JP2015069206A

JP2015069206A - 撮像レンズ

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Publication number: JP2015069206A
Application number: JP2014167444A
Authority: JP
Inventors: 廖陳成; Chen-Cheng Liao
Original assignee: Genius Electronic Optical Co Ltd
Current assignee: Genius Electronic Optical Co Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2015-04-13
Anticipated expiration: 2034-08-20
Also published as: JP5873150B2; TW201413282A; US20150092284A1; US9229193B2; TWI454730B

Abstract

【課題】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。
【解決手段】第１のレンズ素子３は、負の屈折力を有し、第２のレンズ素子４は、正の屈折力を有するとともに、周縁部近傍に凸部をなす物体側の面を有し、第３のレンズ素子５は、周縁部近傍に凹部をなす物体側の面と、周縁部近傍に凸部をなす像側の面とを有し、第４のレンズ素子６は、光軸近傍に凸部をなす像側の面を有し、第５のレンズ素子７は、プラスチック材料で構成されるとともに、光軸近傍に凹部をなす物体側の面を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像レンズならびにそれを備えた電子機器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、特許文献８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、それは系の長さが１０ｍｍを超えるものである。特に、特許文献１で開示されている撮像レンズは、系の長さが１４ｍｍを超えるものであり、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機器の厚さを縮小するためには好ましくない。

米国特許出願公開第２０１１／０３１６９６９号明細書米国特許出願公開第２０１０／０２５４０２９号明細書米国特許出願公開第２０１３／０１０７３７６号明細書米国特許出願公開第２０１３／００５７９６７号明細書米国特許第８３４５３２３号明細書米国特許第７９１１７１２号明細書米国特許第７７４６５７２号明細書特開２００８−２８１７６０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、を備える。第１のレンズ素子、第２のレンズ素子、第３のレンズ素子、第４のレンズ素子、第５のレンズ素子の各々は、屈折力を有するとともに、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のレンズ素子は、負の屈折力を有する。

第２のレンズ素子は、正の屈折力を有する。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し、第３のレンズ素子の像側の面は、該第３のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を有する。

第４のレンズ素子の像側の面は、光軸近傍に凸部を有する。

第５のレンズ素子の物体側の面は、光軸近傍に凹部を有し、また、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。

撮像レンズは、第１のレンズ素子、第２のレンズ素子、第３のレンズ素子、第４のレンズ素子、第５のレンズ素子の他には、屈折力を有するレンズ素子を備えていない。

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。本発明に係る撮像レンズの第６の好ましい実施形態を示す模式図である。第６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６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６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７の好ましい実施形態を示す模式図である。第７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７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７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７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、第１のレンズ素子３と、第２レンズ素子４と、開口絞り２と、第３のレンズ素子５と、第４のレンズ素子６と、第５のレンズ素子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、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、開口絞り２、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できる。また、レンズ素子３〜７のそれぞれは、屈折力を有する。

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、負の屈折力を有する。第１のレンズ素子３の物体側の面３１は、光軸（Ｉ）近傍に凸部３１１を有するとともに、該第１のレンズ素子３の周縁部近傍に凹部３１２を有する。第１のレンズ素子３の像側の面３２は、光軸（Ｉ）近傍に凹部３２１を有するとともに、該第１のレンズ素子３の周縁部近傍に凹部３２２を有する凹面である。

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）近傍に凸部４１２を有するとともに、該第２のレンズ素子４の周縁部近傍に凸部４１１を有する凸面である。第２のレンズ素子４の像側の面４２は、光軸（Ｉ）近傍に凸部４２１を有するとともに、該第２のレンズ素子４の周縁部近傍に凸部４２２を有する凸面である。

第３のレンズ素子５は、正の屈折力を有する。第３のレンズ素子５の物体側の面５１は、光軸（Ｉ）近傍に凹部５１２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５１１を有する凹面である。第３のレンズ素子５の像側の面５２は、光軸（Ｉ）近傍に凸部５２２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５２１を有する凸面である。

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）近傍に凸部６１１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６１２を有する。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）近傍に凹部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７１３を有する凹面である。第５のレンズ素子７の像側の面７２は、光軸（Ｉ）近傍に凸部７２１を有するとともに、該第５のレンズ素子７の周縁部近傍に凹部７２２を有する。

第１の好ましい実施形態では、撮像レンズ１０は、上記のレンズ素子３〜７の他には、屈折力を有するレンズ素子を備えていない。

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１．０６９ｍｍ、半視野（ＨＦＯＶ：ＨａｌｆＦｉｅｌｄ‐Ｏｆ‐Ｖｉｅｗ）が６０．０°、Ｆナンバーが２．７８、系の長さが５．０７５ｍｍ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。
Ｔ１＝０．４８１
Ｇ１２＝０．５０７
Ｔ２＝０．６５９
Ｔ３＝０．７２０
Ｔ４＝０．７５５
Ｔ５＝０．２８３
ＣＴｍａｘ＝０．７５５
ＣＴｍｉｎ＝０．２８３
ＢＦＬ＝１．１４４
ＥＦＬ＝１．０６９
ＴＴＬ＝５．０７５
Ｔ４／Ｔ１＝１．５７０
ＢＦＬ／ＣＴｍｉｎ＝４．０４２
ＣＴｍａｘ／Ｇ１２＝１．４８９
ＥＦＬ／Ｔ１＝２．２２２
ＣＴｍａｘ／Ｔ５＝２．６６８
ＥＦＬ／Ｔ５＝３．７７７
Ｔ２／Ｔ３＝０．９１５
Ｔ４／Ｇ１２＝１．４８９
ＢＦＬ／Ｔ５＝４．０４２
Ｔ４／Ｔ５＝２．６６８
ＢＦＬ／Ｇ１２＝２．２５６
ＢＦＬ／Ｔ４＝１．５１５
ここで、
Ｔ１は、光軸（Ｉ）における第１のレンズ素子３の厚さを表す。
Ｔ２は、光軸（Ｉ）における第２のレンズ素子４の厚さを表す。
Ｔ３は、光軸（Ｉ）における第３のレンズ素子５の厚さを表す。
Ｔ４は、光軸（Ｉ）における第４のレンズ素子６の厚さを表す。
Ｔ５は、光軸（Ｉ）における第５のレンズ素子７の厚さを表す。
Ｇ１２は、第１のレンズ素子３と第２のレンズ素子４との間の光軸（Ｉ）における空隙長を表す。
ＣＴｍｉｎは、光軸（Ｉ）におけるレンズ素子３〜７の厚さの最小値を表す。
ＣＴｍａｘは、光軸（Ｉ）におけるレンズ素子３〜７の厚さの最大値を表す。
ＴＴＬ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）における距離を表す。
ＢＦＬは、第５のレンズ素子７の像側の面７２と像面９との間の光軸（Ｉ）における距離を表す。

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、４５０ｎｍ、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±０．０５ｍｍ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±０．０３５ｍｍ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、±０．２ｍｍ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、±２０％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５．０７５ｍｍ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、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６１３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６１２を有する凹面であることにある。

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１．０２８ｍｍ、ＨＦＯＶが５８．０°、Ｆナンバーが２．８０、系の長さが５．２１６ｍｍ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。
Ｔ１＝０．４３０
Ｇ１２＝０．６８８
Ｔ２＝０．６８２
Ｔ３＝０．６９１
Ｔ４＝０．５９６
Ｔ５＝０．６０１
ＣＴｍａｘ＝０．６９１
ＣＴｍｉｎ＝０．４３０
ＢＦＬ＝０．９２８
ＥＦＬ＝１．０２８
ＴＴＬ＝５．２１６
Ｔ４／Ｔ１＝１．３８６
ＢＦＬ／ＣＴｍｉｎ＝２．１５８
ＣＴｍａｘ／Ｇ１２＝１．００４
ＥＦＬ／Ｔ１＝２．３９１
ＣＴｍａｘ／Ｔ５＝１．１５０
ＥＦＬ／Ｔ５＝１．７１０
Ｔ２／Ｔ３＝０．９８７
Ｔ４／Ｇ１２＝０．８６６
ＢＦＬ／Ｔ５＝１．５４４
Ｔ４／Ｔ５＝０．９９２
ＢＦＬ／Ｇ１２＝１．３４９
ＢＦＬ／Ｔ４＝１．５５７

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（ｄ）から分かるように、第２の好ましい実施形態では、比較的良好な光学性能を実現可能である。

図１０を参照して、本発明の撮像レンズ１０の第２と第３の好ましい実施形態の違いは、第４のレンズ素子６の像側の面６２が、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を有し、第５のレンズ素子７の物体側の面７１が、光軸（Ｉ）近傍に凹部７１１を有するとともに、該第５のレンズ素子７の周縁部近傍に凸部７１２を有し、第５のレンズ素子７の像側の面７２が、光軸（Ｉ）近傍に凸部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７２３を有し、さらに凸部７２１と７２３との間に凹部７２４を有することにある。

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０．９３８ｍｍ、ＨＦＯＶが６０．０°、Ｆナンバーが２．８０、系の長さが５．１８２ｍｍ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。
Ｔ１＝０．２７０
Ｇ１２＝０．６８６
Ｔ２＝０．６６４
Ｔ３＝０．７２１
Ｔ４＝０．４３１
Ｔ５＝０．４９７
ＣＴｍａｘ＝０．７２１
ＣＴｍｉｎ＝０．２７０
ＢＦＬ＝１．１０１
ＥＦＬ＝０．９３８
ＴＴＬ＝５．１８２
Ｔ４／Ｔ１＝１．５９６
ＢＦＬ／ＣＴｍｉｎ＝４．０７８
ＣＴｍａｘ／Ｇ１２＝１．０５１
ＥＦＬ／Ｔ１＝３．４７４
ＣＴｍａｘ／Ｔ５＝１．４５１
ＥＦＬ／Ｔ５＝１．８８７
Ｔ２／Ｔ３＝０．９２１
Ｔ４／Ｇ１２＝０．６２８
ＢＦＬ／Ｔ５＝２．２１５
Ｔ４／Ｔ５＝０．８６７
ＢＦＬ／Ｇ１２＝１．６０５
ＢＦＬ／Ｔ４＝２．５５５

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（ｄ）から分かるように、第３の好ましい実施形態では、比較的良好な光学性能を実現可能である。

図１４を参照して、本発明の撮像レンズ１０の第３と第４の好ましい実施形態の違いは、第５のレンズ素子７の像側の面７２が、光軸（Ｉ）近傍に凸部７２１を有するとともに、該第５のレンズ素子７の周縁部近傍に凹部７２２を有することにある。

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１．０１８ｍｍ、ＨＦＯＶが５８．０°、Ｆナンバーが２．８０、系の長さが５．１６９ｍｍ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。
Ｔ１＝０．２７０
Ｇ１２＝０．８３５
Ｔ２＝０．６５３
Ｔ３＝０．９４５
Ｔ４＝０．３９２
Ｔ５＝０．４１０
ＣＴｍａｘ＝０．９４５
ＣＴｍｉｎ＝０．２７０
ＢＦＬ＝１．１０３
ＥＦＬ＝１．０１８
ＴＴＬ＝５．１６９
Ｔ４／Ｔ１＝１．４５２
ＢＦＬ／ＣＴｍｉｎ＝３．７５２
ＣＴｍａｘ／Ｇ１２＝１．１３２
ＥＦＬ／Ｔ１＝３．７７０
ＣＴｍａｘ／Ｔ５＝２．３０５
ＥＦＬ／Ｔ５＝２．４８３
Ｔ２／Ｔ３＝０．６９１
Ｔ４／Ｇ１２＝０．４６９
ＢＦＬ／Ｔ５＝２．４７１
Ｔ４／Ｔ５＝０．９５６
ＢＦＬ／Ｇ１２＝１．２１３
ＢＦＬ／Ｔ４＝２．５８４

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（ｄ）から分かるように、第４の好ましい実施形態では、比較的良好な光学性能を実現可能である。

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、第５のレンズ素子７の像側の面７２が、光軸（Ｉ）近傍に凸部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７２３を有し、さらに凸部７２１と７２３との間に凹部７２４を有することにある。

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１．０５９ｍｍ、ＨＦＯＶが６０．０°、Ｆナンバーが２．７８、系の長さが５．０９７ｍｍ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。
Ｔ１＝０．４００
Ｇ１２＝０．３３７
Ｔ２＝０．７５１
Ｔ３＝０．８８４
Ｔ４＝０．６５８
Ｔ５＝０．３６８
ＣＴｍａｘ＝０．８８４
ＣＴｍｉｎ＝０．３６８
ＢＦＬ＝１．０６７
ＥＦＬ＝１．０５９
ＴＴＬ＝５．０９７
Ｔ４／Ｔ１＝１．６４５
ＢＦＬ／ＣＴｍｉｎ＝２．８９９
ＣＴｍａｘ／Ｇ１２＝２．６２３
ＥＦＬ／Ｔ１＝２．６４８
ＣＴｍａｘ／Ｔ５＝２．４０２
ＥＦＬ／Ｔ５＝２．８７８
Ｔ２／Ｔ３＝０．８５０
Ｔ４／Ｇ１２＝１．９５３
ＢＦＬ／Ｔ５＝２．８９９
Ｔ４／Ｔ５＝１．７８８
ＢＦＬ／Ｇ１２＝３．１６６
ＢＦＬ／Ｔ４＝１．６２２

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（ｄ）から分かるように、第５の好ましい実施形態では、比較的良好な光学性能を実現可能である。

図２２は、本発明に係る撮像レンズ１０の第６の好ましい実施形態を示しており、これは第５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６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２３に示している。撮像レンズ１０は、全系の焦点距離が１．０４４ｍｍ、ＨＦＯＶが６０．０°、Ｆナンバーが２．７８、系の長さが４．９９１ｍｍである。

第６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２４に示している。

第６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。
Ｔ１＝０．４００
Ｇ１２＝０．３３７
Ｔ２＝０．７５１
Ｔ３＝０．８８４
Ｔ４＝０．６００
Ｔ５＝０．２２０
ＣＴｍａｘ＝０．８８４
ＣＴｍｉｎ＝０．２２０
ＢＦＬ＝１．１６７
ＥＦＬ＝１．０４４
ＴＴＬ＝４．９９１
Ｔ４／Ｔ１＝１．５００
ＢＦＬ／ＣＴｍｉｎ＝５．３０５
ＣＴｍａｘ／Ｇ１２＝２．６２３
ＥＦＬ／Ｔ１＝２．６１０
ＣＴｍａｘ／Ｔ５＝４．０１８
ＥＦＬ／Ｔ５＝４．７４５
Ｔ２／Ｔ３＝０．８５０
Ｔ４／Ｇ１２＝１．７８０
ＢＦＬ／Ｔ５＝５．３０５
Ｔ４／Ｔ５＝２．７２７
ＢＦＬ／Ｇ１２＝３．４６３
ＢＦＬ／Ｔ４＝１．９４５

図２５（ａ）〜２５（ｄ）は、第６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２５（ａ）〜２５（ｄ）から分かるように、第６の好ましい実施形態では、比較的良好な光学性能を実現可能である。

図２６を参照して、本発明の撮像レンズ１０の第５と第７の好ましい実施形態の違いは、第４のレンズ素子６の物体側の面６１が凸面であることにある。

第７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２７に示している。撮像レンズ１０は、全系の焦点距離が１．０９５ｍｍ、ＨＦＯＶが６０．０°、Ｆナンバーが２．７８、系の長さが４．７９５ｍｍである。

第７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２８に示している。

第７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。
Ｔ１＝０．２５０
Ｇ１２＝０．４５４
Ｔ２＝０．８０１
Ｔ３＝０．５６５
Ｔ４＝０．５８３
Ｔ５＝０．２３０
ＣＴｍａｘ＝０．８０１
ＣＴｍｉｎ＝０．２３０
ＢＦＬ＝１．２２９
ＥＦＬ＝１．０９５
ＴＴＬ＝４．７９５
Ｔ４／Ｔ１＝２．３３２
ＢＦＬ／ＣＴｍｉｎ＝５．３４３
ＣＴｍａｘ／Ｇ１２＝１．７６４
ＥＦＬ／Ｔ１＝４．３８０
ＣＴｍａｘ／Ｔ５＝３．４８３
ＥＦＬ／Ｔ５＝４．７６１
Ｔ２／Ｔ３＝１．４１８
Ｔ４／Ｇ１２＝１．２８４
ＢＦＬ／Ｔ５＝５．３４３
Ｔ４／Ｔ５＝２．５３５
ＢＦＬ／Ｇ１２＝２．７０７
ＢＦＬ／Ｔ４＝２．１０８

図２９（ａ）〜２９（ｄ）は、第７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２９（ａ）〜２９（ｄ）から分かるように、第７の好ましい実施形態では、比較的良好な光学性能を実現可能である。

比較のために、７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３０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。

（１）Ｔ４／Ｔ１≦２．３５：本発明は、第１のレンズ素子３の物体側の面３１と比較して光学有効径が小さい第４のレンズ素子６を備える広角レンズであるため、第４の素子６を、より薄くできる。０．８０≦Ｔ４／Ｔ１≦２．３５であることが好ましい。

（２）ＢＦＬ／ＣＴｍｉｎ≧２．１０：第５のレンズ素子７の像側の面７２と像面９との間に、赤外線カットフィルタ８などの他の要素を配置するための十分な間隔が必要であるため、ＢＦＬの縮小は制限される。一方、ＣＴｍｉｎは、そのような制限がない。この関係を満たしている場合には、より良い構成を実現できる。２．１０≦ＢＦＬ／ＣＴｍｉｎ≦５．７０であることが好ましい。

（３）ＣＴｍａｘ／Ｇ１２≦３．００：第１のレンズ素子３は負の屈折力を有するので、第２のレンズ素子４に入射する前の光を適切な範囲まで拡散させるために十分なＧ１２が必要であり、このため、Ｇ１２の縮小は制限される。一方、ＣＴｍａｘは、そのような制限がなく、系の長さの縮小化を進めるために、より薄くできる。この関係を満たしている場合には、より良い構成を実現できる。０．７０≦ＣＴｍａｘ／Ｇ１２≦３．００であることが好ましい。

（４）ＥＦＬ／Ｔ１≦５．００：本発明は広角レンズであるため、ＥＦＬが比較的小さく、その視野角が比較的大きい。この関係を満たしている場合には、より良い構成を実現できる。１．８０≦ＥＦＬ／Ｔ１≦５．００であることが好ましい。

（５）ＣＴｍａｘ／Ｔ５≦２．７０：第５のレンズ素子７は、光学有効径が比較的大きく、通常は比較的厚く構成される。撮像レンズ１０の寸法を縮小する場合には、すべてのレンズ素子３〜７の厚さが縮小されなければならない。Ｔ５は比較的厚いので、ＣＴｍａｘは、Ｔ５の２．７倍を超える厚さとされるべきではない。この関係を満たしている場合には、より良い構成を実現できる。０．８０≦ＣＴｍａｘ／Ｔ５≦２．７０であることが好ましい。

（６）ＥＦＬ／Ｔ５≦６．００：本発明は広角レンズであるため、ＥＦＬが比較的小さく、その視野角が比較的大きい。この関係を満たしている場合には、より良い構成を実現できる。１．００≦ＥＦＬ／Ｔ５≦６．００であることが好ましい。

（７）Ｔ２／Ｔ３≦１．７０：小型化された撮像レンズ１０の光学特性ならびに製造可能性を考慮すると、この関係を満たしている場合には、より良い構成を実現できる。０．３０≦Ｔ２／Ｔ３≦１．７０であることが好ましい。

（８）Ｔ４／Ｇ１２≦２．２０：小型化された撮像レンズ１０の光学特性ならびに製造可能性を考慮すると、Ｇ１２を縮小できる比率は比較的制限されるが、一方、Ｔ４には、そのような制限がない。この関係を満たしている場合には、より良い構成を実現できる。０．２０≦Ｔ４／Ｇ１２≦２．２０であることが好ましい。

（９）ＢＦＬ／Ｔ５≧２．００：小型化された撮像レンズ１０の光学特性ならびに製造可能性を考慮すると、ＢＦＬを縮小できる比率は制限される。製造を容易とするためには、Ｔ５は、より厚くされるべきであるが、ＢＦＬと比較すると、Ｔ５は縮小できる比率が相対的に大きい。この関係を満たしている場合には、より良い構成を実現できる。２．００≦ＢＦＬ／Ｔ５≦５．７０であることが好ましい。

（１０）Ｔ４／Ｔ５≦２．７５：第５のレンズ素子７は、第４のレンズ素子６と比較して光学有効径が相対的に大きいので、製造を容易とするためには、第５のレンズ素子７は、比較的厚くされなければならない。よって、Ｔ４は、縮小できる比率が比較的大きい。この関係を満たしている場合には、より良い構成を実現できる。０．５０≦Ｔ４／Ｔ５≦２．７５であることが好ましい。

（１１）ＢＦＬ／Ｇ１２≧１．５０：小型化された撮像レンズ１０の光学特性ならびに製造可能性を考慮すると、ＢＦＬおよびＧ１２は、十分に大きくなければならない。この関係を満たしている場合には、より良い構成を実現できる。１．５０≦ＢＦＬ／Ｇ１２≦３．８０であることが好ましい。

（１２）ＢＦＬ／Ｔ４≧１．４０：小型化された撮像レンズ１０の光学特性ならびに製造可能性を考慮すると、ＢＦＬを縮小できる比率は比較的制限されるが、一方、Ｔ４には、そのような制限がない。この関係を満たしている場合には、より良い構成を実現できる。１．４０≦ＢＦＬ／Ｔ４≦３．００であることが好ましい。

要約すると、本発明に係る撮像レンズ１０の作用および効果は、以下のように説明される。
１．負の屈折力を有する第１のレンズ素子３と、正の屈折力を有する第２のレンズ素子４との協働によって、像収差を軽減できる。さらに、凸部４１１、凹部５１１、凸部５２１、凸部６２１、および凹部７１１によって、像の光学収差を補正でき、これにより、撮像レンズ１０の像品質が確保される。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の重量およびコストを削減できる。
２．Ｔ４／Ｔ１、ＢＦＬ／ＣＴｍｉｎ、ＣＴｍａｘ／Ｇ１２、ＥＦＬ／Ｔ１、Ｔ４／Ｇ１２、およびＢＦＬ／Ｔ５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でき、またはさらに除去さえもできる。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さらに除去もでき、その結果、比較的良好な光学性能が得られる。
３．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７通りの好ましい実施形態によって、本発明の系の長さを６ｍｍ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３１に示しており、この例では、撮像レンズ１０は、電子機器１（携帯電話機などであるが、これに限定されない）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３２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、かかる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、
各々が屈折力を有するとともに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当該撮像レンズの光軸に沿って物体側から像側へ亘って備え、当該撮像レンズにおける屈折力を有するレンズ素子は当該第１乃至第５のレンズ素子のみであり、
前記第１のレンズ素子は、負の屈折力を有し、
前記第２のレンズ素子は、正の屈折力を有するとともに、周縁部近傍に凸部をなす前記物体側の面を有し、
前記第３のレンズ素子は、周縁部近傍に凹部をなす前記物体側の面と、周縁部近傍に凸部をなす前記像側の面とを有し、
前記第４のレンズ素子は、前記光軸近傍に凸部をなす前記像側の面を有し、
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する
ことを特徴とする撮像レンズ。
前記第４のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すＴ４と、前記第５のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すＴ５とは、
Ｔ４／Ｔ５≦２．７５を満たしている
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
前記第５のレンズ素子の前記像側の面と像側の像面との間の前記光軸に沿った距離を示すＢＦＬと、前記第１乃至第５のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さのうちの最小値を示すＣＴｍｉｎとは、
ＢＦＬ／ＣＴｍｉｎ≧２．１０をさらに満たしている
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
当該撮像レンズの系の焦点距離を示すＥＦＬと、前記第１のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すＴ１とは、
ＥＦＬ／Ｔ１≦５．００をさらに満たしている
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像レンズ。
前記第５のレンズ素子の前記像側の面と像側の像面との間の前記光軸に沿った距離を示すＢＦＬと、前記第１のレンズ素子と前記第２のレンズ素子との間の前記光軸に沿った空隙長を示すＧ１２とは、
ＢＦＬ／Ｇ１２≧１．５０をさらに満たしている
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
前記第１のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すＴ１と、前記第４のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すＴ４と、前記第１乃至第５のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さのうちの最大値を示すＣＴｍａｘと、前記第１のレンズ素子と前記第２のレンズ素子との間の前記光軸に沿った空隙長を示すＧ１２とは、
Ｔ４／Ｔ１≦２．３５、且つ、ＣＴｍａｘ／Ｇ１２≦３．００を満たしている
ことを特徴とする請求項５に記載の撮像レンズ。
前記第２のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すＴ２と、前記第３のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すＴ３とは、
Ｔ２／Ｔ３≦１．７０をさらに満たしている
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
前記第５のレンズ素子の前記像側の面と像側の像面との間の前記光軸沿った距離を示すＢＦＬと、前記第４のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すＴ４とは、
１．４０≦ＢＦＬ／Ｔ４を満たしている
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像レンズ。
前記第１のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すＴ１と、前記第４のレンズ素子の前記光軸に沿った厚さを示すＴ４とは、
Ｔ４／Ｔ１≦２．３５を満たしている
ことを特徴とする請求項８に記載の撮像レンズ。