JP6529320B2 - 撮像レンズ - Google Patents

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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係り、特に、小型化、低背化が進むスマートフォンや携帯電話機およびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）やゲーム機、ＰＣなどの情報端末機器等、さらにはカメラ機能が付加された家電製品や自動車等に搭載される撮像装置に内蔵する撮像レンズに関するものである。
近年、多くの情報端末機器にカメラ機能が搭載されることが一般的となった。また、カメラ付きの家電製品など、利便性に優れた製品が次々と登場しており、このような家電製品や情報端末機器にカメラ機能を融合させた商品の需要は今後もますます高まり、それに伴う製品開発が急速に進むと予想される。
また、これらの製品に搭載する撮像レンズは、高画素化に対応した高い解像力を備えることはもちろんのこと、機器の薄型化に十分対応可能な小型、低背であること、明るいレンズ系であることに加えて、広い画角に対応することが強く求められている。
しかしながら、低背、低Ｆ値、撮影画角の広角化の要求を全て満足する撮像レンズを実現するには、特に、周辺部における収差補正が困難であり、画面全体にわたって良好な光学性能を確保することに課題があった。
従来の技術において、小型で高解像力を備えた撮像レンズとして、例えば、以下の特許文献１や特許文献２の撮像レンズが知られている。
特許文献１には、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズと、物体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２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍において物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第４レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有し周辺部において正の屈折力を有する第５レンズとから構成される撮像レンズが開示されている。
特許文献２には、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、像側の面が凸形状で正の屈折力を有する第３レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズと、中心から周辺部にいくに従い負の屈折力が次第に弱まり周辺部で正の屈折力を有する第５レンズとを備えた撮像レンズが開示されている。
特開２０１１−２５７４４７号公報 特開２０１１−１４１３９６号公報
上記特許文献１に記載の撮像レンズは、Ｆ１．９程度と明るく、光学全長と撮像素子の有効撮像面の対角線の長さとの比（以下、全長対角比という）は約１．０で、比較的低背でありながら諸収差が良好に補正されている。しかし、撮影画角は約６５°で従来要求されてきたレベルにしか対応できない。Ｆ値と全長対角比を維持したまま、さらなる広角化を実現しようとすると、光学系における正の屈折力を相対的に強める必要性から、それぞれのレンズのパワーバランスを取ることが困難になり、軸上色収差や周辺部の諸収差の補正に限界が生じる。
上記特許文献２に記載の撮像レンズも、Ｆ２．０程度と明るく、全長対角比は１．０程度で、比較的低背でありながら良好な光学性能を確保している。しかし、撮影画角は約６０°付近にしか対応できない。特許文献２に記載の撮像レンズにおいても、Ｆ値と全長対角比、光学性能を維持したまま、例えば７０°を超える画角に対応させることはできない。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、低背、低Ｆ値、撮影画角の広角化の要求をバランスよく満足するとともに、諸収差が良好に補正された高解像力を備える小型の撮像レンズを提供することを目的とする。
なお、ここでいう低背とは、光学全長が５ｍｍ未満、テレフォト比が１．２未満で、全長対角比が０．９よりも小さいレベルを指し、低Ｆ値とはＦ２．４以下の明るさを指し、広角とは全画角で７０°以上の範囲を撮影可能なレベルをそれぞれ指している。なお、全長対角比を表す際の、撮像素子の有効撮像面の対角線の長さは、最大画角から入射した光線が撮像面に結像する際の光軸から垂直な高さ、すなわち最大像高の２倍の長さであり、有効撮像円の直径と同じものとして扱う。
また、本発明において使用する用語に関し、レンズの面の凸面、凹面とは近軸（光軸近傍）における形状を指すものと定義し、変極点とは接平面が光軸と垂直に交わる光軸上以外における非球面上の点として定義する。さらに、光学全長は、ＩＲカットフィルタやカバーガラス等の光の発散・収束に関与しない光学素子の厚みを空気換算したときの最も物体側に位置する光学素子の物体側の面から像面までの光軸上の距離として定義する。
本発明による撮像レンズは、固体撮像素子上に被写体の像を結像させる撮像レンズであって、物体側から像側に向かって順に、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、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、正又は負の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズと、像側に凹面を向けた負の屈折力を有する両面が非球面の第５レンズとから構成され、以下の条件式（１ｂ）、（２）から（４）、（５ａ）、（６）、（１２）および（１５）を満足する。
（１ｂ）Ｆｎｏ≦２．２４
（２）ＴＴＬ／２ｉｈ＜０．９
（３）ｆ４５＜０
（４）０＜ｒ５／ｒ６＜４．０
（５ａ）０．５＜（ｒ７＋ｒ８）／（ｒ７−ｒ８）＜２．０
（６）０．４＜（ｒ９＋ｒ１０）／（ｒ９−ｒ１０）＜４．０
（１２）１．５＜ｒ３／ｒ４＜５０
（１５）０．７０＜ｉｈ／ｆ＜１．０
ただし、ＦｎｏはＦナンバー、ｉｈは最大像高、ＴＴＬは光学全長、ｆ４５は第４レンズと第５レンズの合成焦点距離、ｒ５は第３レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ６は第３レンズの像側の面の曲率半径、ｒ７は第４レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ８は第４レンズの像側の面の曲率半径、ｒ９は第５レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ１０は第５レンズの像側の面の曲率半径、ｒ３は第２レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ４は第２レンズの像側の面の曲率半径、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離である。
本発明の撮像レンズは、物体側から順に、第１レンズと第２レンズと第３レンズとから構成される合成屈折力が正のレンズ群と、第４レンズと第５レンズとから構成される合成屈折力が負のレンズ群とを配置した、いわゆるテレフォトタイプになっている。また、テレフォト比を１．２０以下となるよう設定することで光学全長を短く抑え、低背化を図っている。
上記構成において、第１レンズと第２レンズと第３レンズとから構成される正レンズ群は、撮像レンズの低背化、広角化、及び色収差の良好な補正を担う。第１レンズは物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するレンズとし、強い正の屈折力によって撮像レンズの低背化と広角化を図る。第２レンズは物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するレンズとし、第１レンズで発生する球面収差および色収差を良好に補正する。第３レンズは撮像レンズを構成するレンズにおいて最も弱い屈折力を有するレンズとし、主に高次の球面収差やコマ収差、非点収差を補正する。
第４レンズと第５レンズとから構成される負レンズ群は、撮像レンズの低背化、広角化、および諸収差の良好な補正を担う。強い正の屈折力を有する第４レンズは、正の屈折力を第１レンズと適切にバランスさせることで撮像レンズの低背化と広角化を図りながら、非点収差および像面湾曲を良好に補正する。また、第５レンズは、像側の面を凹面とした負の屈折力を有する両面非球面のレンズにすることで、第４レンズで発生した球面収差および色収差の補正と、像面湾曲の補正と、撮像素子への主光線入射角度の制御を効果的に行う。
条件式（１）は、レンズの明るさを適切に設定するための条件である。条件式（１）の上限値を上回る場合、小型で高画素の撮像素子に対して明るさが不足し、画像の鮮明さが損なわれる恐れがあるため好ましくない。
条件式（２）は、全長対角比を規定するものである。条件式（２）の上限値を上回る場合、光学全長が長くなりすぎるため、低背化の要求への対応が困難となる。
条件式（３）は、第４レンズと第５レンズの合成屈折力を規定するものであり、第４レンズと第５レンズの合成屈折力が負であることを示している。物体側に配置された３枚で構成される正レンズ群と像側に配置された２枚で構成される負レンズ群とによってテレフォト性を高め、光学全長を好適に短縮できる。
条件式（４）は、近軸における第３レンズの形状を規定するものであり、非点収差の発生を抑制するための条件である。条件式（４）を満足することにより、第３レンズは光軸近傍においてメニスカス形状となるため、非点収差を好適に補正できる。
条件式（５）は、近軸における第４レンズの形状を規定するものであり、撮像レンズの低背化を図りながら諸収差を補正するための条件である。条件式（５）の上限値を上回る場合、第４レンズの像側の面の屈折力が強くなりすぎ、像面湾曲等の高次収差の補正が困難となる。一方、条件式（５）の下限値を下回る場合、第４レンズの像側の面の屈折力が弱くなるため、光学全長の短縮が困難となる。条件式（５）の範囲を満足することによって、第４レンズの像側の面の屈折力が過剰に強くなることを抑えながら、撮像レンズの低背化と、像面湾曲や非点収差等の高次収差の補正を両立できる。
条件式（６）は、近軸における第５レンズの形状を規定するものであり、諸収差を良好に補正するための条件である。条件式（６）の上限値を上回る場合、第５レンズの像側の面の曲率半径が強くなりすぎ、光線が発散しすぎるため像面湾曲の補正が困難となる。一方、条件式（６）の下限値を下回る場合、第５レンズの物体側の面の屈折力が強くなりすぎ、球面収差および像面湾曲の補正が困難となる。
また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７）３．０＜｜ｆ３／ｆ｜
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｆ３は第３レンズの焦点距離である。
条件式（７）は、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第３レンズの焦点距離の比を適切な範囲に規定するものである。第３レンズの屈折力は撮像レンズを構成する５枚レンズのうち、最も弱い屈折力に設定されており、撮像レンズ全系の屈折力や他のそれぞれのレンズの屈折力への影響を抑えている。これにより、軸上の収差の発生を抑え、像面湾曲や歪曲収差を良好に補正することができる。
また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
（８）０．４＜ｆ４／ｆ＜１．５
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｆ４は第４レンズの焦点距離である。
条件式（８）は、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第４レンズの焦点距離の比を適切な範囲に規定するものであり、撮像レンズの低背化を図りながら諸収差を良好に補正するための条件である。条件式（８）の上限値を上回る場合、第４レンズの屈折力が弱くなりすぎ、光学全長の短縮が困難となる。一方、条件式（８）の下限値を下回る場合、第４レンズの屈折力が強くなりすぎ、球面収差やコマ収差が増大し、良好な光学性能を得ることが困難となる。
また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
（９）−１．２＜ｆ５／ｆ＜−０．２
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｆ５は第５レンズの焦点距離である。
条件式（９）は、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第５レンズの焦点距離の比を適切な範囲に規定するものであり、光学全長を短縮しながら収差を良好に補正するための条件である。条件式（９）の上限値を上回る場合、第５レンズの負の屈折力が強くなりすぎ、周辺部でのコマ収差や歪曲収差、像面湾曲の補正が困難となる。また、バックフォーカスが長くなるため光学全長が長くなる。一方、条件式（９）の下限値を下回る場合、第５レンズの屈折力が弱くなりすぎ、光学全長の短縮には有利だが、第４レンズで発生する球面収差および色収差の補正が困難となる。
また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１０）を満足することが望ましい。
（１０）０．０８＜Ｔ３／ＴＴＬ＜０．１６
ただし、Ｔ３は第３レンズの像側の面と第４レンズの物体側の面との光軸上の距離、ＴＴＬは光学全長である。
条件式（１０）は、第３レンズと第４レンズの空気間隔を適切な範囲に規定するための条件である。条件式（１０）の上限値を上回る場合、第３レンズと第４レンズの空気間隔が広くなりすぎ、光学全長を短く抑えることが困難となる。一方、条件式（１０）の下限値を下回る場合、第３レンズと第４レンズの空気間隔が狭くなりすぎるため、これらレンズの形状的な自由度に制限がかかり、その結果、収差補正が困難となる。
また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１１）を満足することが望ましい。
（１１）０．５＜ｆ１／ｆ＜２．０
ただし、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離、ｆ１は第１レンズの焦点距離である。
条件式（１１）は、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第１レンズの焦点距離の比を適切な範囲に規定するものであり、球面収差の発生を抑制しながら低背化と広角化を図るための条件である。条件式（１１）の上限値を上回る場合、第１レンズの正の屈折力が弱くなりすぎ、球面収差の発生量を抑えるには有効だが、撮像レンズの低背化および広角化が困難になる。一方、条件式（１１）の下限値を下回る場合、第１レンズの正の屈折力が強くなりすぎ、撮像レンズの低背化および広角化には有利だが、球面収差が増大する。
条件式（１２）は、近軸における第２レンズの形状を規定するものであり、諸収差を良好に補正するための条件である。条件式（１２）の範囲内で第２レンズの像側の面の屈折力を強くすることで、第１レンズで発生する色収差を補正しながら、コマ収差、像面湾曲、非点収差を良好に補正する。
また、本発明の撮像レンズにおいて、第４レンズは像側に凸面を向けた形状であることが望ましい。
第４レンズの像側の面を凸面に形成することによって、当該面から射出する光線の射出角を小さくすることができる。これにより、光学全長の短縮化に伴って増大する歪曲収差、倍率色収差および非点収差の補正が容易となり、良好な光学性能を確保できる。
また、本発明の撮像レンズにおいて、第５レンズの像側の面は、光軸上以外の位置に変極点が形成されていることが望ましい。
第５レンズの像側の面に、光軸上以外の位置に変極点を形成することにより、歪曲収差および像面湾曲の補正と、撮像素子への主光線入射角度の制御をより効果的に行うことができる。
また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１３）を満足することが望ましい。
（１３）２０＜νｄ１−νｄ２＜４０
ただし、νｄ１は第１レンズのｄ線に対するアッベ数、νｄ２は第２レンズのｄ線に対するアッベ数である。
条件式（１３）は、第１レンズおよび第２レンズのｄ線に対するアッベ数の範囲を規定するものであり、色収差を良好に補正するための条件である。条件式（１３）の範囲を満足する材料を採用することで、色収差を良好に補正できる。
また、本発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式（１４）を満足することが望ましい。
（１４）５０＜νｄ３＜７０
ただし、νｄ３は第３レンズのｄ線に対するアッベ数である。
条件式（１４）は、第３レンズのｄ線に対するアッベ数の範囲を規定するものである。条件式（１４）の範囲を満足する材料を採用することで、軸上色収差を良好に補正できる。また、レンズ材料のコストを抑えられる。
条件式（１５）は、撮影画角の範囲を規定するものである。条件式（１５）の上限値を上回る場合、画角が広くなりすぎて収差を良好に補正できる範囲を超えることにより光学性能の劣化に繋がる。一方、条件式（１５）の下限値を下回る場合、収差補正が容易となるため光学性能の向上には有利だが、広角化への対応が不十分となる。
本発明により、低背、低Ｆ値、撮影画角の広角化の要求をバランスよく満足し、且つ、諸収差が良好に補正された高解像力を備える小型の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。 実施例７の撮像レンズの概略構成を示す図である。 実施例７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８の撮像レンズの概略構成を示す図である。 実施例８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９の撮像レンズの概略構成を示す図である。 実施例９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、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、図１３、図１５、および図１７はそれぞれ、本実施形態の実施例１から９に係る撮像レンズの概略構成図を示している。いずれも基本的なレンズ構成は同様であるため、ここでは主に実施例１の概略構成図を参照しながら、本実施形態の撮像レンズ構成について説明する。
図１に示すように、本実施形態の撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に、開口絞りＳＴと、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、正の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５とで構成される。
また、第５レンズＬ５と像面ＩＭとの間には赤外線カットフィルタやカバーガラス等のフィルタ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。フィルタＩＲの厚みによって光学系の結像位置は変化するため、本発明における光学全長は、ＩＲカットフィルタやカバーガラス等の光学素子の厚みを空気換算したときの最も物体側に位置する光学素子の物体側の面から像面までの光軸上の距離として定義している。
上記５枚構成の撮像レンズは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とから構成される合成屈折力が正のレンズ群と、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とから構成される合成屈折力が負のレンズ群を配置したテレフォトタイプであり、光学全長を短縮する上で有利な構成になっている。
上記５枚構成の撮像レンズにおいて、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両凸レンズである。物体側の面の曲率半径を像側の面の曲率半径よりも小さくした両凸形状とし、両面に正の屈折力を適切に配分することで球面収差の発生を抑えながら、強い正の屈折力で撮像レンズの低背化および広角化を図っている。なお、第１レンズＬ１の像側の面は凹面でもよく、その際の曲率半径の大きさは、屈折力が低下し過ぎず、また球面収差量が増大しない範囲で、物体側の面の曲率半径よりも大きく設定することが望ましい。実施例４から実施例９は、第１レンズＬ１を物体側に凸面を向けたメニスカス形状とした例である。
第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するレンズであり、第１レンズＬ１で発生する球面収差および色収差を良好に補正している。
第３レンズＬ３は、撮像レンズを構成するレンズにおいて最も弱い屈折力を有するレンズであり、両面に形成した非球面によって、高次の球面収差、コマ収差、非点収差を補正している。また、第３レンズＬ３の形状は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されており、像側の凹面の発散作用によって、軸上色収差を良好に補正している。なお、第３レンズＬ３の屈折力は、本実施例では弱い正の屈折力に設定されているが、実施例４のように弱い負の屈折力であってもよい。また、形状についてもメニスカス形状であればよく、実施例４から実施例９のように物体側に凹面を向けたメニスカス形状であってもよい。
第４レンズＬ４は、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レンズであり、第１レンズＬ１の屈折力と適切にバランスさせることで撮像レンズの低背化と広角化を図っている。また、物体側の面に、周辺部が物体側に湾曲する非球面を形成しており、非点収差および像面湾曲の良好な補正が図られている。なお、第４レンズＬ４は両凸形状であってもよく、その場合には物体側の面および像側の面に正の屈折力を適切に配分させることにより、製造誤差感度を抑えながら、撮像レンズの低背化、広角化を図ることができる。実施例４から実施例９は、第４レンズＬ４を両凸形状とした例である。
第５レンズＬ５は、像側に凹面を向けた負の屈折力を有するレンズであり、両面に非球面が形成され、像側の非球面上には光軸Ｘ上以外の位置に変極点が形成されている。これらの非球面形状によって、第４レンズＬ４で発生する球面収差および色収差、像面湾曲を良好に補正しつつ、撮像素子への主光線入射角度を適切な範囲内となるよう制御している。また、本実施例では、第５レンズＬ５の物体側の面は凹形状になっており、光線の屈折角を小さく抑えながら像面ＩＭへ導くことで、像面湾曲の補正をより良好なものとしている。なお、第５レンズＬ５の形状は、実施例５から実施例９のように、像側に凹面を向け、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズであってもよい。
また、開口絞りＳＴは、第１レンズＬ１の物体側の面の面頂と当該面の終端部の間に配置しているため、入射瞳位置が像面ＩＭから遠ざかり、テレセントリック性の確保が容易になっている。
本実施の形態に係る撮像レンズは、全てのレンズにプラスチック材料を採用することで製造を容易にし、低コストでの大量生産を可能にしている。また、全てのレンズの両面に適切な非球面を形成しており、諸収差をより好適に補正している。
なお、採用するレンズ材料はプラスチック材料に限定されるものではない。ガラス材料を採用することで、更なる高性能化を目指すことも可能である。また、すべてのレンズ面を非球面で形成することが望ましいが、要求される性能によっては、製造が容易な球面を採用しても良い。
本実施形態における撮像レンズは、以下の条件式（１）から（１５）を満足することにより、好ましい効果を奏するものである。
（１）Ｆｎｏ≦２．４
（２）ＴＴＬ／２ｉｈ＜０．９
（３）ｆ４５＜０
（４）０＜ｒ５／ｒ６＜４．０
（５）０．５＜（ｒ７＋ｒ８）／（ｒ７−ｒ８）＜３．０
（６）０．４＜（ｒ９＋ｒ１０）／（ｒ９−ｒ１０）＜４．０
（７）３．０＜｜ｆ３／ｆ｜
（８）０．４＜ｆ４／ｆ＜１．５
（９）−１．２＜ｆ５／ｆ＜−０．２
（１０）０．０８＜Ｔ３／ＴＴＬ＜０．１６
（１１）０．５＜ｆ１／ｆ＜２．０
（１２）１．５＜ｒ３／ｒ４＜５０
（１３）２０＜νｄ１−νｄ２＜４０
（１４）５０＜νｄ３＜７０
（１５）０．７０＜ｉｈ／ｆ＜１．０
ただし、
Ｆｎｏ：Ｆナンバー
ｉｈ：最大像高
ＴＴＬ：光学全長
ｒ３：第２レンズＬ２の物体側の面の曲率半径
ｒ４：第２レンズＬ２の像側の面の曲率半径
ｒ５：第３レンズＬ３の物体側の面の曲率半径
ｒ６：第３レンズＬ３の像側の面の曲率半径
ｒ７：第４レンズＬ４の物体側の面の曲率半径
ｒ８：第４レンズＬ４の像側の面の曲率半径
ｒ９：第５レンズＬ５の物体側の面の曲率半径
ｒ１０：第５レンズＬ５の像側の面の曲率半径
ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離
ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離
ｆ５：第５レンズＬ５の焦点距離
ｆ４５：第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の合成焦点距離
Ｔ３：第３レンズＬ３の像側の面と第４レンズＬ４の物体側の面との光軸Ｘ上の距離
νｄ１：第１レンズＬ１のｄ線に対するアッベ数
νｄ２：第２レンズＬ２のｄ線に対するアッベ数
νｄ３：第３レンズＬ３のｄ線に対するアッベ数
また、本実施形態における撮像レンズは、以下の条件式（１ａ）から（１５ａ）を満足することにより、より好ましい効果を奏するものである。
（１ａ）Ｆｎｏ≦２．３
（２ａ）ＴＴＬ／２ｉｈ＜０．８５
（３ａ）ｆ４５＜０
（４ａ）０＜ｒ５／ｒ６＜３．０
（５ａ）０．５＜（ｒ７＋ｒ８）／（ｒ７−ｒ８）＜２．０
（６ａ）０．４＜（ｒ９＋ｒ１０）／（ｒ９−ｒ１０）＜３．０
（７ａ）３．５＜｜ｆ３／ｆ｜
（８ａ）０．４＜ｆ４／ｆ＜１．２
（９ａ）−１．０＜ｆ５／ｆ＜−０．３
（１０ａ）０．０８＜Ｔ３／ＴＴＬ＜０．１４
（１１ａ）０．５＜ｆ１／ｆ＜１．３
（１２ａ）１．５＜ｒ３／ｒ４＜３６
（１３ａ）２２＜νｄ１−νｄ２＜３７
（１４ａ）５２＜νｄ３＜６８
（１５ａ）０．７０＜ｉｈ／ｆ＜０．９
ただし、各条件式の符号は前の段落での説明と同様である。
さらに、本実施形態における撮像レンズは、以下の条件式（１ｂ）から（１５ｂ）を満足することにより、特に好ましい効果を奏するものである。
（１ｂ）Ｆｎｏ≦２．２４
（２ｂ）ＴＴＬ／２ｉｈ≦０．８３
（３ｂ）ｆ４５＜０
（４ｂ）０．１０≦ｒ５／ｒ６≦２．５６
（５ｂ）０．７２≦（ｒ７＋ｒ８）／（ｒ７−ｒ８）≦１．４２
（６ｂ）０．５８≦（ｒ９＋ｒ１０）／（ｒ９−ｒ１０）≦１．５０
（７ｂ）３．９７≦｜ｆ３／ｆ｜
（８ｂ）０．６３≦ｆ４／ｆ≦１．０１
（９ｂ）−０．７１≦ｆ５／ｆ≦−０．４７
（１０ｂ）０．１０≦Ｔ３／ＴＴＬ≦０．１３
（１１ｂ）０．６２≦ｆ１／ｆ≦０．８８
（１２ｂ）２．７９≦ｒ３／ｒ４≦２５
（１３ｂ）２５≦νｄ１−νｄ２≦３５
（１４ｂ）５４≦νｄ３≦６５
（１５ｂ）０．７１≦ｉｈ／ｆ≦０．８２
ただし、各条件式の符号は前々段落での説明と同様である。
本実施形態において、レンズ面の非球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としたとき数式１により表わされる。
次に、本実施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）の屈折率、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す。
基本的な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１０に示すように条件式（１）から（１５）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ｄ線の収差量をそれぞれ示している（図４、図６、図８、図１０、図１２、図１４、図１６および図１８においても同じ）。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。
基本的な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１０に示すように条件式（１）から（１５）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。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。
基本的な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１０に示すように条件式（１）から（１５）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。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。
基本的な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１０に示すように条件式（１）から（１５）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。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。
基本的な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１０に示すように条件式（１）から（１５）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。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。
基本的な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１０に示すように条件式（１）から（１５）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。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。
基本的なレンズデータを以下の表７に示す。
実施例７の撮像レンズは、表１０に示すように条件式（１）から（１５）を満たしている。
図１４は実施例７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。図１４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。
基本的なレンズデータを以下の表８に示す。
実施例８の撮像レンズは、表１０に示すように条件式（１）から（１５）を満たしている。
図１６は実施例８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。図１６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。
基本的なレンズデータを以下の表９に示す。
実施例９の撮像レンズは、表１０に示すように条件式（１）から（１５）を満たしている。
図１８は実施例９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。図１８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。
以上、説明したように、本発明の実施形態に係る撮像レンズは、光学全長が５ｍｍ未満、テレフォト比（ＴＴＬ／ｆ）が１．２未満で、全長対角比が０．９未満の低背化と、Ｆ２．４以下の明るさを達成し、さらに７０°から７８°の広い範囲の撮影を可能としながらも、諸収差が良好に補正された高解像力を備える小型の光学系を実現する。
表１０に実施例１から９に係る条件式（１）から（１５）の値を示す。

本発明に係る５枚構成の撮像レンズによれば、小型化、低背化が進むスマートフォンや携帯端末機器等、ゲーム機やＰＣなどの情報端末機器等、さらにはカメラ機能が付加された家電製品等に搭載される撮像装置へ適用した場合、当該カメラの低背化、低Ｆ値化、広角化と高性能化を図ることができる。
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
Ｌ５ 第５レンズ
ｉｈ 最大像高

Claims (8)

  1. 固体撮像素子上に被写体の像を結像させる撮像レンズであって、物体側から像側に向かって順に、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、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、正又は負の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズと、像側に凹面を向けた負の屈折力を有する両面が非球面の第５レンズとから構成され、以下の条件式（１ｂ）、（２）から（４ｂ）、（５ａ）、（６ｂ）、（１０）、（１２ａ）、（１３）および（１５）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
    （１ｂ）Ｆｎｏ≦２．２４
    （２）ＴＴＬ／２ｉｈ＜０．９
    （３）ｆ４５＜０
    （４ｂ）０．１０≦ｒ５／ｒ６≦２．５８
    （５ａ）０．５＜（ｒ７＋ｒ８）／（ｒ７−ｒ８）＜２．０
    （６ｂ）０．５８≦（ｒ９＋ｒ１０）／（ｒ９−ｒ１０）≦１．５０
    （１０）０．０８＜Ｔ３／ＴＴＬ＜０．１６
    （１２ａ）１．５＜ｒ３／ｒ４＜３６
    （１３）２０＜νｄ１−νｄ２＜４０
    （１５）０．７０＜ｉｈ／ｆ＜１．０
    ただし、
    Ｆｎｏ：Ｆナンバー
    ｉｈ：最大像高
    ＴＴＬ：光学全長
    ｆ４５：第４レンズと第５レンズの合成焦点距離
    ｒ５ ：第３レンズの物体側の面の曲率半径
    ｒ６ ：第３レンズの像側の面の曲率半径
    ｒ７ ：第４レンズの物体側の面の曲率半径
    ｒ８ ：第４レンズの像側の面の曲率半径
    ｒ９ ：第５レンズの物体側の面の曲率半径
    ｒ１０：第５レンズの像側の面の曲率半径
    ｒ３：第２レンズの物体側の面の曲率半径
    ｒ４：第２レンズの像側の面の曲率半径
    ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
    Ｔ３：第３レンズの像側の面と第４レンズの物体側の面との光軸上の距離
    ＴＴＬ：光学全長
    νｄ１：第１レンズのｄ線に対するアッベ数
    νｄ２：第２レンズのｄ線に対するアッベ数
  2. 以下の条件式（７）を満足することを請求項１に記載の撮像レンズ。
    （７）３．０＜｜ｆ３／ｆ｜
    ただし、
    ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
    ｆ３：第３レンズの焦点距離
  3. 以下の条件式（８）を満足することを請求項１に記載の撮像レンズ。
    （８）０．４＜ｆ４／ｆ＜１．５
    ただし、
    ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
    ｆ４：第４レンズの焦点距離
  4. 以下の条件式（９）を満足することを請求項１に記載の撮像レンズ。
    （９）−１．２＜ｆ５／ｆ＜−０．２
    ただし、
    ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
    ｆ５：第５レンズの焦点距離
  5. 以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
    （１１）０．５＜ｆ１／ｆ＜２．０
    ただし、
    ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
    ｆ１：第１レンズの焦点距離
  6. 前記第４レンズは像側に凸面を向けた形状であることを特徴とする請求項１または３に記載の撮像レンズ。
  7. 前記第５レンズの像側の面の光軸上以外の位置に変極点が形成されていることを特徴とする請求項１または４に記載の撮像レンズ。
  8. 以下の条件式（１４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
    （１４）５０＜νｄ３＜７０
    ただし、
    νｄ３：第３レンズのｄ線に対するアッベ数
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