JP5951810B2

JP5951810B2 - 撮像レンズ

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Publication number: JP5951810B2
Application number: JP2015012401A
Authority: JP
Inventors: 陳思翰; 張仲志; 陳鋒
Original assignee: 玉晶光電股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2035-01-26
Also published as: TWI512323B; US9703073B2; CN104007537A; JP2015141417A; US20150212297A1; CN104007537B; TW201433820A

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）および相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）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凸部を有し、第２のレンズ素子の像側の面は、光軸近傍に凹部を有する。

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凹部を有する。

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おり、第５のレンズ素子の像側の面は、光軸近傍に凹部を有する。

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。

ＡＬＴ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のレンズ素子の光軸における厚さの和を表し、Ｇ３４は第３のレンズ素子と第４のレンズ素子との間の光軸における空隙長を表すとして、撮像レンズは、ＡＬＴ／Ｇ３４≦７．７を満たしている。

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デ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いくつかの非球面係数の値を示している。（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デ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いくつかの非球面係数の値を示している。（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デ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いくつかの非球面係数の値を示している。（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デ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いくつかの非球面係数の値を示している。（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デ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いくつかの非球面係数の値を示している。（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デ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いくつかの非球面係数の値を示している。（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デ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いくつかの非球面係数の値を示している。（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。本発明に係る撮像レンズの第８の好ましい実施形態を示す模式図である。第８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データの値を示している。第８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非球面係数の値を示している。（ａ）〜（ｄ）は、第８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９の好ましい実施形態を示す模式図である。第９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データの値を示している。第９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非球面係数の値を示している。（ａ）〜（ｄ）は、第９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９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レンズパラメータ間の関係の値を示す表である。第１〜第９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レンズパラメータ間の関係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、より多く隆起している（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、より隆起しており、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、より隆起しているからである。
「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、分かりやすくするため、拡張部Ｅは図示していない。

図２を参照する。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のレンズ素子３と、第２レンズ素子４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１００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１００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のそれぞれは、本実施形態では、プラスチック材料で構成されており、屈折力を有する。しかしながら、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。

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、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の周縁部近傍に凸部３１２を有する凸面である。第１のレンズ素子３の像側の面３２は、光軸（Ｉ）近傍に凸部３２１を有するとともに、該第１のレンズ素子３の周縁部近傍に凸部３２２を有する凸面である。

第２のレンズ素子４は、負の屈折力を有する。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の周縁部近傍に凸部４１２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）近傍に凹部４２１を有するとともに、該第２のレンズ素子４の周縁部近傍に凹部４２２を有する凹面である。

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の周縁部近傍に凸部５１２を有し、さらに凸部５１１と凸部５１２との間に配された凹部５１３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の周縁部近傍に凹部５２２を有し、さらに凹部５２１と凹部５２２との間に配された凸部５２３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。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６２２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）が３．６３３ｍｍ、半視野（ＨＦＯＶ）が３９．５５°、Ｆナンバーが１．８、系の長さ（ＴＴＬ）が４．６７１ｍｍ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１００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関係（１）のいくつかの非球面係数の値を示す表を、図４に示している。

第１の好ましい実施形態に対応するレンズパラメータのいくつかの間の関係を、図３８および３９の第１の好ましい実施形態に対応する列に示している。
同図において、
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。
Ｇ２３は、第２のレンズ素子４と第３のレンズ素子５との間の光軸（Ｉ）における空隙長を表す。
Ｇ３４は、第３のレンズ素子５と第４のレンズ素子６との間の光軸（Ｉ）における空隙長を表す。
Ｇ４５は、第４のレンズ素子６と第５のレンズ素子７との間の光軸（Ｉ）における空隙長を表す。
Ｇａａは、第１のレンズ素子３、第２のレンズ素子４、第３のレンズ素子５、第４のレンズ素子６、第５のレンズ素子７の間の光軸（Ｉ）における４つの空隙長の和、すなわち、Ｇ１２、Ｇ２３、Ｇ３４、Ｇ４５の和を表す。
ＡＬＴは、光軸（Ｉ）におけるレンズ素子３〜７の厚さの和、すなわち、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５の和を表す。
ＢＦＬは、第５のレンズ素子７の像側の面７２と像側の像面１００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、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±０．０４ｍｍ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、各視野で曲線が相互に近接しているので、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、±０．３ｍｍ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、±１．５％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４．６７１ｍｍ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可能である。

図６を参照する。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２の好ましい実施形態では、第３のレンズ素子５の像側の面５２が、光軸（Ｉ）近傍に凸部５２４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５２５を有することにある。図６では、分かりやすくするため、第１の好ましい実施形態のものと同一の凹部および凸部の参照符号は省略している。

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デ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３．７０８ｍｍ、ＨＦＯＶが３８．９８０°、Ｆナンバーが１．８、系の長さが４．７７３ｍｍである。

第２の好ましい実施形態に対応する上記の関係（１）のいくつかの非球面係数の値を示す表を、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レンズパラメータのいくつかの間の関係を、図３８および３９の第２の好ましい実施形態に対応する列に示している。

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を参照する。本発明の撮像レンズ１０の第１と第３の好ましい実施形態の違いは、第３の好ましい実施形態では、第３のレンズ素子５の物体側の面５１が、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の周縁部近傍に凸部５１２を有する凸面であることにある。図１０では、分かりやすくするため、第１の好ましい実施形態のものと同一の凹部および凸部の参照符号は省略している。

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デ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３．５５２ｍｍ、ＨＦＯＶが４０．７２°、Ｆナンバーが１．８、系の長さが４．５４９ｍｍである。

第３の好ましい実施形態に対応する上記の関係（１）のいくつかの非球面係数の値を示す表を、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レンズパラメータのいくつかの間の関係を、図３８および３９の第３の好ましい実施形態に対応する列に示している。

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を参照する。本発明の撮像レンズ１０の第４の好ましい実施形態は、第３の好ましい実施形態のものと同様の構成を有し、すなわち、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の周縁部近傍に凸部５１２を有する凸面である。また、面３１〜８１、３２〜８２に対応する光学データ、レンズ素子３〜７のレンズパラメータ、および非球面係数の一部が、第３の好ましい実施形態のものとは異なる。図１４では、分かりやすくするため、第１の好ましい実施形態のものと同一の凹部および凸部の参照符号は省略している。

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デ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３．６６０ｍｍ、ＨＦＯＶが３９．３４０°、Ｆナンバーが１．８、系の長さが４．６８３ｍｍである。

第４の好ましい実施形態に対応する上記の関係（１）のいくつかの非球面係数の値を示す表を、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レンズパラメータのいくつかの間の関係を、図３８および３９の第４の好ましい実施形態に対応する列に示している。

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は、本発明に係る撮像レンズ１０の第５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。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、レンズ素子３〜７の光学データ、非球面係数、レンズパラメータの一部にある。図１８では、分かりやすくするため、第１の好ましい実施形態のものと同一の凹部および凸部の参照符号は省略している。

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デ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３．６１８ｍｍ、ＨＦＯＶが３９．６７０°、Ｆナンバーが１．８、系の長さが４．６８７ｍｍである。

第５の好ましい実施形態に対応する上記の関係（１）のいくつかの非球面係数の値を示す表を、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レンズパラメータのいくつかの間の関係を、図３８および３９の第５の好ましい実施形態に対応する列に示している。

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３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。本発明の撮像レンズ１０の第３と第６の好ましい実施形態の違いは、レンズ素子３〜７の光学データ、非球面係数、レンズパラメータの一部にある。図２２では、分かりやすくするため、第１の好ましい実施形態のものと同一の凹部および凸部の参照符号は省略している。

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デ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３．５４６ｍｍ、ＨＦＯＶが４０．２３０°、Ｆナンバーが１．８、系の長さが４．４５２ｍｍである。

第６の好ましい実施形態に対応する上記の関係（１）のいくつかの非球面係数の値を示す表を、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レンズパラメータのいくつかの間の関係を、図３８および３９の第６の好ましい実施形態に対応する列に示している。

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は、本発明に係る撮像レンズ１０の第７の好ましい実施形態を示しており、これは第３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。本発明の撮像レンズ１０の第３と第７の好ましい実施形態の違いは、レンズ素子３〜７の光学データ、非球面係数、レンズパラメータの一部にある。図２６では、分かりやすくするため、第１の好ましい実施形態のものと同一の凹部および凸部の参照符号は省略している。

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デ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３．５５２ｍｍ、ＨＦＯＶが４０．１９０°、Ｆナンバーが１．８、系の長さが４．４３８ｍｍである。

第７の好ましい実施形態に対応する上記の関係（１）のいくつかの非球面係数の値を示す表を、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レンズパラメータのいくつかの間の関係を、図３８および３９の第７の好ましい実施形態に対応する列に示している。

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。

図３０は、本発明に係る撮像レンズ１０の第８の好ましい実施形態を示しており、これは第３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。本発明の撮像レンズ１０の第３と第８の好ましい実施形態の違いは、レンズ素子３〜７の光学データ、非球面係数、レンズパラメータの一部にある。図３０では、分かりやすくするため、第１の好ましい実施形態のものと同一の凹部および凸部の参照符号は省略している。

第８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データの値を示す表を、図３１に示している。撮像レンズ１０は、全系の焦点距離が３．４０８ｍｍ、ＨＦＯＶが４１．３６０°、Ｆナンバーが１．８、系の長さが４．５０６ｍｍである。

第８の好ましい実施形態に対応する上記の関係（１）のいくつかの非球面係数の値を示す表を、図３２に示している。

第８の好ましい実施形態に対応する上記のレンズパラメータのいくつかの間の関係を、図３８および３９の第８の好ましい実施形態に対応する列に示している。

図３３（ａ）〜３３（ｄ）は、第８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３３（ａ）〜３３（ｄ）から分かるように、第８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３４を参照する。本発明の撮像レンズ１０の第１の好ましい実施形態と第９の好ましい実施形態の違いは、第９の好ましい実施形態では、開口絞り２が、第１のレンズ素子３と第２のレンズ素子４との間に配置されていることにある。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の周縁部近傍に凸部５１２を有する凸面である。第３のレンズ素子５の像側の面５２は、光軸（Ｉ）近傍に凸部５２４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５２２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の周縁部近傍に凸部７１３を有し、さらに凸部７１１と凸部７１３との間に配された凹部７１４を有する。図３４では、分かりやすくするため、第１の好ましい実施形態のものと同一の凹部および凸部の参照符号は省略している。

第９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データの値を示す表を、図３５に示している。撮像レンズ１０は、全系の焦点距離が３．４８５ｍｍ、ＨＦＯＶが４０．７２０°、Ｆナンバーが２．２０、系の長さが４．６２０ｍｍである。

第９の好ましい実施形態に対応する上記の関係（１）のいくつかの非球面係数の値を示す表を、図３６に示している。

第９の好ましい実施形態に対応する上記のレンズパラメータのいくつかの間の関係を、図３８および３９の第９の好ましい実施形態に対応する列に示している。

図３７（ａ）〜３７（ｄ）は、第９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３７（ａ）〜３７（ｄ）から分かるように、第９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、９通りの好ましい実施形態に対応する上記のレンズパラメータのいくつかの間の上記関係を示す表を、図３８および３９に示している。留意すべきことは、図３８および３９に示すレンズパラメータおよび関係の値は、小数点第３位に丸めたものであるということである。

本発明に係る撮像レンズ１０のレンズ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には、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）ＡＬＴ／Ｇ３４≦７．７０かつＡＬＴ／Ｇ４５≦１６．５０：ＡＬＴを適切に縮小することは、撮像レンズ１０の全系の長さを縮小するために効果的である。一方、組立てを容易にすることを考慮すると、Ｇ３４およびＧ４５のそれぞれは、ある程度の長さであることが必要となる。撮像レンズ１０の全系の長さを縮小するために、ＡＬＴ／Ｇ３４およびＡＬＴ／Ｇ４５のそれぞれは、比較的小さい値に設計される傾向にある。具体的には、ＡＬＴ／Ｇ４５≦１６．５０である場合には、組立てが容易となるようにＧ４５は比較的大きくなる。４．００≦ＡＬＴ／Ｇ３４≦７．７０かつ５．００≦ＡＬＴ／Ｇ４５≦１６．５０であることが好ましい。

（２）ＢＦＬ／Ｇ４５≦１０．５，ＢＦＬ／Ｔ４≦３．４０，ＢＦＬ／Ｔ１≦２．３５，ＢＦＬ／Ｇ３４≦３．６０，ＢＦＬ／Ｔ３≦３．９０，ＥＦＬ／Ｔ４≦９．５０，ＥＦＬ／Ｇ４５≦１８．００：ＥＦＬおよびＢＦＬを縮小することは、撮像レンズ１０の全系の長さを縮小するために効果的である。一方、組立てを容易にすることを考慮すると、Ｇ３４およびＧ４５のそれぞれは、ある程度の長さであることが必要となる。Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４は、レンズ製造技術による制限を受ける。ＢＦＬ／Ｇ４５、ＢＦＬ／Ｔ４、ＢＦＬ／Ｔ１、ＢＦＬ／Ｇ３４、ＢＦＬ／Ｔ３、ＥＦＬ／Ｔ４、ＥＦＬ／Ｇ４５が比較的小さい値に設計される傾向にある場合には、撮像レンズ１０の系の長さを縮小しつつ、依然として撮像レンズ１０が良好な撮像品質を有し得るように、ＥＦＬ、ＢＦＬ、Ｇ４５、Ｇ３４、Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４の間で、より良い構成を実現できる。２．００≦ＢＦＬ／Ｇ４５≦１０．５、１．００≦ＢＦＬ／Ｔ４≦３．４０、１．００≦ＢＦＬ／Ｔ１≦２．３５、１．５０≦ＢＦＬ／Ｇ３４≦３．６０、１．５０≦ＢＦＬ／Ｔ３≦３．９０、４．００≦ＥＦＬ／Ｔ４≦９．５０、７．００≦ＥＦＬ／Ｇ４５≦１８．００であることが好ましい。

（３）５．６０≦ＥＦＬ／Ｔ５≦１３．００：ＥＦＬを縮小することは、撮像レンズ１０の全系の長さを縮小するために効果的である。また、レンズ素子３〜７の中で第５のレンズ素子７の光学有効径は最も大きいので、Ｔ５を縮小することは、撮像レンズ１０の全系の長さを縮小するために効果的である。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。

（４）Ｇａａ／Ｔ５≧１．８０，Ｔ５／Ｇ４５≦５．００，Ｔ５／Ｔ１≦１．２０：第５のレンズ素子７は、光学有効径が最も大きいので、その製造を容易とするために、比較的厚くなるように設計される。一方、Ｔ５を縮小することは、撮像レンズ１０の全系の長さを縮小するために効果的である。よって、Ｇａａ／Ｔ５が比較的大きい値に設計される傾向にあるとともに、Ｔ５／Ｇ４５およびＴ５／Ｔ１のそれぞれが比較的小さい値に設計される傾向にある場合には、Ｇａａ、Ｇ４５、Ｔ１、Ｔ５の間で、より良い構成を実現できる。１．８０≦Ｇａａ／Ｔ５≦４．３０、０．３０≦Ｔ５／Ｇ４５≦５．００、０．２０≦Ｔ５／Ｔ１≦１．２０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．凸部３２２、凸部４１２、凹部４２１、凹部５２２、凹部６１１、凹部７２１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。さらに凸部５１２との協働によって、像の光学収差の補正をさらに向上させることができる。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、また、第５のレンズ素子７を容易に非球面に構成できる。さらに、第１のレンズ素子３の物体側に配置された開口絞り２との協働によって、撮像レンズ１０の全系の長さは、より効果的に縮小される。
２．関連する光学デ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９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４０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１００（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４１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）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

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のレンズ素子とを光軸に沿って物体側から像側へ当該順に配置して備える撮像レンズであって、
当該撮像レンズの屈折力は、前記第１乃至第５のレンズ素子のみの屈折力から構成され、
前記第１のレンズ素子は、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、周縁部近傍に凸部をなす前記物体側の面と、前記光軸近傍に凹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、正の屈折力を有するとともに、周縁部近傍に凹部をなす前記像側の面を有し、
前記第４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像側の面と凸部をなす前記物体側の面とを有し、
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総和を示すＡＬＴと、前記第３のレンズ素子と前記第４のレンズ素子との間の前記光軸に沿った空隙長を示すＧ３４とは、
ＡＬＴ／Ｇ３４≦７．７
を満たすとともに、
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、前記第４のレンズ素子と前記第５のレンズ素子との間の前記光軸に沿った空隙長を示すＧ４５とは、
Ｔ５／Ｇ４５≦５．０
を満たしていることを特徴とする撮像レンズ。
前記第５のレンズ素子の前記像側の面と像面との間の前記光軸に沿った距離を示すＢＦＬと、前記Ｇ４５とは、
ＢＦＬ／Ｇ４５≦１０．５
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。
当該撮像レンズの系の焦点距離を示すＥＦＬと、前記Ｔ５とは、
５．６≦ＥＦＬ／Ｔ５≦１３．０
を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乃至第５のレンズ素子の間の前記光軸に沿った４つの空隙長の総和を示すＧａａと、前記Ｔ５とは、
Ｇａａ／Ｔ５≧１．８
を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１のレンズ素子の物体側に配置された開口絞りをさらに備えたことを特徴とする請求項４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面との間の前記光軸に沿った距離を示すＢＦＬ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、
ＢＦＬ／Ｔ３≦３．９
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ＡＬＴと、前記Ｇ４５とは、
ＡＬＴ／Ｇ４５≦１６．５
を満たしていることを特徴とする請求項６に記載の撮像レンズ。
前記Ｔ５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、
Ｔ５／Ｔ１≦１．２
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３のレンズ素子は、周縁部近傍に凸部をなす前記物体側の面を有することを特徴とする請求項８に記載の撮像レンズ。
前記第１のレンズ素子の物体側に配置された開口絞りをさらに備えたことを特徴とする請求項９に記載の撮像レンズ。