JP2015011343A

JP2015011343A - 撮像レンズ

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Publication number: JP2015011343A
Application number: JP2014103269A
Authority: JP
Inventors: 張國文; Kuo-Wen Chang; 許聖偉; Sheng Wei Hsu; 葉致仰; Chih-Yamg Yeh
Original assignee: Genius Electronic Optical Co Ltd
Current assignee: Genius Electronic Optical Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2014-05-19
Publication date: 2015-01-19
Anticipated expiration: 2034-05-19
Also published as: US10018806B2; TW201400852A; US20160154209A1; JP5870157B2; TWI454729B; US20150002722A1; US9134505B2

Abstract

【課題】良好な光学性能を維持しつつ、全長を短縮した撮像レンズを提供する。【解決手段】物体側から像側へ順に配置される、第１〜第５のレンズ素子を備え、第１のレンズ素子３の像側の面３２は、周縁部近傍に凸部を有する。第２のレンズ素子４の物体側の面４１は、周縁部近傍に凹部を有する。第２のレンズ素子の像側の面４２は、周縁部近傍に凸部を有する。第３のレンズ素子５の物体側の面５１は、周縁部近傍に凹部を有する。第４のレンズ素子６は、正の屈折力を有し、物体側の面６１は、光軸近傍に凹部を有する。第５のレンズ素子７は、プラスチック材料で構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、撮像レンズに関するものである。

近年、携帯型電子機器（例えば、携帯電話機およびデジタルカメラ）の普及に伴って、携帯型電子機器の大きさを縮小することに多くの力が注がれている。また、電荷結合素子（ＣＣＤ：ＣｈａｒｇｅｄＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）および相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ：ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ‐ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）による光学センサの大きさが縮小されると、それに応じて、光学センサと共に用いる撮像レンズの寸法が、光学性能を著しく損なうことなく、縮小されなければならない。

特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７はそれぞれ、５つのレンズ素子を有する従来の撮像レンズを開示しており、それらのレンズ素子の隣接する２つの間隔の和は大きい。

特許文献３は、系の長さが１０ｍｍを超える撮像レンズを開示しており、これは、携帯電話機およびデジタルカメラなどの携帯型電子製品の大きさを縮小するという傾向に反するものである。

米国特許出願公開第２０１２／０１５４９２９号明細書米国特許出願公開第２０１０／０２５３８２９号明細書米国特許出願公開第２０１０／０２５４０２９号明細書米国特許第８３０５６９７号明細書米国特許第８３３９７１８号明細書特開２０１０−０２６４３４号公報特開２０１０−２５６６０８号公報

十分な光学性能を維持しつつ、撮像レンズの系の長さを縮小することは、常に当業界の目標である。

そこで、本発明の目的は、良好な光学性能を維持しつつ、全長を短縮した撮像レンズを提供することである。

本発明の一態様によれば、撮像レンズは、該撮像レンズの光軸に沿って物体側から像側へ順に配置される、第１、第２、第３、第４、第５のレンズ素子を備える。第１、第２、第３、第４、第５のレンズ素子の各々は、物体側に向いた物体側の面と、像側に向いた像側の面とを有する。

第１のレンズ素子の像側の面は、該第１のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を有する。

第２のレンズ素子の物体側の面は、該第２のレンズ素子の周縁部近傍に凹部を有する。第２のレンズ素子の像側の面は、該第２のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を有する。

第３のレンズ素子の物体側の面は、該第３のレンズ素子の周縁部近傍に凹部を有する。

第４のレンズ素子は、正の屈折力を有する。第４のレンズ素子の物体側の面は、光軸近傍に凹部を有する。

第５のレンズ素子は、プラスチック材料で構成されている。

本発明の別の目的は、５つのレンズ素子を有する撮像レンズを備えた電子機器を提供することである。

本発明の別の態様によれば、電子機器は、ハウジングと撮像モジュールとを備える。撮像モジュールは、ハウジング内に配置されており、本発明の撮像レンズと、撮像レンズが配置される鏡筒と、鏡筒が配置されるホルダユニットと、撮像レンズの像側に配置される撮像センサと、を有する。

本発明の他の特徴ならびに効果は、添付の図面を参照した以下の好ましい実施形態の詳細な説明において明らかになるであろう。

レンズ素子の構造を示す模式図である。本発明に係る撮像レンズの第１の好ましい実施形態を示す模式図である。第１の好ましい実施形態の撮像レンズに対応するいくつかの光学パラメータの値を示している。第１の好ましい実施形態の撮像レンズに対応する光学的関係のいくつかのパラメータの値を示している。（ａ）〜（ｄ）は、第１の好ましい実施形態の撮像レンズの様々な光学特性を示している。本発明に係る撮像レンズの第２の好ましい実施形態を示す模式図である。第２の好ましい実施形態の撮像レンズに対応するいくつかの光学パラメータの値を示している。第２の好ましい実施形態の撮像レンズに対応する光学的関係のいくつかのパラメータの値を示している。（ａ）〜（ｄ）は、第２の好ましい実施形態の撮像レンズの様々な光学特性を示している。本発明に係る撮像レンズの第３の好ましい実施形態を示す模式図である。第３の好ましい実施形態の撮像レンズに対応するいくつかの光学パラメータの値を示している。第３の好ましい実施形態の撮像レンズに対応する光学的関係のいくつかのパラメータの値を示している。（ａ）〜（ｄ）は、第３の好ましい実施形態の撮像レンズの様々な光学特性を示している。本発明に係る撮像レンズの第４の好ましい実施形態を示す模式図である。第４の好ましい実施形態の撮像レンズに対応するいくつかの光学パラメータの値を示している。第４の好ましい実施形態の撮像レンズに対応する光学的関係のいくつかのパラメータの値を示している。（ａ）〜（ｄ）は、第４の好ましい実施形態の撮像レンズの様々な光学特性を示している。本発明に係る撮像レンズの第５の好ましい実施形態を示す模式図である。第５の好ましい実施形態の撮像レンズに対応するいくつかの光学パラメータの値を示している。第５の好ましい実施形態の撮像レンズに対応する光学的関係のいくつかのパラメータの値を示している。（ａ）〜（ｄ）は、第５の好ましい実施形態の撮像レンズの様々な光学特性を示している。第１〜第５の好ましい実施形態の撮像レンズに対応する他の光学的関係のパラメータの値を示す表である。本発明の撮像レンズの第１の適用例を示す部分断面模式図である。本発明の撮像レンズの第２の適用例を示す部分断面模式図である。

本発明についてより詳細に説明するに当たり、留意されるべきことは、類似の要素は、本開示全体を通して同一の参照符号で示しているということである。

以下の説明において、「レンズ素子が、正（または負）の屈折力を有する」とは、レンズ素子が、その光軸近傍において正（または負）の屈折力を有することを意味する。
「物体側の面（または像側の面）が、特定の領域に凸部（または凹部）を有する」とは、その特定の領域に隣接する径方向外側の領域と比較して、その特定の領域が、光軸と平行な方向に、より多く膨らんでいる（または、窪んでいる）ことを意味する。一例として図１を参照すると、レンズ素子は、その光軸（Ｉ）に関して径方向に対称である。レンズ素子の物体側の面は、領域Ａに凸部を有し、領域Ｂに凹部を有し、領域Ｃに凸部を有する。なぜなら、領域Ａは、その径方向外側の領域（すなわち、領域Ｂ）と比較して、光軸（Ｉ）に平行な方向に、より膨らんでおり、領域Ｂは領域Ｃと比較して、より窪んでおり、領域Ｃは領域Ｅと比較して、より膨らんでいるからである。
「周縁部近傍に」とは、専ら撮像光を通過させるためのレンズ素子の曲面における周縁に沿った領域を指し、それは図１における領域Ｃである。撮像光は、主光線Ｌｃと周辺光線Ｌｍとを含む。
「光軸近傍に」とは、専ら撮像光を通過させるための曲面における光軸周辺の領域を指し、それは図１における領域Ａである。また、レンズ素子は、さらに、光学撮像レンズ装置内への取り付け用の拡張部Ｅを有する。理想的には、撮像光は拡張部Ｅを通過しない。拡張部Ｅの構造および形状は、本明細書に記載のものに限定されない。以下の実施形態では、わかりやすくするため、拡張部Ｅは図示していない。

図２を参照して、本発明に係る撮像レンズ１０の第１の好ましい実施形態は、光軸（Ｉ）に沿って物体側から像側へ順に配置される、開口絞り２と、第１、第２、第３、第４、第５のレンズ素子３〜７と、光学フィルタ８と、を備える。光学フィルタ８は、赤外光を選択的に吸収するための赤外線カットフィルタであり、これによって、像面９に形成される像の欠陥を軽減する。

第１、第２、第３、第４、第５のレンズ素子３〜７、および光学フィルタ８のそれぞれは、物体側に向いた物体側の面３１、４１、５１、６１、７１、８１と、像側に向いた像側の面３２、４２、５２、６２、７２、８２と、を有する。撮像レンズ１０に入射する光は、順に、開口絞り２、第１のレンズ素子３の物体側の面３１と像側の面３２、第２のレンズ素子４の物体側の面４１と像側の面４２、第３のレンズ素子５の物体側の面５１と像側の面５２、第４のレンズ素子６の物体側の面６１と像側の面６２、第５のレンズ素子７の物体側の面７１と像側の面７２、光学フィルタ８の物体側の面８１と像側の面８２を通って進み、像面９に像を形成する。物体側の面３１、４１、５１、６１、７１および像側の面３２、４２、５２、６２、７２のそれぞれは、非球面であり、光軸（Ｉ）と一致する中心点を有する。

レンズ素子３〜７は、本実施形態ではプラスチック材料で構成されており、他の実施形態では、レンズ素子３〜６のうち少なくとも１つを他の材料で構成することができる。

図２に示す第１の好ましい実施形態では、第１のレンズ素子３は、正の屈折力を有する。第１のレンズ素子３の物体側の面３１は凸面であり、第１のレンズ素子３の像側の面３２は、該第１のレンズ素子３の周縁部近傍に凸部３２１を有する凸面である。

第２のレンズ素子４は、正の屈折力を有する。第２のレンズ素子４の物体側の面４１は、光軸（Ｉ）近傍に凹部４１１を有するとともに、該第２のレンズ素子４の周縁部近傍に凹部４１２を有する凹面である。第２のレンズ素子４の像側の面４２は、該第２のレンズ素子４の周縁部近傍に凸部４２１を有する凸面である。

第３のレンズ素子５は、負の屈折力を有する。第３のレンズ素子５の物体側の面５１は、光軸（Ｉ）近傍に凸部５１１を有するとともに、該第３のレンズ素子５の周縁部近傍に凹部５１２を有する。第３のレンズ素子５の像側の面５２は、光軸（Ｉ）近傍に凹部５２１を有するとともに、該第３のレンズ素子５の周縁部近傍に凸部５２２を有する。

第４のレンズ素子６は、正の屈折力を有する。第４のレンズ素子６の物体側の面６１は、光軸（Ｉ）近傍に凹部６１１を有する凹面である。第４のレンズ素子６の像側の面６２は、光軸（Ｉ）近傍に凸部６２１を有するとともに、該第４のレンズ素子６の周縁部近傍に凹部６２２を有する。

第５のレンズ素子７は、負の屈折力を有する。第５のレンズ素子７の物体側の面７１は、光軸（Ｉ）近傍に凸部７１１を有するとともに、該第５のレンズ素子７の周縁部近傍に凹部７１２を有する。第５のレンズ素子７の像側の面７２は、光軸（Ｉ）近傍に凹部７２１を有するとともに、該第５のレンズ素子７の周縁部近傍に凸部７２２を有する。

第１の好ましい実施形態の面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図３に示している。撮像レンズ１０は、全系の有効焦点距離（ＥＦＬ：ＥｆｆｅｃｔｉｖｅＦｏｃａｌＬｅｎｇｔｈ）が２．６６ｍｍ、半視野（ＨＦＯＶ：ＨａｌｆＦｉｅｌｄ‐Ｏｆ‐Ｖｉｅｗ）が４２．７３°、Ｆナンバーが２．４５、系の長さが３．９７ｍｍである。系の長さとは、第１のレンズ素子３の物体側の面３１と像面９との間の光軸（Ｉ）における距離を指す。

本実施形態では、物体側の面３１〜７１および像側の面３２〜７２のそれぞれは非球面であって、次の光学的関係を満たしている。

ここで、
Ｒは、非球面の曲率半径を表す。
Ｚは、光軸（Ｉ）から距離Ｙにある非球面上の任意の点と、非球面の光軸（Ｉ）上の頂点における接平面と、の間の垂直距離として定義される非球面の深さを表す。
Ｙは、非球面上の任意の点と光軸（Ｉ）との間の垂直距離を表す。
Ｋは、円錐定数を表す。
ａ_２ｉは、２ｉ次の非球面係数を表す。

第１の好ましい実施形態に対応する上記の光学的関係（１）のいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図４に示している。

第１の好ましい実施形態に対応する上記の光学パラメータのいくつかの間の関係は、以下のとおりである。
Ｇａａ／Ｇ３４＝１．４２
ＥＦＬ／Ｔ２＝７．５６
ＥＦＬ／Ｇ３４＝６．７３
Ｇａａ／Ｔ５＝１．０８
Ｇａａ／ＣＴｍｉｎ＝２．３４
ＡＬＴ／Ｇａａ＝３．８３
Ｇａａ／Ｔ２＝１．６０
ここで、
Ｔ２は、第２のレンズ素子４の物体側の面４１と像側の面４２との間の光軸（Ｉ）における距離を表す。
Ｔ５は、第５のレンズ素子７の物体側の面７１と像側の面７２との間の光軸（Ｉ）における距離を表す。
ＡＬＴは、第１のレンズ素子３の物体側の面３１と像側の面３２との間の光軸（Ｉ）における距離と、第２のレンズ素子４の物体側の面４１と像側の面４２との間の光軸（Ｉ）における距離と、第３のレンズ素子５の物体側の面５１と像側の面５２との間の光軸（Ｉ）における距離と、第４のレンズ素子６の物体側の面６１と像側の面６２との間の光軸（Ｉ）における距離と、第５のレンズ素子７の物体側の面７１と像側の面７２との間の光軸（Ｉ）における距離と、の和を表す。
Ｇａａは、第１のレンズ素子３の像側の面３２と第２のレンズ素子４の物体側の面４１との間の光軸（Ｉ）における距離と、第２のレンズ素子４の像側の面４２と第３のレンズ素子５の物体側の面５１との間の光軸（Ｉ）における距離と、第３のレンズ素子５の像側の面５２と第４のレンズ素子６の物体側の面６１との間の光軸（Ｉ）における距離と、第４のレンズ素子６の像側の面６２と第５のレンズ素子７の物体側の面７１との間の光軸（Ｉ）における距離と、の和を表す。
Ｇ３４は、第３のレンズ素子５の像側の面５２と第４のレンズ素子６の物体側の面６１との間の光軸（Ｉ）における距離を表す。
ＣＴｍｉｎは、第１のレンズ素子３の物体側の面３１と像側の面３２との間の光軸（Ｉ）における距離、第２のレンズ素子４の物体側の面４１と像側の面４２との間の光軸（Ｉ）における距離、第３のレンズ素子５の物体側の面５１と像側の面５２との間の光軸（Ｉ）における距離、第４のレンズ素子６の物体側の面６１と像側の面６２との間の光軸（Ｉ）における距離、第５のレンズ素子７の物体側の面７１と像側の面７２との間の光軸（Ｉ）における距離のうち、最小値を表す。
ＥＦＬは、撮像レンズの有効焦点距離を表す。

図５（ａ）〜５（ｄ）は、第１の好ましい実施形態の縦球面収差、サジタル非点収差、タンジェンシャル非点収差、歪曲収差にそれぞれ対応するシミュレーション結果を示している。このシミュレーション結果の各々では、４７０ｎｍ、５５５ｎｍ、６５０ｎｍの波長にそれぞれ対応する曲線を示している。

図５（ａ）から分かるように、縦球面収差に対応する曲線の各々では、（縦軸で示す）各視野での焦点距離が±０．０２５ｍｍの範囲内にあるので、第１の好ましい実施形態では、各波長で比較的低い球面収差を実現することが可能である。また、各視野での曲線間の焦点距離のずれが±０．０２５ｍｍの範囲を超えないので、第１の好ましい実施形態では、色収差が比較的低い。

図５（ｂ）および５（ｃ）から分かるように、これらの曲線の各々は、±０．０７５ｍｍの焦点距離の範囲内にあるので、第１の好ましい実施形態では、光学収差が比較的低い。

さらに、図５（ｄ）に示すように、歪曲収差に対応する曲線の各々は、±１．７％の範囲内にあるので、第１の好ましい実施形態は、多くの光学系の撮像品質要求を満たすことが可能である。

上記のことから、第１の好ましい実施形態の撮像レンズ１０は、系の長さを３．９７ｍｍ未満にまで縮小したとしても、依然として比較的良好な光学性能を実現することが可能である。

図６を参照して、本発明の撮像レンズ１０の第１と第２の好ましい実施形態の違いは、以下のことにある。
第３のレンズ素子５の物体側の面５１は、光軸（Ｉ）近傍に凹部５１３を有するとともに、該第３のレンズ素子５の周縁部近傍に凹部５１２を有する凹面である。第４のレンズ素子６の像側の面６２は、光軸（Ｉ）近傍に凸部６２１を有するとともに、該第４のレンズ素子６の周縁部近傍に凸部６２３を有する凸面である。

第２の好ましい実施形態の面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図７に示している。撮像レンズ１０は、全系の焦点距離が２．５０ｍｍ、ＨＦＯＶが４４．８６°、Ｆナンバーが２．４５、系の長さが３．８４ｍｍである。

第２の好ましい実施形態に対応する上記の光学的関係（１）のいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図８に示している。

第２の好ましい実施形態に対応する上記の光学パラメータのいくつかの間の関係は、以下のとおりである。
Ｇａａ／Ｇ３４＝３．０６
ＥＦＬ／Ｔ２＝６．４４
ＥＦＬ／Ｇ３４＝１０．７１
Ｇａａ／Ｔ５＝１．３５
Ｇａａ／ＣＴｍｉｎ＝２．２２
ＡＬＴ／Ｇａａ＝３．１１
Ｇａａ／Ｔ２＝１．８４

図９（ａ）〜９（ｄ）は、第２の好ましい実施形態の縦球面収差、サジタル非点収差、タンジェンシャル非点収差、歪曲収差にそれぞれ対応するシミュレーション結果を示している。図９（ａ）、９（ｂ）、９（ｃ）、９（ｄ）から分かるように、第２の好ましい実施形態では、系の長さを３．８４ｍｍにまで縮小したとしても、比較的良好な光学性能を実現することが可能である。

図１０は、本発明に係る撮像レンズ１０の第３の好ましい実施形態を示しており、これは第１の好ましい実施形態のものと同様の構成を有するものである。

第３の好ましい実施形態の面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図１１に示している。撮像レンズ１０は、全系の焦点距離が２．８５ｍｍ、ＨＦＯＶが４０．７４°、Ｆナンバーが２．４５、系の長さが４．１６ｍｍである。

第３の好ましい実施形態に対応する上記の光学的関係（１）のいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図１２に示している。

第３の好ましい実施形態に対応する上記の光学パラメータのいくつかの間の関係は、以下のとおりである。
Ｇａａ／Ｇ３４＝１．８８
ＥＦＬ／Ｔ２＝８．５２
ＥＦＬ／Ｇ３４＝８．０３
Ｇａａ／Ｔ５＝１．４８
Ｇａａ／ＣＴｍｉｎ＝２．１８
ＡＬＴ／Ｇａａ＝３．１４
Ｇａａ／Ｔ２＝１．９９

図１３（ａ）〜１３（ｄ）は、第３の好ましい実施形態の縦球面収差、サジタル非点収差、タンジェンシャル非点収差、歪曲収差にそれぞれ対応するシミュレーション結果を示している。図１３（ａ）、１３（ｂ）、１３（ｃ）、１３（ｄ）から分かるように、第３の好ましい実施形態では、同様に、系の長さを４．１６ｍｍにまで縮小したとしても、比較的良好な光学性能を実現することが可能である。

図１４を参照して、本発明の撮像レンズ１０の第１と第４の好ましい実施形態の違いは、以下のことにある。
第１のレンズ素子３の像側の面３２は、光軸（Ｉ）近傍に凹部３２２を有するとともに、該第１のレンズ素子３の周縁部近傍に凸部３２１を有する。

第４の好ましい実施形態の面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図１５に示している。撮像レンズ１０は、全系の焦点距離が２．６０ｍｍ、ＨＦＯＶが４３．２８°、Ｆナンバーが２．４５、系の長さが３．９７ｍｍである。

第４の好ましい実施形態に対応する上記の光学的関係（１）のいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図１６に示している。

第４の好ましい実施形態に対応する上記の光学パラメータのいくつかの間の関係は、以下のとおりである。
Ｇａａ／Ｇ３４＝１．８６
ＥＦＬ／Ｔ２＝７．４３
ＥＦＬ／Ｇ３４＝７．４３
Ｇａａ／Ｔ５＝１．２６
Ｇａａ／ＣＴｍｉｎ＝２．１７
ＡＬＴ／Ｇａａ＝３．３０
Ｇａａ／Ｔ２＝１．８６

図１７（ａ）〜１７（ｄ）は、第４の好ましい実施形態の縦球面収差、サジタル非点収差、タンジェンシャル非点収差、歪曲収差にそれぞれ対応するシミュレーション結果を示している。図１７（ａ）、１７（ｂ）、１７（ｃ）、１７（ｄ）から分かるように、第４の好ましい実施形態では、同様に、系の長さを３．９７ｍｍにまで縮小したとしても、比較的良好な光学性能を実現することが可能である。

図１８を参照して、本発明の撮像レンズ１０の第１と第５の好ましい実施形態の違いは、以下のことにある。
第３のレンズ素子５の物体側の面５１は、光軸（Ｉ）近傍に凹部５１３を有するとともに、該第３のレンズ素子５の周縁部近傍に凹部５１２を有する凹面である。第４のレンズ素子６の像側の面６２は、光軸（Ｉ）近傍に凸部６２１を有するとともに、該第４のレンズ素子６の周縁部近傍に凸部６２３を有する凸面である。

第５の好ましい実施形態の面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図１９に示している。撮像レンズ１０は、全系の焦点距離が２．９５ｍｍ、ＨＦＯＶが３９．６７°、Ｆナンバーが２．４５、系の長さが４．２８ｍｍである。

第５の好ましい実施形態に対応する上記の光学的関係（１）のいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図２０に示している。

第５の好ましい実施形態に対応する上記の光学パラメータのいくつかの間の関係は、以下のとおりである。
Ｇａａ／Ｇ３４＝２．２６
ＥＦＬ／Ｔ２＝９．５６
ＥＦＬ／Ｇ３４＝１０．９３
Ｇａａ／Ｔ５＝１．４３
Ｇａａ／ＣＴｍｉｎ＝１．９８
ＡＬＴ／Ｇａａ＝３．４９
Ｇａａ／Ｔ２＝１．９８

図２１（ａ）〜２１（ｄ）は、第５の好ましい実施形態の縦球面収差、サジタル非点収差、タンジェンシャル非点収差、歪曲収差にそれぞれ対応するシミュレーション結果を示している。図２１（ａ）、２１（ｂ）、２１（ｃ）、２１（ｄ）から分かるように、第５の好ましい実施形態では、同様に、系の長さを４．２８ｍｍにまで縮小したとしても、比較的良好な光学性能を実現することが可能である。

比較のために、５通りの好ましい実施形態に対応する上記の光学パラメータのいくつかの間の上記関係を示す表を、図２２に示している。本発明に係る撮像レンズ１０の光学パラメータの各々が以下の光学的関係を満たしている場合は、系の長さを縮小したとしても、依然として光学性能は比較的良好である。
Ｇａａ／Ｇ３４≦４．０ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（２）
ＥＦＬ／Ｔ２≦９．７ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（３）
Ｇａａ／Ｔ２≦２．０ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（４）
Ｇａａ／Ｔ５≦２．１ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（５）
Ｇａａ／ＣＴｍｉｎ≦２．５ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（６）
ＥＦＬ／Ｇ３４≦１１ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（７）
３．１≦ＡＬＴ／Ｇａａ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（８）

撮像レンズ１０の寸法を縮小するために、Ｇａａを縮小することができる。ただし、第４のレンズ素子６の物体側の面６１が光軸（Ｉ）近傍に凹部６１１を有することで、Ｇ３４の縮小は制限される。よって、Ｇａａ／Ｇ３４は、関係（２）を満たしていることが好ましい。関係（２）に下限値を設定して、１≦Ｇａａ／Ｇ３４≦４とすることができる。Ｇ３４がより大きいほど組み立てが容易となるので、Ｇａａ／Ｇ３４≦２であることが好ましい。

撮像レンズ１０の寸法を縮小するために、ＥＦＬを縮小することができるが、ただし、第２のレンズ素子４は、通常、厚さが既に極めて小さく、従って、これをさらに縮小することは、製造の難しさから制限される。関係（３）を満たすことによって、結果的に、より良い構成となり得る。関係（３）に下限値を設定して、６≦ＥＦＬ／Ｔ２≦９．７とすることができる。７≦ＥＦＬ／Ｔ２≦９．７であることが好ましい。

撮像レンズ１０の寸法を縮小するために、Ｇａａを縮小することができるが、ただし、第２のレンズ素子４は、通常、厚さが既に極めて小さく、従って、Ｔ２をさらに縮小することは、製造の難しさから制限される。関係（４）を満たすことによって、結果的に、より良い構成となり得る。関係（４）に下限値を設定して、１≦Ｇａａ／Ｔ２≦２とすることができる。

撮像レンズ１０の寸法を縮小するために、Ｇａａを縮小することができる。また、第５のレンズ素子７は、光学有効半径が比較的大きいので、Ｔ５は小さすぎてはならない。関係（５）を満たすことによって、結果的に、より良い構成となり得る。関係（５）に下限値を設定して、１≦Ｇａａ／Ｔ５≦２．１とすることができる。

撮像レンズ１０の寸法を縮小するために、Ｇａａを縮小することができる。ただし、レンズ素子の厚さの縮小は、特に最小の厚さ（ＣＴｍｉｎ）を有するレンズ素子について、製造の難しさから制限されることがある。関係（６）を満たすことによって、結果的に、より良い構成となり得る。関係（６）に下限値を設定して、１．５≦Ｇａａ／ＣＴｍｉｎ≦２．５とすることができる。

撮像レンズ１０の寸法を縮小するために、ＥＦＬを縮小することができる。ただし、第４のレンズ素子６の物体側の面６１が光軸（Ｉ）近傍に凹部６１１を有することで、Ｇ３４の縮小は制限される。よって、ＥＦＬ／Ｇ３４は、関係（７）を満たしていることが好ましい。関係（７）に下限値を設定して、６≦ＥＦＬ／Ｇ３４≦１１とすることができる。ＥＦＬ／Ｇ３４≦７．５であることが好ましい。

撮像レンズ１０の寸法を縮小するために、ＧａａおよびＡＬＴを縮小することができる。製造の難しさを考慮すると、関係（８）を満たすことによって、結果的に、より良い構成となり得る。関係（８）に上限値を設定して、３．１≦ＡＬＴ／Ｇａａ≦４．２とすることができる。

要約すると、本発明に係る撮像レンズ１０の効果および利点は、以下のように説明される。
１．第１のレンズ素子３の像側の面３２の凸部３２１によって、撮像レンズ１０の集光能力を高めることができる。
２．凹部４１２、凸部４２１、および凹部５１２によって、像のエッジにおける光学収差を補正することができる。
３．第４のレンズ素子６の正の屈折力によって、撮像レンズ１０の屈折力を分担することができ、また、第４のレンズ素子６の物体側の面６１の凹部６１１によって、像収差を補正することができる。
４．第５のレンズ素子７がプラスチック材料で構成されていることによって、撮像レンズ１０の重量および製造コストを削減することができる。
５．Ｇａａ／Ｇ３４、ＥＦＬ／Ｔ２、Ｇａａ／Ｔ２、Ｇａａ／Ｔ５、Ｇａａ／ＣＴｍｉｎ、ＥＦＬ／Ｇ３４、およびＡＬＴ／Ｇａａなどの関連する光学パラメータの設計によって、球面収差などの光学収差を低減することができ、またはさらに除去することもできる。また、レンズ素子３〜７の面設計および配置によって、系の長さを縮小した場合でも、依然として光学収差を低減または除去することができ、その結果、比較的良好な光学性能が得られる。
６．経済的メリットを伴う薄型化された関連製品の開発を促すために、前述の５通りの好ましい実施形態によって、本発明の系の長さを５ｍｍ未満にまで縮小できることが分かっている。

撮像レンズ１０の第１の適用例を図２３に示しており、この例では、撮像レンズ１０は、電子機器１のハウジング１１内に配置されて、該電子機器１の撮像モジュール１２の一部をなしている。撮像モジュール１２は、撮像レンズ１０が配置される鏡筒２１と、鏡筒２１が配置されるホルダユニット１２０と、像面９（図２を参照）に配置される撮像センサ１３０と、を有している。

ホルダユニット１２０は、鏡筒２１が配置される第１のホルダ部１２１と、第１のホルダ部１２１と撮像センサ１３０との間に介在させる部分を有する第２のホルダ部１２２と、を含んでいる。鏡筒２１、およびホルダユニット１２０の第１のホルダ部１２１は、撮像レンズ１０の光軸（Ｉ）と一致する軸（ＩＩ）に沿って延在する。

撮像レンズ１０の第２の適用例を図２４に示している。第１と第２の適用例の違いは、第２の適用例では、ホルダユニット１２０が，ボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Ｖｏｉｃｅ‐ＣｏｉｌＭｏｔｏｒ）として構成されていることであり、第１のホルダ部１２１は、鏡筒２１が配置される内側部分１２３と、内側部分１２３を取り囲む外側部分１２４と、内側部分１２３と外側部分１２４との間に介在させるコイル１２５と、コイル１２５の外側と外側部分１２４の内側との間に配置される磁性部品１２６と、を含んでいる。

内側部分１２３と鏡筒２１は、その中の撮像レンズ１０と共に、撮像レンズ１０の光軸（Ｉ）と一致する軸（ＩＩＩ）に沿って、撮像センサ１３０に対して動くことができる。撮像レンズ１０の光学フィルタ８は、外側部分１２４に当接するように配置された第２のホルダ部１２２に配置される。第２の適用例における電子機器１の他の構成要素の構成および配置は、第１の適用例のものと同じであり、従って、簡潔にするため、以下では説明しない。

本発明の撮像レンズ１０によって、適用例のそれぞれにおける電子機器１は、良好な光学性能および撮像性能を有しつつ、比較的縮小された全厚となるように構成することができ、これによって、材料のコストが削減され、また、製品の小型化要求が満たされる。

本発明について、最も現実的かつ好ましい実施形態であると考えられるものに関して説明したが、当然のことながら、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではなく、最も広い解釈の趣旨および範囲に含まれる種々の構成を包括し、そのような変形および均等な構成のすべてを網羅するものとする。

Claims

撮像レンズであって、
各々が物体側に向いた物体側の面と像側に向いた像側の面とを有する、第１のレンズ素子と、第２のレンズ素子と、第３のレンズ素子と、第４のレンズ素子と、第５のレンズ素子と、を当該順序で光軸に沿って物体側から像側へ亘って備え、
前記第１のレンズ素子は、当該第１のレンズ素子の周縁部近傍に凸部をなす前記像側の面を有し、
前記第２のレンズ素子は、当該第２のレンズ素子の周縁部近傍に凹部をなす前記物体側と、当該第２のレンズ素子の周縁部近傍に凸部をなす前記像側の面と、を有し、
前記第３のレンズ素子は、当該第３のレンズ素子の周縁部近傍に凹部をなす前記物体側の面を有し、
前記第４のレンズ素子は、正の屈折力を有するとともに、前記光軸近傍に凹部をなす前記物体側の面を有し、
前記第５のレンズ素子は、プラスチック材料で構成されている
ことを特徴とする撮像レンズ。
前記第１のレンズ素子の前記像側の面と前記第２のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿う距離と、前記第２のレンズ素子の前記像側の面と前記第３のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿う距離と、前記第３のレンズ素子の前記像側の面と前記第４のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿う距離と、前記第４のレンズ素子の前記像側の面と前記第５のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿う距離と、の和を示すＧａａと、前記第３のレンズ素子の前記像側の面と前記第４のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿う距離を示すＧ３４とは、
Ｇａａ／Ｇ３４≦４
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
さらに、当該撮像レンズの有効焦点距離を示すＥＦＬと、前記第２のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿う距離を示すＴ２とは、
ＥＦＬ／Ｔ２≦９．７
を満たすことを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
さらに、Ｇａａ／Ｔ２≦２．０を満たすことを特徴とする請求項３に記載の撮像レンズ。
前記第２のレンズ素子は、前記光軸近傍に凹部をなす前記物体側の面をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の撮像レンズ。
さらに、前記第５のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿う距離を示すＴ５と、前記Ｇａａとは、
Ｇａａ／Ｔ５≦２．１
を満たすことを特徴とする請求項４に記載の撮像レンズ。
さらに、前記第１のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿う距離と、前記第２のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿う距離と、前記第３のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿う距離と、前記第４のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿う距離と、前記第５のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿う距離と、の和を示すＡＬＴと、前記Ｇａａとは、
３．１≦ＡＬＴ／Ｇａａ
を満たすことを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
当該撮像レンズの有効焦点距離を示すＥＦＬと、前記第２のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿う距離を示すＴ２とは、
ＥＦＬ／Ｔ２≦９．７
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
さらに、前記第１のレンズ素子の前記像側の面と前記第２のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿う距離と、前記第２のレンズ素子の前記像側の面と前記第３のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿う距離と、前記第３のレンズ素子の前記像側の面と前記第４のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿う距離と、前記第４のレンズ素子の前記像側の面と前記第５のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿う距離と、の和を示すＧａａと、
前記第１のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿う距離、前記第２のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿う距離、前記第３のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿う距離、前記第４のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿う距離、および前記第５のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿う距離のうちの最小値を示すＣＴｍｉｎとは、
Ｇａａ／ＣＴｍｉｎ≦２．５
を満たすことを特徴とする請求項８に記載の撮像レンズ。
さらに、前記第３のレンズ素子の前記像側の面と前記第４のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿う距離を示すＧ３４と、前記ＥＦＬとは、
ＥＦＬ／Ｇ３４≦７．５
を満たすことを特徴とする請求項９に記載の撮像レンズ。