、図１７の撮像装置の概略構成を示す図である。

【図19】図１９は、本開示の各実施の形態の撮像レンズを有する撮像装置を備える情報処理装置の機能構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本開示に係る撮像レンズ、撮像装置および情報処理装置について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態により本開示が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本開示の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。即ち、本開示は、各図で例示された形状、大きさおよび位置関係のみに限定されるものではない。また、同一の部分には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0014】

［実施の形態］
図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３および図１５は、それぞれ、実施の形態１～８の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図である。各断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。

【0015】

各実施の形態の撮像レンズ１００は、物体側から像側へ順に配置されてなる第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５を備える。さらに、撮像レンズ１００は、第１レンズＬ１よりも物体側に配置されてなる開口絞りＳ（ＳＴＯＰ）（実施の形態１～４）、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の間に配置されてなる開口絞りＳ（実施の形態５～８）を備える。

【0016】

なお、図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３および図１５において、第１レンズＬ１～第５レンズＬ５および開口絞りＳのいずれかに付された符号１～１０は、各レンズまたは絞りの面を表している。以下、これらの面を物体側から像側へ向けて順次面１～面１０と言う。面１は、開口絞りＳの面である。さらに、図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３、および図１５において、符号ＣＧは、個体撮像素子のカバーガラスおよび各種のフィルタの少なくとも１つ以上で構成されたものと等価な透明平行平板を表したものである。透明平行平板ＣＧの入射側面を面１１と言い、像側面を面１２と言う。

【0017】

撮像レンズ１００は、最も物体側から順番に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５を配置してなる。第１レンズＬ１は、正レンズである。第２レンズＬ２は、負または正のレンズである。第３レンズは、正または負のパワーを有するレンズである。第４レンズは、正レンズである。第５レンズは、負のレンズである。即ち、撮像レンズ１００は、第１レンズＬ１～第５レンズＬ５からなる。また、撮像レンズ１００は、第１レンズと第２レンズＬ２が接合されてなる。また、第１レンズＬ１の材料は、ガラスであり、第２レンズＬ２は、プラスチックからできており、所謂ハイブリッドレンズで構成されている。

【0018】

ハイブリッドレンズは、ガラスとプラスチックを接合させたレンズであり、ガラスレンズは、各実施の形態の通り球面レンズで構成されている。ガラスの利点としては、プラスチックよりも透過率が良いことである。近年では、グラスモールド技術によりガラス材料でも非球面を有した成型が可能だが、コストも高く、また成形条件に制約があるため、大量生産が必要なＰＣ用カメラのレンズにおいては採用まで至っていない。よって、ハイブリッドレンズを採用することでコストの優位性があり、また、プラスチックよりも透過率が高く高性能を有したＰＣ用のカメラレンズを達成することができる。

【0019】

なお、第１レンズＬ１は、球面レンズ、第２レンズＬ２は、非球面の組み合わせであるが、実施の形態８の様に第１レンズＬ１の両面を非球面にすることによって、より収差補正が可能となる。

【0020】

このようにハイブリッドレンズを採用することで、高度に軸上色収差を補正することが出来る為、中心像高のＭＴＦを高くすることが可能である。また、非点収差に関しては、第２レンズＬ２の非球面により補正が可能となる。

【0021】

第１レンズＬ１は、物体側に凸面を向けた正レンズで構成される。材料はガラス材料である。また、球面レンズで構成されるが、非球面レンズでも構わない。

【0022】

第２レンズＬ２は、正または負レンズを用いて構成されるが、非球面を有するプラスチックで構成される。第２レンズＬ２のパワーは、非球面の誤差感度を考慮すると、レンズのパワーを弱くすることが好ましいが、それがすべてではない。また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２は、接合されている。

【0023】

第３レンズＬ３は、少なくとも片面に変曲点を有し、偏肉比の小さい正または負レンズで構成される。

【0024】

第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向け、物体側の面のレンズ周辺部に変曲点がある正レンズを用いて構成される。

【0025】

第５レンズＬ５は、像面側に凹面で、かつ、周辺部に変曲点がある負レンズを用いて構成される。

【0026】

このように構成された第１レンズＬ１～第５レンズＬ５は、第１レンズＬ１がガラスで構成され、Ｌ２～Ｌ５がプラスチックでできた非球面レンズで構成される。開口絞りＳは、最も物体側、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の間、もしくは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間に配置されてなる。また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２は、接合され、ハイブリッド非球面レンズである。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２をハイブリッド非球面にすることによって、撮像レンズ１００の光方向の厚さ（全長）を薄くした状態で収差を高度に補正することができる。

【0027】

また、レンズの材料に関しては、各実施の形態に示すように、ハイブリッドレンズの第１レンズＬ１－第２レンズＬ２を除き、第３レンズＬ３～第５レンズＬ５に関しては光学プラスチック材料を用いる。

【0028】

図２Ａ～図２Ｃ、図４Ａ～図４Ｃ、図６Ａ～図６Ｃ、図８Ａ～図８Ｃ、図１０Ａ～図１０Ｃ、図１２Ａ～図１２Ｃ、図１４Ａ～図１４Ｃおよび図１６Ａ～図１６Ｃは、それぞれ、実施の形態１～８の撮像レンズ１００の縦収差図、ＭＴＦ、ディストーション格子である。球面収差図では、ｄ線（黄色：波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（青色：波長４３５．８ｎｍ）およびＣ線（赤色：６５３．３ｎｍ）それぞれに対する球面収差量を示す。また、非点収差図では、実線Ｓがサジタル像面における非点収差量を示し、破線Ｔがタンジェンシャル像面における非点収差量を示す。さらに、歪曲収差図では、ｄ線のみに対する歪曲収差量を示す。また、Ａｎｇｌｅ（ｄｅｇ）は、撮像半画角（°）を示す。また、ＭＴＦにおいては、周波数は１／４Ｎｙ、１／２Ｎｙ時であり、１／４Ｎｙで５点鎖線がサジタル像面のＭＴＦ、荒い破線がタンジェンシャル像面のＭＴＦを示し、１／２Ｎｙで３点鎖線がサジタル像面のＭＴＦ、細かい破線がタンジェンシャル像面のＭＴＦを示す。また、ディストーション格子に関しては、細線がパラキシャル（Paraxial FOV）（理想的）な格子、太線がアクチャル（Actual FOV）（実際）の格子を示している。

【0029】

次に、各実施の形態の撮像レンズ１００の条件について説明する。
各実施の形態の撮像レンズ１００は、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１、第４レンズＬ４の焦点距離をｆ４、光学系全体の焦点距離をｆとするとき、以下の条件（１）、（２）を満足する。
（１） ０．５０ ＜ ｜ｆ／ｆ１２｜ ＜ ０．６５
（２） ０．３０ ＜ ｜ｆ５／ｆ１２｜ ＜ ０．５０

【0030】

条件（１）は、撮像レンズ１００の全体の焦点距離と、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２のレンズのパワーに関する条件式である。

【0031】

ｆ／ｆ１２が条件（１）の下限以下である場合、全体の焦点距離が短くなる傾向になるため、より広角化にするためには有利だが、非点収差がオーバー傾向となるうえ、歪曲収差も大きくなる傾向になるため、所望の性能の実現が困難である。また、ｆ／ｆ１２が条件（１）の上限以上である場合、球面収差と非点収差は、改善される傾向になるが、画角が狭くなる傾向になるため、各実施の形態の所望する性能を達成できないため望ましくない。このため、撮像レンズ１００は、条件（１）を満足することで、短形化（低背化）と高性能化のバランスを実現することができる。

【0032】

条件（２）は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の正のパワーと、第５レンズＬ５の負のパワーに関する条件式である。

【0033】

｜ｆ５／ｆ１２｜が条件（２）の下限以下である場合、非点収差がオーバー傾向となるうえ、球面収差も大きく発生することで、所望の性能の実現が困難である。また、｜ｆ５／ｆ１２｜が条件（２）の上限以上である場合、球面収差がアンダー傾向になるため、非点収差とのバランスが崩れ、所望の性能の実現が困難である。

【0034】

即ち、撮像レンズ１００が条件（１）および条件（２）を満足することにより、球面収差と非点収差とのバランスが取れ、明るく、高性能、かつ小型（コンパクト）な撮像レンズ１００を実現することができる。ここで、小型とは、撮像レンズ１００の光軸方向の全長を短くすることによって厚みを小さくすること、および、撮像レンズ１００の口径を小さくすることである。

【0035】

また、各実施の形態の撮像レンズ１００は、第１レンズＬ１の材質のｄ線に対する屈折率をＮ１、第５レンズＬ５の材質のｄ線に対する屈折率をＮ５とするとき、条件（３）を満足する。
Ｎ１＜Ｎ５ ・・・（３）

【0036】

条件（３）は、第１レンズＬ１の材質の屈折率Ｎ１と第５レンズＬ５の材質の屈折率Ｎ５との関係を規定する条件である。

【0037】

第１レンズＬ１は正レンズであり、また第５レンズＬ５は負のレンズである。各実施の形態において、色収差を適正にし、かつ、小型化をバランスさせるためには、第１レンズＬ１の屈折率Ｎ１は、第５レンズＬ５の屈折率Ｎ５よりも小さい屈折率の材質で形成し、条件（３）を満足させることで、所望の良好な色収差を実現することができる。

【0038】

また、各実施の形態の撮像レンズ１００は、第１レンズＬ１の材質のｄ線に対する屈折率をＮ１とするとき、条件（４）を満足する。
１．４９＜Ｎ１＜１．５５ ・・・（４）

【0039】

屈折率Ｎ１が条件（４）の下限以下である場合、光学性能は、さらに向上されるが、コストが高くなるため好ましくない。また、屈折率Ｎ１が条件（４）の上限以上である場合、光学性能は、色収差に影響がでてくるので好ましくない。よって、撮像レンズ１００が条件（４）を満足することにより、コストと色収差のバランスが取れ、明るく、高性能、かつ小型（コンパクト）の撮像レンズ１００を実現することができる。

【0040】

また、各実施の形態の撮像レンズ１００は、第５レンズＬ５の材質のｄ線に対する屈折率をＮ５とするとき、条件（５）を満足する。
１．６３＜Ｎ５＜１．６７ ・・・（５）

【0041】

屈折率Ｎ５が条件（５）の下限以下である場合、または、屈折率Ｎ５が条件（５）の上限以上である場合、色収差のバランスが崩れる。コストと色収差のバランスを考慮すると、条件（５）を満足することで、明るく、高性能、かつ小型の撮像レンズ１００を実現することができる。

【0042】

また、各実施の形態の撮像レンズ１００は、光学系全系（撮像レンズ１００）の焦点距離をｆ、光学系（撮像レンズ１００の長手方向）の全長をＯＡＬとするとき、条件（６）を満足する。
０．６０＜ｆ／ＯＡＬ＜０．７０ ・・・（６）

【0043】

条件（６）は、光学系全系の焦点距離ｆと全長ＯＡＬのバランスをとる条件である。

【0044】

各実施の形態の撮像レンズ１００においては、ｆ／ＯＡＬが条件（６）の下限以下である場合、さらなる広角化の実現することができるが、前玉径が大きくなる傾向になるため、サイズの大型化につながるおそれがある。また、ｆ／ＯＡＬが条件（６）の上限以上である場合、光学系の全長は、小さくなるが広画角化が難しくなる。条件（６）を満足する撮像レンズ１００は、サイズの小型化と画角の広角化を実現することができる。

【0045】

また、各実施の形態の撮像レンズ１００は、光学系の全長をＯＡＬ、最も物体側に配置されてなるレンズ（第１レンズＬ１）の光学有効径をＥｆＤ１とするとき、条件（７）を満足する。
２．１＜ＯＡＬ／ＥｆＤ１＜３．３ ・・・（７）

【0046】

条件（７）は、レンズ全長とレンズ（第１レンズＬ１）の前玉径のバランスをとる条件である。

【0047】

ＯＡＬ／ＥｆＤ１が条件（７）の下限以下である場合、光学系の小型化（光軸方向の短縮化）になるが、広画角を達成することが困難になる。ＯＡＬ／ＥｆＤ１が条件（７）の上限以上である場合、光学系の性能が向上するが、小型化（光軸方向の短縮化）を達成することが困難になる。撮像レンズ１００は、条件（７）を満足することで、小型化（光軸方向の短縮化）と高性能化を実現することができる。

【0048】

また、各実施の形態の撮像レンズ１００は、射出瞳位置をＥＸＰ、像高をＩＨとするとき、条件（９）を満足する。
－０．９８＜ＥＸＰ／ＩＨ＜－０．７０ ・・・（８）

【0049】

条件（８）は、像面への光線入射角を最適にする条件である。

【0050】

ＥＸＰ／ＩＨが条件（８）の下限以下である場合、光線入射角が低くなる傾向になるが、光学系の全長を短くして小型化することが困難になる傾向にある。また、ＥＸＰ／ＩＨが条件（８）の上限以上である場合、光線入射角が高くなる傾向にある。このため、撮像レンズ１００は、条件（８）を満足することで、小型化を実現することができる。

【0051】

また、各実施の形態の撮像レンズ１００は、第１レンズと第２レンズの合成焦点距離をｆ１２、第３レンズの焦点距離をｆ３とするとき、条件（９）を満足する。
０．０１ ＜ ｜ｆ１２ ／ ｆ３｜ ＜ ０．３０ ・・・（９）

【0052】

条件（９）は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の焦点距離のバランス関する条件である。

【0053】

｜ｆ１２／ｆ３｜条件（９）の下限以下である場合、ｆ１とｆ２の合成パワーに対するｆ３のレンズパワーが弱くなるため、球面収差と歪曲収差が収差補正不足になりがちになるため、高性能を達成することが困難となる。また、｜ｆ１２／ｆ３｜が条件（９）の上限以上である場合、非点収差が大きくなりがちになるため、望ましくない。このため、撮像レンズ１００は、条件（９）を満足することで、高性能を実現することができる。

【0054】

また、各実施の形態の撮像レンズ１００は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離をｆ１２、第４レンズＬ４の焦点距離をｆ４とするとき、条件（１０）を満足する。
０．３０ ＜ ｆ４／ｆ１２ ＜ ０．４０ ・・・（１０）

【0055】

条件（１０）は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成した正のパワーと、第４レンズＬ４の正のパワーに関する条件式である。

【0056】

ｆ４／ｆ１２が条件（１０）の下限以下 である場合、非点収差がオーバー傾向となるうえ、歪曲収差とコマ収差も大きく発生し、所望の性能の実現が困難である。また、ｆ４／ｆ１２が条件（１０）の上限以上である場合、球面収差がアンダー傾向になるため、非点収差とのバランスが崩れ、所望の性能の実現が困難である。

【0057】

また、各実施の形態の撮像レンズ１００は、第４レンズＬ４の焦点距離をｆ４、第５レンズＬ５の焦点距離をｆ５とするとき、条件（１１）を満足する。
０．７５ ＜ ｜ｆ４／ｆ５｜ ＜ ０．９５・・・（１１）

【0058】

条件（１１）は、第４レンズＬ４のレンズのパワーと第５レンズＬ５のレンズのパワーに関する条件式である。

【0059】

ｆ４／ｆ５が条件（１１）の下限以下 である場合、非点収差がオーバー傾向となるうえ、歪曲収差も大きくなる傾向になるため、所望の性能の実現が困難である。また、ｆ４／ｆ５が条件（１１）の上限以上である場合、全体の焦点距離が大きくなり、画角は挟角になる傾向になるため、非点収差と歪曲収差は改善される傾向になるが、球面収差が大きくなる傾向になるため、所望の性能の実現が困難となる。このため、撮像レンズ１００は、条件（１１）を満足することで、短形化（低背化）と高性能化のバランスを実現することができる。

【0060】

〔撮像装置〕
次に、各実施の形態の撮像レンズ１００を撮像光学系として用いた撮像装置を備える情報処理装置（ＰＣ）の実施の形態について説明する。

【0061】

図１７は、各実施の形態の撮像レンズ１００を有する撮像装置を備える情報処理装置の概略構成を示す図である。図１８は、図１７の撮像装置の概略構成を示す図である。図１９は、各実施の形態の撮像レンズを有する撮像装置を備える情報処理装置の機能構成を示すブロック図である。

【0062】

図１７～図１９に示す情報処理装置３０ は、少なくとも、撮像装置３１、信号処理部３２、画像処理部３３、制御部３４、表示部３５、記憶部３６、通信部３７、入力部３８および音声入出力部３９を備える。

【0063】

撮像装置３１は、制御部３４の制御のもと、所定の視野領域を撮像することによって撮像信号を生成し、この撮像信号を信号処理部３２へ出力する。撮像装置３１は、図２２に示すように、少なくとも、カバー３１１、各実施の形態の撮像レンズ１００および個体撮像素子３１２を備える。撮像装置３１は、情報処理装置３０の前面側に配置されてなる。具体的には、撮像装置３１は、情報処理装置３０のユーザを撮像することができる位置に配置されてなる。もちろん、撮像装置３１は、情報処理装置３０の形状、大きさ、使用態様に応じて、配置位置を適宜変更することができる。

【0064】

カバー３１１は、撮像レンズ１００の汚れおよび防塵のための部材であるカバーガラス等を用いて構成される。なお、情報処理装置３０は、カバー３１１に対して、さらに、ユーザの操作に応じて開閉する蓋等を設けてもよい。

【0065】

個体撮像素子３１２は、撮像レンズ１００が結像した撮像対象物の像を受光し、光電変換を行うことによって撮像信号を生成する。個体撮像素子３１２は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等を用いて構成される。個体撮像素子３１２は、好ましくは、８００万画素以上である、所謂４Ｋ以上（３８４０×２１６０以上）の有効画素が２次元マトリクス状に配置されてなる。

【0066】

信号処理部３２は、制御部３４の制御のもと、個体撮像素子３１２から入力される撮像信号に対して、Ａ／Ｄ変換処理等を行ってデジタルの撮像信号に変換して画像処理部３３へ出力する。信号処理部３２は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を用いて構成される。

【0067】

画像処理部３３は、制御部３４の制御のもと、信号処理部３２から入力されたデジタルの撮像信号に対して、所定の画像処理を行って表示部３５または記憶部３６に出力する。画像処理部３３は、例えばＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等を用いて構成される。ここで、所定の画像処理とは、シェーディングの電気的な補正処理、ホワイトバランス調整処理、画像中心部のトリミング処理およびノイズ低減処理等である。

【0068】

制御部３４は、情報処理装置３０を構成する各部を制御する。制御部３４は、プロセッサと、メモリとを備える。そのプロセッサは、ＣＰＵやＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等を用いて構成される。メモリは、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等を用いて構成される。

【0069】

表示部３５は、制御部３４の制御のもと、画像処理部３３が画像処理を行った撮影中の動画、撮影された撮像画像、記憶部３６に記憶された画像信号に対応する静止画像、情報処理装置３０に関する各種情報を表示する。

【0070】

記憶部３６は、情報処理装置３０に関する各種情報、情報処理装置３０が実行するプログラム、撮像装置３１が撮像した撮像信号（ＲＡＷデータやＪＰＥＧデータ）を記憶する。記憶部３６は、フラッシュメモリ、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）およびメモリカード等を用いて構成される。

【0071】

通信部３７は、制御部３４の制御のもと、ネットワークを経由して、撮像装置３１が撮像した撮像信号を所定の通信規格に従って外部へ送信し、かつ、外部から入力される各種情報を受信する。通信部３７は、例えば３ＧＰＰ（登録商標）、ＩＥＥＥによって策定された４Ｇ、ＬＴＥ、５Ｇ、ＷｉＭＡＸおよびＷｉ－Ｆｉ（登録商標）等の通信規格に準拠した通信規格が用いられる。

【0072】

入力部３８は、ユーザの操作入力を受け付け、受け付けた操作に応じた操作情報を制御部３４へ出力する。入力部３８は、例えばタッチパネル、キーボード、マウス等を用いて構成される。

【0073】

音声入出力部３９は、制御部３４の制御のもと、外音の入力を受け付けて音声信号に変換して記憶部３６または通信部３７に出力する。また、音声入出力部３９は、制御部３４の制御のもと、記憶部３６または通信部３７から入力される音声信号を変換して外部へ出力する。音声入出力部３９は、マイクおよびスピーカー等を用いて構成される。

【0074】

このように構成された情報処理装置３０は、撮像レンズ１００を有する撮像装置３１を用いて外部の機器と４Ｋの高画質で、ネットワークを介したＷｅｂ通信によるコミュニケーションを行うことができる。

【0075】

なお、実施の形態では、情報処理装置３０としてＰＣを一例に説明したが、撮像装置３１を、例えばタブレット型端末、携帯電話等の撮像装置に適用することができる。もちろん、撮像装置３１を、ＰＣ等に有線または無線で通信することができるＷｅｂカメラ等に適用してもよい。

【0076】

以上説明した実施の形態によれば、広角な画角で、明るく、高性能、かつ小型のものを実現することができる。

【0077】

また、実施の形態によれば、半画角が約５０°を４枚のレンズで実現することができる。

【0078】

また、 実施の形態によれば、撮像レンズ１００が広角な画角で、Ｆナンバーが小さく、高性能、かつ小型のもの実現することができるので、動画撮影の場合、暗い環境等の様々な環境下での撮影や撮影速度の高速化に対応することができる。

【0079】

また、実施の形態によれば、広角な画角で、明るく、高性能、かつ小型のもの実現することができるため、像側において個体撮像素子の受光素子における入射角度と受光面に入射する光線とのマッチングを高めることができる。

【0080】

また、実施の形態によれば、明るく、高性能、かつ小型の約半画角５０°を４枚で構成することができるため、例えばスマートフォン等の携帯電話やＰＣに用いられる単焦点レンズとして用いることができるので、４Ｋ以上（３８４０×２１６０以上）の高画素数の動画撮影を要求された場合であって、従来の撮像レンズと比して十分な収差の補正を行うことができ、要求される性能を満たすことができる。

【0081】

また、実施の形態によれば、明るく、高性能、かつ小型の半画角が約５０°を４枚で構成することができるため、撮像レンズ１００の光軸方向の全長を短くすることができるうえ、レンズ径も小さくなり、小型化を実現することができるので、小型化したレンズの屈折力が小さくなるうえ、製造誤差や組み付け誤差の影響を小さくすることができる。この結果、生産性が向上することがで、生産コストが抑えることができる。

【0082】

なお、本開示の実施の形態に係る情報処理装置に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、上述した本開示の実施の形態に係る情報処理装置に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、上述した本開示の実施の形態に係る情報処理装置で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【0083】

また、本開示の実施の形態に係る情報処理装置では、上述してきた「部」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御手段や制御回路に読み替えることができる。

【0084】

また、本開示の実施の形態に係る情報処理装置に実行させるプログラムは、インストールすることができる形式または実行することができる形式のファイルデータでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＵＳＢ媒体、フラッシュメモリ等のコンピュータで読み取りすることができる記録媒体に記録されて提供される。

【0085】

また、本開示の実施の形態に係る情報処理装置に実行させるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。

【実施例】

【0086】

以下に、実施の形態１～８それぞれに対応する撮像レンズ１００の実施例１～８を示す。
各実施例における記号の意味は以下の通りである。
ｆ：レンズ全系の焦点距離
ｆｌ：レンズ各々の焦点距離
ＦＮｏ．：開口数（Ｆナンバ）
Ｒ：面の曲率半径
Ｄ：面間隔
Ｎｄ：ｄ線に対する屈折率
Ｖｄ：ｄ線に対するアッベ数
ＳＤ：有効半径
非球面は、光軸方向のデプスをＸ、光軸からの高さをＨ、近軸曲率半径をＲ、円錐定数をｋ、高次の非球面係数をＣＮ（Ｎ＝４以上の偶数）とした場合、非球面係数を用いて、周知の次式（１５）で表す。
Ｘ＝（Ｈ^２／Ｒ）／［１＋｛１－ｋ（Ｈ／ｒ）^２｝^１／２］
＋Σ_N=4:evenＣＮＨ^Ｎ ・・・（１５）
ここで、Σ_N≧4:evenは、Ｎが４以上の偶数に対する和を意味する。

【0087】

［実施例１］
ｆ＝１．９ｍｍ、ＦＮｏ．＝２．０、ＨＦＯＶ＝４７．６°
実施例１のデータを表１に示す。

【0088】

【表1】

【0089】

非球面のデータを下に示す。

【表2】

上記非球面の表記で、例えば「１．９１１０．Ｅ－０３」は「１．９１１０＊１０―３」を意味する。以下の他の実施例においても同様である。

【0090】

各条件のパラメータの値は以下の通りである。なお、表３には、ＥＰ：入射瞳位置に関しても記載する。

【表3】

【0091】

この表には、条件式（１）～（１１）のほかに、参考として（１２）～（１４）についても記載する。

【表4】

なお（１２）～（１４）の条件式の意味については、下記の通りである。
０．０１ ＜ ｜ｆ５／ｆ３｜＜０．１５ ・・・（１２）
条件式（１２）に関して、ｆ３は第３レンズＬ３の焦点距離、ｆ５は第５レンズＬ５の焦点距離を表し、第３レンズＬ３と第５レンズＬ５の焦点距離のバランスの条件である。条件式（１２）の範囲内において、高性能を達成することが可能となる。条件式の下限以下の場合は、非点収差が大きくなり、条件式（１２）の上限以上の場合は球面収差が大きくなるため、条件式の範囲内を満たすことが望ましい。
０．０１ ＜ ｜ｆ４／ｆ３｜＜ ０．１７ ・・・（１３）
条件式（１３）に関して、ｆ３は第３レンズＬ３の焦点距離、ｆ４は第４レンズＬ４の焦点距離を表し、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の焦点距離のバランスの条件である。条件式（１３）の範囲内において、高性能を達成することが可能となる。条件式の下限以下の場合は、非点収差が大きくなり、条件式（１２）の上限以上の場合は球面収差が大きくなるため、条件式の範囲内を満たすことが好ましい。
本発明は、第３レンズL３のパワーは、他のレンズのパワーと比較すると弱いことが特徴であるが、本発明は第２レンズに他のレンズと相対的にパワーが弱い正または負のレンズを配置することで、効果的に、非点収差、球面収差、歪曲収差を補正することができる。
０．６１ ＜ ＯＡＬ／２＊ＩＨ ＜ ０．６５ ・・・（１４）
条件式（１４）に関して、ＯＡＬは光学全長、ＩＨは像高、所謂光学系のイメージサークルを表し、光学全長とイメージサークルの比率を示す。条件式（１４）の通り、イメージサークルに対して光学全長が０．６１～０．６５となっており、本発明の撮像レンズは低背であることが明らかである。
また、これらの条件式に関しては、実施例２以降に関しても適用している。

【0092】

また、各実施例とも、第１レンズＬ１から第４レンズＬ４において非球面を用いており、非球面により収差を良好に補正している。

【0093】

上記実施例１に関する収差図、ＭＴＦ、ディストーション格子を図２Ａ～図２Ｃに示すが、各図から明らかな様に、性能は良好である。

【0094】

［実施例２］
ｆ＝１．９ｍｍ、ＦＮｏ．＝２．２、ＨＦＯＶ＝４７．６°
実施例２のデータを表５に示す。

【0095】

【表5】

【0096】

非球面のデータを下に示す。

【表6】

【0097】

各条件のパラメータの値は以下の通りである。

【表7】

【表8】

【0098】

これらの収差図、ＭＴＦ、ディストーション格子を図４Ａ～図４Ｃに示すが、各図から明らかな様に、性能は良好である。

【0099】

［実施例３］
ｆ＝１．９ｍｍ、ＦＮｏ．＝２．０、ＨＦＯＶ＝４８．８°
実施例３のデータを表９に示す。

【0100】

【表9】

【0101】

非球面のデータを下に示す。

【表10】

【0102】

各条件のパラメータの値は以下の通りである。

【表11】

【0103】

【表12】

【0104】

これらの収差図、ＭＴＦ、ディストーション格子を図６Ａ～図６Ｃに示すが、各図から明らかな様に、性能は良好である。

【0105】

［実施例４］
ｆ＝１．９ｍｍ、ＦＮｏ．＝２．２、ＨＦＯＶ＝４８．８°
実施例４のデータを表１３に示す。

【表13】

【0106】

非球面のデータを下に示す。

【表14】

【0107】

各条件のパラメータの値は以下の通りである。

【表15】

【0108】

【表16】

【0109】

これらの収差図、ＭＴＦ、ディストーション格子を図８Ａ～図８Ｃに示すが、各収差図から明らかな様に、性能は良好である。

【0110】

［実施例５］
ｆ＝１．９ｍｍ、ＦＮｏ．＝２．２、ＨＦＯＶ＝４６°
実施例５のデータを表１７に示す。

【表17】

【0111】

非球面のデータを下に示す。

【表18】

【0112】

各条件のパラメータの値は以下の通りである。

【表19】

【0113】

【表20】

【0114】

これらの収差図、ＭＴＦ、ディストーション格子を図１０Ａ～図１０Ｃに示すが、各収差図から明らかな様に、性能は良好である。

【0115】

［実施例６］
ｆ＝１．９ｍｍ、ＦＮｏ．＝２．２、ＨＦＯＶ＝４７．０°
実施例６のデータを表２１に示す。

【表21】

【0116】

非球面のデータを下に示す。

【表22】

【0117】

各条件のパラメータの値は以下の通りである。

【表23】

【0118】

【表24】

【0119】

これらの収差図、ＭＴＦ、ディストーション格子を図１２Ａ～図１２Ｃに示すが、各収差図から明らかな様に、性能は良好である。

【0120】

［実施例７］
ｆ＝１．９ｍｍ、ＦＮｏ．＝２．２、ＨＦＯＶ＝４７．０°
実施例７のデータを表２５に示す。

【表25】

【0121】

非球面のデータを下に示す。

【表26】

【0122】

各条件のパラメータの値は以下の通りである。

【表27】

【0123】

【表28】

【0124】

これらの収差図、ＭＴＦ、ディストーション格子を図１４Ａ～図１４Ｃに示すが、各収差図から明らかな様に、性能は良好である。

【0125】

［実施例８］
ｆ＝１．９ｍｍ、ＦＮｏ．＝２．２、ＨＦＯＶ＝４７°
実施例８のデータを表２９に示す。

【表29】

【0126】

非球面のデータを下に示す。

【表30】

【0127】

各条件のパラメータの値は以下の通りである。

【表31】

【0128】

【表32】

【0129】

これらの収差図、ＭＴＦ、ディストーション格子を図１６Ａ～図１６Ｃに示すが、各収差図から明らかな様に、性能は良好である。

【0130】

以上、実施例１～８と、図２Ａ～図２Ｃ、図４Ａ～図４Ｃ、図６Ａ～図６Ｃ、図８Ａ～図８Ｃ、図１０Ａ～図１０Ｃ、図１２Ａ～図１２Ｃ、図１４Ａ～図１４Ｃおよび図１６Ａ～図１６Ｃに示したように、本開示の撮像レンズ１００は、明るく、高性能、かつ小型化（光軸方向に対して短縮化）で、半画角は約５０°をレンズ５枚構成で実現するものであり、また、撮像装置、特にラップトップ型ＰＣ用の撮像装置として相応しいことは明らかである。

【0131】

以上、本願の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することができる。

【0132】

３０ 情報処理装置
３１ 撮像装置
１００ 撮像レンズ
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
Ｓ 開口絞り
ＣＧ カバーガラス

【要約】

【課題】広角な画角で、明るく、高性能、かつ小型化することができる撮像レンズ、撮像装置および情報処理装置を提供する。
【解決手段】撮像レンズ１００は、物体側から順に配置されてなる第１レンズＬ１～第５レンズＬ５を備える。第１レンズＬ１は、物体側に凸面を向けた正レンズであり、第２レンズＬ２は、像面側に凹面を向けたレンズであり、第３レンズＬ３は、少なくとも片面に変曲点を有し、偏肉比の小さい正または負レンズであり、第４レンズＬ４は、像面側に凸面を向け、物体側の面にレンズ周辺部に変曲点がある正レンズであり、第５レンズＬ５は、像面側に凹面で、かつ、周辺部に変曲点がある負レンズである。
【選択図】図１

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図15】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図17】

【図18】

【図19】