JP2013250330A

JP2013250330A - 撮像レンズ

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Publication number: JP2013250330A
Application number: JP2012123474A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Suzuki; 久則鈴木; Yukio Sekine; 幸男関根
Original assignee: Kantatsu Co Ltd
Current assignee: Kantatsu Co Ltd
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2013-12-12
Anticipated expiration: 2032-05-30
Also published as: CN203311088U; US20130321920A1; JP5973240B2; US9341857B2

Abstract

【課題】諸収差が良好に補正され、Ｆ値が小さく、比較的広画角の撮像レンズを得る。
【解決手段】物体側から像側に向かって順に、開口絞りと、光軸近傍で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、光軸近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第２レンズと、光軸近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第４レンズとで構成し、すべてのレンズ面を非球面で形成し、すべてのレンズをプラスチック材料で構成し、前記第１レンズの像側の面から前記第２レンズの像側の面のうち、少なくとも一つの面を回折光学面で形成し、前記正の屈折力を有する３枚のレンズのうち、少なくとも１枚が以下の条件式（１）を満足するよう構成した。
（１）１．５８＜Ｎｄｉ
ただし、
Ｎｄｉ：i番目の正レンズのｄ線における屈折率
【選択図】図１

Description

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、薄型化が進む携帯電話機やスマートフォンなどの携帯端末、及びＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、さらには、ゲーム機やＰＣ等の情報端末に搭載される撮像装置に内蔵される４枚のレンズから成る撮像レンズに関するものである。

近年、特に撮像装置を備えた携帯端末の市場は益々拡大する状況にある。これら携帯端末は、ほとんどの製品にカメラ機能が付加されるようになった。そして、そのカメラ性能は、今やデジタルスチルカメラに匹敵するほどの高画素タイプが主流になってきている。また、携帯端末の利便性、デザイン性などの理由から、特に薄型化の要求が強まっており、内蔵する撮像装置の小型化、薄型化への要求も当然厳しくなってきている。このような高画素の撮像素子を用いた撮像装置に組み込まれる撮像レンズに対しても、更なる高解像度化、小型化、薄型化とともに、明るいレンズ系（すなわち、小さなＦ値）が求められている。同時に、広範囲な被写体の像を撮影可能な、広い画角に対応することも強く望まれている。

従来、撮像装置を備えた携帯端末に採用される撮像レンズは２枚構成や３枚構成がサイズ、コストの面で有利なため、広く採用されてきた。しかし、近年の高性能化の流れに適応するため、比較的高性能化が可能な４枚構成の撮像レンズも多く提案されている。しかし、構成枚数を増やせば高画素化への対応は可能になるものの、小型化、薄型化に十分対応した撮像レンズを得ることは困難であった。

従来の４枚のレンズ構成として、物体側より順に、正の第１レンズ、負の第２レンズ、正の第３レンズ、そして収差補正用の第４レンズとで構成されるものが多く提案されている。このレンズ構成は、色収差を補正するために、正のパワーを有する第１レンズにはアッベ数の大きい低分散材料を用い、負のパワーを有する第２レンズにはアッベ数の小さい高分散材を用いることで色収差の補正を行うものが多い。しかし、負のパワーを有するレンズの存在は光軸方向の距離を短縮しにくいため、色収差の良好な補正は可能でも、撮像レンズの薄型化への要求に十分適応することには課題があった。
例えば、特許文献１には物体側から順に、物体側が凸面の正の屈折力を有する第１レンズと、開口絞りと、両面が非球面で負の屈折力を有する第２レンズと、物体側が凹面のメニスカス形状または両凸形状であり、両面が非球面の正の屈折力を有する第３レンズと、両凹形状で両面が非球面であり、負の屈折力を有する第４レンズとからなり、第４レンズの像側の面には変極点を有し、開口絞りから撮像面までの光軸上の距離と、光学全長との比の最大値を規定した撮像レンズが開示されている。この撮像レンズは、第１レンズの屈折力を強め、第４レンズの物体側を凹面とすることにより、光学系の像側主点を撮像面から遠ざけることで光学全長の短縮化を図っている。

また、特許文献２には物体側から順に、第１レンズとしての物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、明るさ絞りと、第２レンズとしての像側に凸面を向けたメニスカスレンズと、第３レンズとしての像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、第４レンズとしての負レンズを配置して構成され、第４レンズは少なくとも１面が非球面であり、第４レンズの近軸領域のパワーと最大光線高のパワーとの比、および第３レンズと第４レンズのアッべ数の差を適切な範囲に設定した撮像レンズが開示されている。この撮像レンズは、第１レンズの物体側の面に強い正のパワーを持たせたメニスカス形状として第１レンズの像側主点を物体側へ移動させるとともに、第４レンズの像側の面を凹面にすることによって光学全長の短縮化を図っている。

ＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓＰａｔｅｎｔＵＳ７，８２６，１４９，Ｂ２特開２００４−３４１５１２号公報

特許文献１において、光学全長（ＴＴＬ）と最大像高（ＩＨ）との比（ＴＴＬ／（２ＩＨ））は０．９前後であり、比較的小型化が実現されている。しかし、特許文献１に開示された撮像レンズが採用したパワー構成と面構成で更なる薄型化を実現しようとすると、各レンズの中心厚やエッヂ厚の確保が困難となり、特に各レンズを射出成型によって製造する場合、樹脂が充填されにくいという事態が生じてしまう。この撮像レンズを光学全長と最大像高との比を小さく維持したまま、例えば１／５インチ以下程度の小型の撮像素子に適応させることは構造上不可能である。また、特許文献２において、光学全長と最大像高の比（ＴＴＬ／（２ＩＨ））は１．１７程度、光学全長は７ｍｍ程度と長く、十分な小型化が実現されているとは言えない。また、半画角が３３°程度であり、広角化が図られているとはいえない。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、４枚レンズ構成でありながら小型化、薄型化が可能で、且つＦ値が小さく、諸収差が良好に補正され、比較的広画角でさらには低コスト化にも対応可能な撮像レンズを提供することを目的とするものである。

本発明による撮像レンズは、４枚レンズ構成であり、物体側から像側に向かって順に、開口絞りと、光軸近傍で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、光軸近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第２レンズと、光軸近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第４レンズとで構成され、すべてのレンズをプラスチック材料で構成し、すべてのレンズ面を非球面で形成し、第１レンズの像側の面から第２レンズの像側の面のうち、少なくとも一つの面に回折光学面を形成し、正の屈折力を有する３枚のレンズのうち、少なくとも１枚が以下の条件式（１）を満足するよう構成した。
（１）１．５８＜Ｎｄｉ
ただし、
Ｎｄｉ：i番目の正レンズのｄ線における屈折率

本発明の撮像レンズは第１レンズ、第２レンズ、第３レンズのパワーを正にすることにより各レンズ間距離を短縮し、第４レンズのパワーを光軸近傍で負にすることにより光学全長の短縮化とバックフォーカスの確保を容易にしている。また、すべてのレンズをプラスチック材料で構成することで高い量産性と低コスト化を図り、さらにすべてのレンズ面に適切な非球面形状を形成することで諸収差の良好な補正を図っている。また、本発明の撮像レンズは第１レンズの像側の面から第２レンズの像側の面のうち、少なくとも一つの面に回折光学面を形成している。回折光学面は、光路差関数で定義される光路差を発生させるレリーフによって構成されるものである。通常のガラス材料のｅ線におけるアッベ数は２５から８０なのに対して、回折光学面のｅ線のアッベ数は約−３．３と逆符号でおよそ一桁大きな分散を示す性質がある。回折光学面を適切な面に形成することで、アッベ数の小さな負のパワーのレンズを配置することなく、良好な色収差の補正と光学全長の短縮化との両立を実現している。

開口絞りは第１レンズの物体側に配置している。レンズ系の最も物体側に開口絞りを配置することで、射出瞳位置を像面から離すことができるため、撮像素子への光線入射角度を抑制することが容易になり、像側の良好なテレセントリック性を得ることができる。

条件式（１）は正の屈折力を有する３枚のレンズのうち、少なくとも１枚のレンズの屈折率を適切な範囲に規定するものであり、比較的高屈折率のプラスチック材料を１枚使用することで、各レンズのエッジ厚を確保しながら光学全長の短縮化を可能にする。

また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）０．７＜ＴＴＬ／（２ＩＨ）＜０．９
ただし、
ＴＴＬ：フィルタを取り外した際の、第１レンズの物体側の面から撮像面までの光軸上の距離
ＩＨ：最大像高

条件式（２）は光学全長と最大像高の比の範囲を規定するものである。条件式（２）の値が上限値を上回ると最大像高に対する光学全長が長くなるため、各レンズに採用する形状の自由度が高くなって性能を向上させやすくはなるが、光学全長の短縮化に不利になる。一方、条件式（２）の値が下限値を下回ると、最大像高に対する光学全長が短くなりすぎ、製造可能なレンズ厚の確保が困難になるとともに、非球面形状を含む各レンズ形状の自由度が減少するため良好な諸収差を補正する為のレンズ構成が採りにくくなる。

また、本発明の撮像レンズは以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．７＜ｆ１／ｆ＜１．１
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ：全系の焦点距離

条件式（３）は全系の焦点距離と第１レンズの焦点距離との比を適切な範囲に規定するものであり、光学全長の短縮化と良好な収差補正を行うための条件である。条件式（３）の値が上限値を上回ると第１レンズの正のパワーが相対的に弱くなるため、光学全長の短縮化を維持するためには第２レンズ、または第３レンズの正のパワーを強くする必要があるが、その場合第２レンズ、または第３レンズのエッヂ厚の確保が困難になり加工性に問題が生ずる。一方、条件式（３）の値が下限値を下回ると、反対に第１レンズのエッヂ厚の確保が困難になるとともに、第１レンズの正のパワーが強くなり、球面収差が増大するため好ましくない。

また、本発明の撮像レンズは以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．４０＜ｒ１／ｆ＜１．０
ただし、
ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
ｆ：全系の焦点距離

条件式（４）は全系の焦点距離と第１レンズの物体側の面の曲率半径との比を適切な範囲に規定するものである。条件式（４）の値が上限値を上回ると第１レンズの物体側の面の正のパワーが弱くなり、第１レンズとしての正のパワーを維持しようとすると、像側の面に強い凸面が必要になるが、その場合第１レンズの像側主点位置が像側に移動するため、光学全長の短縮化が困難になる。一方、条件式（４）の値が下限値を下回ると第１レンズの物体側の面の正のパワーが強くなり過ぎ、高次の球面収差やコマ収差を抑制することが困難になるとともに、レンズのエッヂ厚の確保が困難となり、加工性が悪くなる。

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）０．６＜ｆ１２３／ｆ＜０．９
ただし、
ｆ１２３：第１レンズ、第２レンズ、第３レンズの合成焦点距離
ｆ：全系の焦点距離

条件式（５）は全系の焦点距離と第１レンズ、第２レンズ、第３レンズの合成焦点距離との比を適切な範囲に規定するものである。条件式（５）の値が上限値を上回ると、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズの合成パワーが弱くなり過ぎ、光学全長の短縮化が困難になる。一方、条件式（５）の値が下限値を下回ると、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズの合成パワーが強くなり過ぎるため、第４レンズの負のパワーを強くせざるを得なくなるが、その場合、全像高に対する良好な収差補正が困難になってしまう。

また、本発明の第４レンズは物体側の面および像側の面に、光軸上以外の位置に変極点を有することが望ましい。第４レンズの物体側の面および像側の面に光軸上以外の位置に変極点を持たせる事で、光学全長の変化に合わせた歪曲収差の良好な補正と撮像素子への光線入射角度の抑制が可能になる。なお、変極点とは接平面が光軸と垂直に交わる非球面上の点を意味するものとする。

また、本発明の撮像レンズは以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）０．６＜Σｄ／ＴＴＬ＜０．８
ただし、
Σｄ：第１レンズの物体側の面から第４レンズの像側の面までの光軸上の距離
ＴＴＬ：フィルタを取り外した際の、第１レンズの物体側の面から撮像面までの光軸上の距離

条件式（６）は適切なバックフォーカスを確保しながら、諸収差の増大を抑制するための条件であり、条件式（６）の値が上限値を上回る場合、バックフォーカスが確保できず、ＩＲカットフィルタ等の配置ができない事態が生ずる。一方、条件式（６）の値が下限値を下回る場合は、バックフォーカスの値が過剰になり、製造可能なレンズ厚の確保が困難になることに加えて、諸収差が増大するため好ましくない。

また、本発明の撮像レンズは以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７）０．０２＜Ｔ１２／Σｄ＜０．２０
ただし、
Ｔ１２：第１レンズの像側の面と第２レンズの物体側の面との光軸上の距離
Σｄ：第１レンズの物体側の面から第４レンズの像側の面までの光軸上の距離

条件式（７）は第１レンズの物体側の面から第４レンズの像側の面までの光軸上の距離と第１レンズの像側の面から第２レンズの物体側の面までの光軸上の距離との比を適切な範囲に規定するものである。条件式（７）の値が上限値を上回ると第１レンズと第２レンズの中心厚を小さくしなければならず、加工性の悪いレンズ形状になり易い。一方、条件式（７）の値が下限値を下回ると、第１レンズと第２レンズの中心厚は確保しやすくなるが、第２レンズと第２レンズとの光軸上の空気間隔やエッヂ部の空気間隔が小さくなり過ぎ、組み込み後に第１レンズと第２レンズが接触する恐れが生ずる。

また、本発明の撮像レンズは第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズに関して、以下の条件式（８）を満足する事が望ましい。
（８）０．６＜Ｔｉｅ/Ｔｉ＜１．３
ただし、
Ｔｉ：i番目のレンズの中心厚
Ｔiｅ：i番目のレンズのエッジ厚

条件式（８）は各レンズの中心厚とエッヂ厚との比の範囲を適切な範囲に規定するものである。プラスチックレンズの成形時における材料の流動性を考慮すると、出来るだけレンズ厚は中心からエッジに至るまで厚みに差がない事が望ましい。条件式（８）の値が上限値、下限値の範囲内であれば、流動性が悪くなったり、ヒケの発生等、成形時の問題を回避しやすくなる。

また、本発明の撮像レンズは以下の条件式（９）を満足する事が望ましい。
（９）１≦Ｄｎ≦２０
ただし、
Ｄｎ：回折格子の輪帯数（整数）

条件式（９）は第１レンズの像側の面から第２レンズの像側の面のうち、少なくとも一つの面に形成された回折光学面の輪帯数を適切な範囲に規定するものであり、輪対数を２０以下にすることによって、各輪帯のエッヂ部で発生する乱反射の増加を抑え、レンズ性能に有害なゴーストやフレアを抑制しやすくなる。

本発明により、小型化、薄型化に対応した、諸収差が良好に補正され、比較的広画角で明るい撮像レンズを得ることが出来る。
また、全てのレンズをプラスチック材料で構成することによって、大量生産に向いた、低コスト化が可能な撮像レンズを得ることができる。

実施例１の撮像レンズの概略構成を示す図である。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。実施例２の撮像レンズの概略構成を示す図である。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。実施例３の撮像レンズの概略構成を示す図である。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。実施例４の撮像レンズの概略構成を示す図である。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。実施例５の撮像レンズの概略構成を示す図である。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。実施例６の撮像レンズの概略構成を示す図である。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。

以下に、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はそれぞれ、本実施形態の実施例１〜６に係る撮像レンズの概略構成図を示している。図１に示されるように、実施例１の撮像レンズは物体側から像側に向かって順に、開口絞りＳＴ、光軸Ｘの近傍で物体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第１レンズＬ１、光軸Ｘの近傍で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第２レンズＬ２、光軸Ｘの近傍で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第３レンズＬ３、光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第４レンズＬ４とで構成されている。すべてのレンズ面は非球面で形成されており、回折光学面ＤＯＥは第１レンズＬ１の像側の面ｒ２に形成されている。なお、回折光学面ＤＥＯは第１レンズＬ１の像側の面ｒ２から第２レンズＬ２の像側の面ｒ４のうち、少なくとも一つの面に形成すればよい。第１レンズＬ１は光屈折率のポリカーボネート系の材料を、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４には低分散のオレフィン系の材料を用いている。また、第４レンズＬ４と像面ＩＭとの間にはフィルタ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。また、光軸上の距離を算出する際はフィルタを取り外したときの値を採用するものとする。

なお、第１レンズＬ１は物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するレンズであれば良く、例えば両面が凸面であってもかまわない。また、第２レンズＬ２は像側に凸面を向けた正の屈折力を有するレンズであれば良く、例えば両面が凸面であってもかまわない。

また、すべてのレンズ面は非球面で形成されており、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１により表わされる。また、回折光学面の光路差関数は数２で表わされる。

ただし、
Ｐ：光路差（単位：波長）
Ｂ_２ｉ：光路差関数係数（ｉ＝１〜７）

本実施形態の撮像レンズは以下の条件式（１）〜（９）を満足する。
（１）１．５８＜Ｎｄｉ
（２）０．７＜ＴＴＬ／（２ＩＨ）＜０．９
（３）０．７＜ｆ１／ｆ＜１．１
（４）０．４０＜ｒ１／ｆ＜１．０
（５）０．６＜ｆ１２３／ｆ＜０．９
（６）０．６＜Σｄ／ＴＴＬ＜０．８
（７）０．０２＜Ｔ１２／Σｄ＜０．２０
（８）０．６＜Ｔｉｅ/Ｔｉ＜１．３
（９）１≦Ｄｎ≦２０
ただし、
Ｎｄｉ：i番目の正レンズのｄ線における屈折率
ＴＴＬ：フィルタを取り外した際の、第１レンズの物体側の面から撮像面までの光軸上の距離
ＩＨ：最大像高
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
ｆ１２３：第１レンズ、第２レンズ、第３レンズの合成焦点距離
Σｄ：第１レンズの物体側の面から第４レンズの像側の面までの光軸上の距離
Ｔ１２：第１レンズの像側の面と第２レンズの物体側の面との光軸上の距離
Ｔｉ：i番目のレンズの中心厚
Ｔiｅ：i番目のレンズのエッジ厚
Ｄｎ：回折格子輪帯数（整数）

次に本実施の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）に対する屈折率、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し、回折光学面が形成された面をＤＯＥで示す。

基本的レンズデータを以下の表１に示す。

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

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。球面収差図には、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における収差量をそれぞれ示している。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。

また、光学全長ＴＴＬは２．７４ｍｍと短く、４枚構成でありながら薄型化が実現されている。さらに、Ｆ値は２．４で明るく、半画角は約３８．８°で比較的広い画角が実現されている。

基本的レンズデータを以下の表２に示す。

実施例２の撮像レンズは、表７に示すように条件式（１）〜（９）の全てを満たしている。

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。球面収差図には、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における収差量をそれぞれ示している。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。

また、光学全長ＴＴＬは２．７４ｍｍと短く、４枚構成でありながら薄型化が実現されている。さらに、Ｆ値は２．３８で明るく、半画角は約３８．９°で比較的広い画角が実現されている。

基本的レンズデータを以下の表３に示す。

実施例３の撮像レンズは、表７に示すように条件式（１）〜（９）の全てを満たしている。

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。球面収差図には、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における収差量をそれぞれ示している。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。

また、光学全長ＴＴＬは２．７５ｍｍと短く、４枚構成でありながら薄型化が実現されている。さらに、Ｆ値は２．４１で明るく、半画角は約３８．６°で比較的広い画角が実現されている。

基本的レンズデータを以下の表４に示す。

実施例４の撮像レンズは、表７に示すように条件式（１）〜（９）の全てを満たしている。

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。球面収差図には、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における収差量をそれぞれ示している。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。

また、光学全長ＴＴＬは２．７４ｍｍと短く、４枚構成でありながら薄型化が実現されている。さらに、Ｆ値は２．３１で明るく、半画角は約３８．４°で比較的広い画角が実現されている。

基本的レンズデータを以下の表５に示す。

実施例５の撮像レンズは、表７に示すように条件式（１）〜（９）の全てを満たしている。

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。球面収差図には、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における収差量をそれぞれ示している。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。

また、光学全長ＴＴＬは２．７５ｍｍと短く、４枚構成でありながら薄型化が実現されている。さらに、Ｆ値は２．４０で明るく、半画角は約３８．６°で比較的広い画角が実現されている。

基本的レンズデータを以下の表６に示す。

実施例６の撮像レンズは、表７に示すように条件式（１）〜（９）の全てを満たしている。

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。球面収差図には、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における収差量をそれぞれ示している。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。

また、光学全長ＴＴＬは２．７４ｍｍと短く、４枚構成でありながら薄型化が実現されている。さらに、Ｆ値は２．４０で明るく、半画角は約３９．６°で比較的広い画角が実現されている。

本発明の実施形態に係る撮像レンズによれば、４枚構成でありながら、回折光学面ＤＯＥの色収差補正機能を適切に応用することで負のレンズを使用することなく、色収差の補正と非常に短い光学全長ＴＴＬとの両立が図られていることがわかる。また、全てのレンズ面に適切な非球面形状を形成することで、諸収差が良好に補正されており、さらにＦ値は２．４０程度で明るく、近年の高密度化された撮像素子に適応が可能である。また、半画角ωが３８°以上であり広画角化を達成しているため、広範囲な被写体の像の撮影が可能である。

表７に実施例１〜６の条件式（１）〜（９）の値を示す。

上述したように、各実施の形態に係る４枚レンズ構成の撮像レンズを携帯電話機やスマートフォンなどの携帯端末、及びＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、さらには、ゲーム機等に搭載される撮像装置に内蔵される光学系に適用した場合、高性能なカメラ機能の維持と撮像装置の薄型化を可能にすることができる。

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
ＩＲフィルタ
ＩＭ撮像面

Claims

固体撮像素子用の撮像レンズであって、物体側から像側に向かって順に、開口絞りと、光軸近傍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、光軸近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第２レンズと、光軸近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第４レンズとで構成し、すべてのレンズ面を非球面で形成し、すべてのレンズがプラスチック材料で構成され、前記第１レンズの像側の面から前記第２レンズの像側の面のうち、少なくとも一つの面を回折光学面で形成し、前記正の屈折力を有する３枚のレンズのうち、少なくとも１枚が以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１）１．５８＜Ｎｄｉ
ただし、
Ｎｄｉ：i番目の正レンズのｄ線における屈折率
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
（２）０．７＜ＴＴＬ／（２ＩＨ）＜０．９
ただし、
ＴＴＬ：フィルタを取り外した際の、第１レンズの物体側から撮像面までの光軸上の距離
ＩＨ：最大像高
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。（３）０．７＜ｆ１／ｆ＜１．１
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項３記載の撮像レンズ。
（４）０．４０＜ｒ１／ｆ＜１．０
ただし、
ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
ｆ：全系の焦点距離
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
（５）０．６＜ｆ１２３／ｆ＜０．９
ただし、
ｆ１２３：第１レンズ、第２レンズ、第３レンズの合成焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
前記第４レンズの物体側の面及び像側の面には、光軸上以外の位置に変極点を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
（６）０．６＜Σｄ／ＴＴＬ＜０．８
ただし、
Σｄ：第１レンズの物体側の面から第４レンズの像側の面までの光軸上の距離
ＴＴＬ：フィルタを取り外した際の、第１レンズの物体側から撮像面までの光軸上の距離
以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
（７）０．０２＜Ｔ１２／Σｄ＜０．２０
ただし、
Ｔ１２：第１レンズの像側の面と第２レンズの物体側の面との光軸上の距離
Σｄ：第１レンズの物体側の面から第４レンズの像側の面までの光軸上の距離
前記第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズに関して以下の条件式（８）を満足する事を特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
（８）０．６＜Ｔｉｅ/Ｔｉ＜１．３
ただし、
Ｔｉ：i番目のレンズの中心厚
Ｔiｅ：i番目のレンズのエッジ厚
以下の条件式（９）を満足する事を特徴とする請求項1記載の撮像レンズ。
（９）１≦Ｄｎ≦２０
ただし、
Ｄｎ：回折格子輪帯数（整数）