WO2013187405A1 - 撮像レンズ、撮像装置及び携帯端末 - Google Patents

撮像レンズ、撮像装置及び携帯端末 Download PDF

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WO2013187405A1
WO2013187405A1 PCT/JP2013/066072 JP2013066072W WO2013187405A1 WO 2013187405 A1 WO2013187405 A1 WO 2013187405A1 JP 2013066072 W JP2013066072 W JP 2013066072W WO 2013187405 A1 WO2013187405 A1 WO 2013187405A1
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imaging
imaging lens
lens
image
solid
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PCT/JP2013/066072
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Inventor
佐野永悟
高山　淳
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration

Definitions

  • the present invention relates to a low-profile imaging lens and imaging device using a solid-state imaging device such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor, and a portable terminal equipped with the imaging lens.
  • a solid-state imaging device such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor
  • the photographer holds the mobile phone and takes a picture of himself as a subject.
  • specifications are sometimes required, specifications that are too wide are not desired during normal subject photography. Therefore, in the case of an imaging device having a single-focus lens for a mobile phone, the angle of view is generally limited to 28 mm in terms of 35 mm format. Low profile is considered physically difficult.
  • Patent Document 1 discloses an imaging apparatus that corrects barrel distortion generated in an ultra-wide-angle lens system by image processing.
  • the distortion correction performed by the technique disclosed in Patent Document 1 is simply intended to correct barrel distortion, and is not intended to reduce the size of the imaging apparatus. Actually, the imaging lens disclosed in Patent Document 1 cannot achieve a sufficient size reduction.
  • the present invention has been made in view of such problems, and it is desirable to provide an imaging lens whose overall length is shortened from a completely different viewpoint, and an imaging apparatus and a portable terminal that can be made compact. Objective.
  • the imaging lens according to claim 1 is characterized in that the imaging lens for forming a subject image on the photoelectric conversion unit of the solid-state imaging device having a diagonal length of 2Y on the imaging surface satisfies the following conditional expression. 1.05 ⁇ 2Y / (2 ⁇ f ⁇ tan ⁇ ) ⁇ 1.30 (1) 0.60 ⁇ L / 2Y ⁇ 0.95 (2) However, L: Total length of the imaging lens 2Y: diagonal length of imaging surface (diagonal length of rectangular effective pixel area on imaging surface) f: Focal length of the entire imaging lens ⁇ : Maximum half angle of view of the imaging lens
  • the total length L of the imaging lens is “a distance between the lens surface closest to the object side of the imaging lens (the object side surface of the lens having the power closest to the object side) and the image side focal position on the optical axis.
  • a parallel plate such as an optical low-pass filter, an infrared cut filter, or a seal glass of a solid-state image sensor is disposed between the lens surface on the object side and the focal point on the image side, the parallel plate is calculated as an air conversion distance. Is defined.
  • the incident angle of view is uniquely determined by determining the focal length.
  • the entire length of the imaging lens is shortened, and the incident angle of view becomes wider as the focal length becomes shorter.
  • the angle of view is too wide, even a subject at a short distance cannot be taken large, or the perspective that occurs in the background results in an uncomfortable image. There is a fear.
  • the present inventors generate positive distortion aberration in the imaging lens, so that the actual imaging lens is more than the incident angle of view calculated by the above equation (6) even at the same focal length.
  • the imaging lens of the present invention can provide an imaging lens in which the shooting angle of view is not too wide and the shooting lens total length L is short as compared with the conventional shooting lens.
  • the inventors set the focal length and the incident angle of view within this range so that the conditional expression (1) is satisfied with respect to the relationship between the maximum incident angle of view and the maximum image height.
  • the conditional expression (1) is satisfied with respect to the relationship between the maximum incident angle of view and the maximum image height.
  • barrel distortion correction which is generally performed in conventional digital still cameras, is a correction that stretches the image at the diagonal end, so that the image in the peripheral area that originally has poor lens performance is further stretched. As a result, the resolution at the periphery of the screen may decrease significantly.
  • the pincushion distortion occurring in the present invention is corrected by stretching the image in the long side direction and the short side direction while leaving the image at the diagonal end of the screen as it is. Therefore, the peripheral image with poor lens performance is maintained as it is without being processed, so that it is possible to reduce a decrease in resolution after final image processing.
  • the present invention aims at miniaturization at a level satisfying conditional expression (2).
  • the image-side focal point refers to an image point when a parallel light beam parallel to the optical axis is incident on the imaging lens.
  • a parallel plate such as an optical low-pass filter, an infrared cut filter, or a seal glass of a solid-state image sensor package is disposed between the image-side surface of the imaging lens and the image-side focal position, the parallel lens
  • the flat plate portion is calculated as the above L value after the air conversion distance. More preferably, the range of the following formula should be satisfied. L / 2Y ⁇ 0.90 (2) '
  • the imaging lens according to the first aspect wherein a solid-state imaging device that forms a subject image on the photoelectric conversion unit via the imaging lens and an image output from the solid-state imaging device. It is used for an imaging apparatus having an image processing unit that inputs a signal and processes the image signal so as to correct distortion of a subject image obtained by the imaging lens.
  • the photographing lens of the present invention is particularly effective when used in the imaging apparatus.
  • the imaging lens according to claim 3 is a solid-state imaging device including a photoelectric conversion unit of a solid-state imaging device having an imaging surface diagonal length of 2Y, and imaging for forming a subject image on the photoelectric conversion unit of the solid-state imaging device.
  • a photoelectric conversion unit of a solid-state imaging device having an imaging surface diagonal length of 2Y
  • imaging for forming a subject image on the photoelectric conversion unit of the solid-state imaging device used in an imaging apparatus having a lens and an image processing unit that inputs an image signal output from the solid-state imaging device and processes the image signal so as to correct distortion of a subject image obtained by the imaging lens
  • An imaging lens is characterized in that the following conditional expression is satisfied.
  • the effect of the present invention is the same as that of the first aspect of the invention.
  • the imaging lens according to claim 4 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 1 to 3, the distortion aberration curve does not have a maximum value.
  • the imaging lens described in claim 5 is characterized in that, in the invention described in any one of claims 1 to 4, the following conditional expression is satisfied.
  • DIYmax5Y Maximum value of distortion amount at an arbitrary image height less than 50% image height of the imaging lens
  • the imaging lens described in claim 6 is characterized in that, in the invention described in any one of claims 1 to 5, the following conditional expression is satisfied.
  • EXPD exit pupil position at the maximum field angle luminous flux (distance on the optical axis between the exit pupil position and the imaging surface)
  • EXPC Paraxial exit pupil position (distance on the optical axis between the exit pupil position and the imaging surface)
  • Conditional expression (4) is for appropriately setting the ratio of the distance between the imaging surface and the exit pupil on the optical axis at the maximum field angle light flux and the distance between the imaging surface and the exit pupil on the optical axis in the axial light flux. It is a conditional expression.
  • the exit pupil position in the light beam is kept away from the imaging surface.
  • the fact that the exit pupil position in the axial light beam and the exit pupil position in the peripheral light beam are greatly different means that the refractive action inside the imaging lens system is greatly different between the axial light beam and the peripheral light beam. This results in an increase in sensitivity and an increase in performance degradation when focusing on a short-distance subject. Therefore, by generating a large amount of positive distortion, the positive power at the periphery of the most image side lens is not increased more than necessary, and the exit pupil position in the peripheral light beam does not need to be forced away from the imaging surface. .
  • the exit pupil position of the peripheral light beam can be appropriately moved away from the imaging surface, which is advantageous for telecentric characteristics.
  • the value is lower than the upper limit, it is not necessary to force the exit pupil position of the peripheral light beam away from the imaging surface, and it is possible to reduce error sensitivity and to reduce performance degradation when focusing on a short-distance subject.
  • the positive power at the periphery of the most image side lens can be kept small, the deviation ratio of the most image side lens can be reduced, and good moldability can be ensured. More preferably, the range of the following formula is good. 0.9 ⁇
  • FIG. 1 when a principal ray (maximum angle-of-view beam) that has passed through the imaging lens forms an image on the paraxial image plane, the position where the line extending the principal ray intersects the optical axis is indicated by the exit pupil of the peripheral beam.
  • the position P is set, and the distance on the optical axis between the position P and the paraxial image plane is set to EXPD.
  • An imaging lens according to a seventh aspect is characterized in that, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the following conditional expression is satisfied. 5% ⁇ DIY06D ⁇ 15% (5) However, DIY06D: Distortion amount at 60% image height
  • the imaging lens is compared with the conventional imaging lens using the same size imaging device regardless of the size of the imaging device. As well as an optimal angle of view.
  • the imaging apparatus wherein the solid-state imaging device, an imaging lens for forming a subject image on a photoelectric conversion unit of the solid-state imaging device, and an image signal output from the solid-state imaging device are input.
  • An image processing unit that processes the image signal so as to correct distortion of a subject image obtained by the imaging lens, and the imaging lens satisfies the following conditional expression.
  • the imaging apparatus according to claim 9 is the imaging apparatus according to claim 8, wherein a distortion aberration curve of the imaging lens does not have a maximum value.
  • the effect of the present invention is the same as that of the fifth aspect of the present invention.
  • the imaging lens satisfies the following conditional expression.
  • the effect of the present invention is the same as that of the fifth aspect of the present invention.
  • DIYmax5Y Maximum value of distortion amount at an arbitrary image height less than 50% image height of the imaging lens
  • An imaging device is characterized in that, in the invention according to any one of the eighth to tenth aspects, the following conditional expression is satisfied.
  • the effect of the present invention is the same as that of the invention described in claim 6. 0.8 ⁇ EXPD / EXPC ⁇ 1.9 (4)
  • EXPD exit pupil position at the maximum field angle luminous flux (distance on the optical axis between the exit pupil position and the imaging surface)
  • EXPC Paraxial exit pupil position (distance on the optical axis between the exit pupil position and the imaging surface)
  • a mobile terminal according to a twelfth aspect includes the imaging device according to any one of the eighth to eleventh aspects.
  • the imaging lens provided with positive distortion can shorten the overall length of the imaging lens while maintaining an appropriate angle of view without making the shooting angle of view too wide.
  • a high-quality image can be formed by using a combination of an imaging lens that gives positive distortion and an image processing unit that processes an image signal so as to correct distortion of the subject image caused by the imaging lens. Nevertheless, it is possible to achieve downsizing of the image pickup apparatus while maintaining an appropriate angle of view without causing the shooting angle of view to be too wide.
  • Such an imaging apparatus is suitable for use in a portable terminal that is particularly required to be thin.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section along the optical axis of an imaging optical system of the imaging unit 50.
  • FIG. It is the front view (a) and back view (b) of a portable terminal (smart phone) to which an imaging unit is applied.
  • It is a control block diagram of the smart phone of FIG.
  • It is a block diagram of the image processing part concerning this Embodiment. It is a figure which shows an example of the image before and behind image processing, (a) shows the example before image processing, (b) shows the example after image processing. It is a block diagram of the image processing part concerning a modification.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view in the optical axis direction of the imaging lens of Example 1.
  • FIG. 4 is an aberration diagram of Example 1 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)).
  • 2 is a meridional coma aberration diagram of Example 1.
  • FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view in the optical axis direction of the imaging lens of Example 2.
  • FIG. 6 is an aberration diagram of Example 2 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)).
  • 6 is a meridional coma aberration diagram of Example 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view in the optical axis direction of the imaging lens of Embodiment 3.
  • FIG. 6 is an aberration diagram of Example 3 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)).
  • FIG. 6 is a meridional coma aberration diagram of Example 3.
  • 6 is a cross-sectional view in the optical axis direction of an imaging lens of Example 4.
  • FIG. 6 is an aberration diagram of Example 4 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)).
  • 6 is a meridional coma aberration diagram of Example 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view in the optical axis direction of an imaging lens of Example 5.
  • FIG. 6 is an aberration diagram of Example 5 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)).
  • FIG. 5 is an aberration diagram of Example 5 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)).
  • FIG. 6 is a meridional coma aberration diagram of Example 5.
  • 7 is a cross-sectional view in the optical axis direction of an imaging lens of Example 6.
  • FIG. 10 is an aberration diagram of Example 6 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)).
  • 6 is a meridional coma aberration diagram of Example 6.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view in the optical axis direction of an imaging lens of Example 7.
  • FIG. 10 is an aberration diagram of Example 7 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)).
  • FIG. 6 is a meridional coma aberration diagram of Example 7.
  • FIG. 2 is a perspective view of the imaging unit 50 according to the present embodiment
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section along the optical axis of the imaging lens of the imaging unit 50.
  • the imaging unit 50 includes a CMOS type imaging device 51 as a solid-state imaging device having a photoelectric conversion unit 51 a and an imaging lens 10 that causes the photoelectric conversion unit 51 a of the imaging device 51 to capture a subject image.
  • a substrate 52 that holds the image sensor 51 and transmits / receives an electric signal thereof, and a housing 53 as a lens barrel that has an opening for light incidence from the object side and is made of a light shielding member. It is integrally formed.
  • the imaging element 51 has a photoelectric conversion part 51a as a light receiving part in which pixels (photoelectric conversion elements) are two-dimensionally arranged at the center of the plane on the light receiving side.
  • a signal processing circuit (not shown) is formed around the periphery.
  • Such a signal processing circuit includes a drive circuit unit that sequentially drives each pixel to obtain a signal charge, an A / D conversion unit that converts each signal charge into a digital signal, and a signal that forms an image signal output using the digital signal. It consists of a processing unit and the like.
  • a number of pads (not shown) are arranged in the vicinity of the outer edge of the plane on the light receiving side of the image sensor 51, and are connected to the substrate 52 via wires (not shown).
  • the image sensor 51 converts the signal charge from the photoelectric conversion unit 51a into an image signal such as a digital YUV signal, and outputs it to a predetermined circuit on the substrate 52 via a wire (not shown).
  • Y is a luminance signal
  • the image sensor is not limited to the above CMOS image sensor, and other devices such as a CCD may be used.
  • the substrate 52 supports the image sensor 51 and the casing 53 on the upper surface thereof. Although not shown, the substrate 52 has a large number of signal transmission pads, and is connected to the image sensor 51 via wiring (not shown).
  • a substrate 52 is connected to an external circuit (for example, a control circuit included in a host device on which an imaging unit is mounted), and receives a voltage and a clock signal for driving the imaging element 51 from the external circuit.
  • an external circuit for example, a control circuit included in a host device on which an imaging unit is mounted
  • the digital YUV signal can be output to an external circuit.
  • the casing 53 is fixedly disposed so as to cover the image sensor 51 on the surface of the substrate 52 on which the image sensor 51 is provided. That is, the casing 53 is wide open so that the part on the image sensor 51 side surrounds the image sensor 51, and the other end (object side end) forms a flange 53a having a small opening. An end on the image sensor 51 side (image side end) is abutted and fixed on the substrate 52.
  • a cover glass CG is fixed between the imaging lens 10 and the imaging element 51 inside the housing 53 in which the flange portion 53a provided with a small opening (an opening for light incidence) is directed toward the object side. Has been placed. Besides this, an IR (infrared) cut filter may be provided.
  • the imaging lens 10 disposed in the housing 53 includes, in order from the object side, a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, and a fifth lens L5.
  • the lenses L1 to L5 and the cover glass CG are held at predetermined intervals by spacers SP arranged between adjacent members.
  • the imaging lens 10 satisfies the following conditional expression.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the imaging unit 50 is mounted on the smartphone 100 as a mobile terminal.
  • FIG. 5 is a control block diagram of the smartphone 100.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the image processing unit.
  • the object-side end surface of the housing 53 is provided on the back surface of the smartphone 100 (see FIG. 4B), and is disposed at a position corresponding to the back side of the touch panel 70.
  • the imaging unit 50 is connected to the control unit 101 of the smartphone 100 and outputs an image signal such as a luminance signal or a color difference signal to the control unit 101 side.
  • the smartphone 100 performs overall control of each unit, and a control unit (CPU) 101 that executes a program corresponding to each process, and an input for inputting a number and the like with keys.
  • Unit 60 liquid crystal display unit 70 for displaying captured images and the like in addition to predetermined data, wireless communication unit 80 for realizing various information communications with an external server, and system programs and various types of smartphone 100
  • a storage unit (ROM) 91 that stores necessary data such as a processing program and a terminal ID, and various processing programs and data executed by the control unit 101, or processing data, or imaging obtained by the imaging unit 50
  • a temporary storage unit (RAM) 92 that is used as a work area for temporarily storing data and the like.
  • the control unit 101 stores lens correction data in the EEPROM.
  • the lens correction data is data necessary for correcting a subject image having a positive distortion by the imaging lens 10 and distorting the pincushion shape into a rectangular shape by image processing (referred to as distortion correction processing).
  • it includes table data for converting the signal value of a pixel (x, y) at a certain coordinate into a pixel (x ⁇ ⁇ x, y ⁇ ⁇ y) at a different coordinate according to a design value.
  • the values of ⁇ x and ⁇ y change according to xy coordinates with the origin (0, 0) being the center of the photoelectric conversion unit 51a of the solid-state imaging device 51.
  • the optical design is devised so that the vertical / horizontal size range of 1/2 of the vertical / horizontal size of the photoelectric conversion unit 51a with the origin as the center (in FIG. 7B). (Corresponding to the range indicated by the alternate long and short dash line) can be left as is without being processed. It should be noted that the pixel value may be converted using a function f (x, y) obtained by simulation or the like without using table data.
  • the CPU of the control unit 101 when the imaging lens 10 has a focusing function, the CPU of the control unit 101 outputs a control signal to cause the imaging lens 10 to perform a focusing operation via the lens driving unit DR. In addition, control such as aperture, pixel shift, and camera shake may be performed. However, a fixed focus lens may be used. Further, the CPU of the control unit 101 outputs a control signal to the solid-state image sensor 51 on which the subject image is formed by the imaging lens 10 and outputs an image signal corresponding to the subject image.
  • the smartphone 100 operates by operating the input unit 60, and touches an icon 71 or the like displayed on the touch panel (display unit) 70 to operate the imaging unit 50 to perform imaging.
  • the image signal input from the imaging unit 50 is subjected to image processing to be described later in the control unit 101, stored in the storage unit 92 or displayed on the touch panel 70 by the control system of the smartphone 100, and wirelessly It is transmitted to the outside as video information via the communication unit 80.
  • the image signal output from the imaging lens 10 is input to the control unit 101 via the interface I / F.
  • the input image signal corresponds to a still image that requires a large-scale memory with a large number of pixels but does not require real-time property
  • the input image signal is stored in the temporary memory MY.
  • the CPU image processing unit
  • the image processor ISP image processing unit
  • the real-time distortion correction processing by hardware is added to the image signal based on the lens correction data read out from the EEPROM, and normal image processing is performed.
  • the image signal subjected to the image processing is displayed on the touch panel 70 via the LCD interface LCD I / F, or is recorded on the memory card MC via the memory interface Mm I / F.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating an example of a subject image based on an image signal before distortion correction processing
  • FIG. 7B is a diagram illustrating an example of a subject image based on an image signal after distortion correction processing. is there.
  • a subject image given positive distortion by the imaging lens 10 is displayed as it is without distortion correction processing, the pincushion type is distorted as shown in FIG. Therefore, in the present embodiment, by performing distortion correction processing in the control unit 101, a rectangular image having no sense of incongruity as shown in FIG. 7B can be obtained.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating an image processing unit according to a modification.
  • a correction chip 102 is provided between the solid-state imaging device 51 and the control unit 101.
  • the correction chip 102 includes a correction unit SP 'and an EEPROM that stores lens correction data, and the CPU of the control unit 101 can read lens correction data in the same manner as described above.
  • the image signal output from the imaging lens 10 is input to the correction chip 102 via the interface I / F.
  • the correction unit SP ′ image processing unit
  • the correction unit SP ′ uses an EEPROM.
  • a real-time distortion correction process is added to the image signal based on the lens correction data read out from. In some cases, chromatic aberration may be corrected.
  • the processed image signal is output via the interface I / F and input to the control unit 101.
  • the input image signal is a still image having a large number of pixels and requiring a large-scale memory but not requiring real-time performance, the image signal is output as it is without being processed by the correction unit SP ′. 101.
  • the image signal input to the control unit 101 corresponds to a still image
  • the image signal is stored in the temporary memory MY, where the CPU (image processing unit) of the control unit 101 stores lens correction data from the EEPROM of the correction chip 102.
  • the image signal is subjected to distortion correction processing and normal image processing is performed.
  • the input image signal corresponds to a moving image
  • it is input to the image processor ISP, where normal image processing is added.
  • the image signal subjected to the image processing is displayed on the touch panel 70 via the LCD interface LCD I / F or is recorded on the memory card MC via the memory interface Mm I / F.
  • Imaging lens of the present invention will be shown below. Symbols used in each example are as follows. f: Focal length of the entire imaging lens fB: Back focus F: F number 2Y: Diagonal length of imaging surface of solid-state imaging device ENTP: Entrance pupil position (distance from first surface to entrance pupil position) EXTP: Exit pupil position (distance from imaging surface to exit pupil position) H1: Front principal point position (distance from the first surface to the front principal point position) H2: Rear principal point position (distance from the final surface to the rear principal point position) R: radius of curvature D: axial distance Nd: refractive index ⁇ d of lens material with respect to d-line: Abbe number of lens material
  • the surface described with “*” after each surface number is a surface having an aspheric shape, and the shape of the aspheric surface has the vertex of the surface as the origin and the X axis in the optical axis direction.
  • the height in the direction perpendicular to the optical axis is represented by the following “Equation 1”.
  • Example 1 shows lens data of Example 1.
  • a power of 10 for example, 2.5 ⁇ 10 ⁇ 02
  • E for example, 2.5E-02
  • FIG. 9 is a sectional view of the lens of Example 1.
  • L1 is the first lens
  • L2 is the second lens
  • L3 is the third lens
  • L4 is the fourth lens
  • L5 is the fifth lens
  • S is the aperture stop
  • I is the imaging surface.
  • F is a parallel plate assuming an optical low-pass filter, an IR cut filter, a seal glass of a solid-state image sensor, or the like.
  • 10 is an aberration diagram of Example 1 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion aberration (c)), and
  • FIG. 11 is a meridional coma aberration diagram.
  • the solid line represents the amount of spherical aberration and the coma aberration with respect to the d line and the dotted line, respectively.
  • the solid line represents the sagittal surface and the dotted line represents the meridional Represents a surface (hereinafter the same).
  • the distortion curve of Example 1 does not have an inflection point.
  • Example 2 Table 2 shows lens data of the imaging lens of Example 2.
  • FIG. 12 is a sectional view of the lens of Example 2.
  • L1 is the first lens
  • L2 is the second lens
  • L3 is the third lens
  • L4 is the fourth lens
  • S is the aperture stop
  • I is the imaging surface.
  • F is a parallel plate assuming an optical low-pass filter, an IR cut filter, a seal glass of a solid-state image sensor, or the like.
  • FIG. 13 is an aberration diagram of Example 2 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion aberration (c)), and
  • FIG. 14 is a meridional coma aberration diagram. As shown in the figure, the distortion curve of Example 2 has no inflection point.
  • Table 3 shows lens data of the imaging lens of Example 3.
  • FIG. 15 is a sectional view of the lens of Example 3.
  • L1 is the first lens
  • L2 is the second lens
  • L3 is the third lens
  • L4 is the fourth lens
  • S is the aperture stop
  • I is the imaging surface.
  • F is a parallel plate assuming an optical low-pass filter, an IR cut filter, a seal glass of a solid-state image sensor, or the like.
  • FIG. 16 is an aberration diagram of Example 3 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion aberration (c)), and
  • FIG. 17 is a meridional coma aberration diagram. As shown in the figure, the distortion curve of Example 3 does not have an inflection point.
  • Table 4 shows lens data of the imaging lens of Example 4.
  • FIG. 18 is a sectional view of the lens of Example 4.
  • L1 is the first lens
  • L2 is the second lens
  • S is the aperture stop
  • I is the imaging surface.
  • F is a parallel plate assuming an optical low-pass filter, an IR cut filter, a seal glass of a solid-state image sensor, or the like.
  • FIG. 19 is an aberration diagram of Example 4 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion aberration (c)), and
  • FIG. 20 is a meridional coma aberration diagram. As shown in the figure, the distortion curve of Example 4 has no inflection point.
  • Table 5 shows lens data of the imaging lens of Example 5.
  • FIG. 21 is a sectional view of the lens of Example 5.
  • L1 is the first lens
  • L2 is the second lens
  • L3 is the third lens
  • S is the aperture stop
  • I is the imaging surface.
  • F is a parallel plate assuming an optical low-pass filter, an IR cut filter, a seal glass of a solid-state image sensor, or the like.
  • FIG. 22 is an aberration diagram of Example 5 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion aberration (c)), and
  • FIG. 23 is a meridional coma aberration diagram. As shown in the figure, the distortion curve of Example 5 has no inflection point.
  • Table 6 shows lens data of the imaging lens of Example 6.
  • FIG. 24 is a sectional view of the lens of Example 6.
  • L1 is the first lens
  • L2 is the second lens
  • L3 is the third lens
  • L4 is the fourth lens
  • L5 is the fifth lens
  • S is the aperture stop
  • I is the imaging surface.
  • F is a parallel plate assuming an optical low-pass filter, an IR cut filter, a seal glass of a solid-state image sensor, or the like.
  • FIG. 25 is an aberration diagram of Example 6 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion aberration (c)), and
  • FIG. 26 is a meridional coma aberration diagram. As shown in the figure, the distortion curve of Example 6 has no inflection point.
  • Table 7 shows lens data of the imaging lens of Example 7.
  • FIG. 27 is a sectional view of the lens of Example 7.
  • L1 is a first lens
  • L2 is a second lens
  • L3 is a third lens
  • L4 is a fourth lens
  • L5 is a fifth lens
  • L6 is a sixth lens
  • S is an aperture stop
  • I is an imaging surface.
  • F is a parallel plate assuming an optical low-pass filter, an IR cut filter, a seal glass of a solid-state image sensor, or the like.
  • 28 is an aberration diagram of Example 7 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion aberration (c)), and
  • FIG. 29 is a meridional coma aberration diagram. As shown in the figure, the distortion curve of Example 7 has no inflection point.
  • conditional expression (5) in claim 7 in each embodiment is as follows. [DIY06D] Example 1: + 5.8% Example 2: + 7.0% Example 3: -0.1% Example 4: + 6.8% Example 5: + 6.2% Example 6: + 5.1% Example 7: + 5.6%
  • Table 6 shows the values of each example corresponding to each conditional expression.
  • an energy curable resin as the material of the imaging lens, since the optical performance degradation when exposed to high temperatures is small compared to a lens using a thermoplastic resin such as polycarbonate or polyolefin, It is effective for the reflow process, is easier to manufacture than a glass mold lens, is inexpensive, and can achieve both low cost and mass productivity of an imaging apparatus incorporating an imaging lens.
  • the energy curable resin refers to both a thermosetting resin and an ultraviolet curable resin.
  • the imaging lens of the present invention may be formed using the above-described energy curable resin.
  • the principal ray incident angle of the light beam incident on the imaging surface of the solid-state imaging device is not necessarily designed to be sufficiently small in the periphery of the imaging surface.
  • recent techniques have made it possible to reduce shading by reviewing the arrangement of the color filters of the solid-state imaging device and the on-chip microlens array. Specifically, if the pitch of the arrangement of the color filters and the on-chip microlens array is set slightly smaller than the pixel pitch of the image pickup surface of the image pickup device, the color filter or Since the on-chip microlens array is shifted to the optical axis side of the imaging lens, the obliquely incident light beam can be efficiently guided to the light receiving portion of each pixel. Thereby, the shading which generate
  • the present embodiment is a design example aiming at further miniaturization with respect to the portion where the requirement is relaxed.
  • an imaging lens suitable for a small portable terminal can be provided.
  • Imaging lens 50 Imaging unit 51 Solid-state image sensor 51a Photoelectric conversion part 52 Board

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Abstract

　全長を短縮化した撮像レンズ、それによりコンパクト化を実現できる撮像装置及び携帯端末を提供する。撮像レンズに正の歪曲収差を発生させることで、同じ焦点距離であっても、実際に撮像レンズに入射する画角を小さく抑えることが可能となる。正の歪曲収差を発生させることにより、固体撮像素子が受光する被写体像は、従来の樽型の歪みとは異なり、いわゆる糸巻き型の歪みが生じるから、固体撮像素子から出力される画像信号を画像処理部にて処理することで、撮像レンズで発生した正の歪曲収差に基づく歪んだ画像を補正して、補正後の画像を鑑賞する際に違和感のない画像を得る。

Description

撮像レンズ、撮像装置及び携帯端末
　本発明は、ＣＣＤ型イメージセンサあるいはＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた低背の撮像レンズ、撮像装置、およびこれを備える携帯端末に関する。
　近年、CCD（Charged Coupled Device）型イメージセンサあるいはCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像素子の高性能化、小型化に伴い、撮像装置を備えた携帯電話や携帯情報端末が普及しつつある。また、これらの撮像装置に搭載される撮像レンズには、さらなる小型化への要求が高まっている。このような小型化への要求に応えるために撮像レンズの全長を短縮してゆくと、必然的に撮像レンズの焦点距離も短くなっていくが、焦点距離が短くなると、それに伴って撮影画角も広角になるから、被写体を大きく写すためには被写体に接近しなければならなくなったり、背景にパースペクティブが発生し違和感のある画像が撮影されるおそれがあった。
　特に携帯電話用の単焦点レンズを持つ撮像装置では、ズーム機能を持たないために、携帯電話を撮影者が保持して自分を被写体として撮影する、いわゆる自分撮りなどの特殊用途の際には広角仕様が要望されることはあるが、通常の被写体撮影時には広角すぎる仕様は望まれない傾向にある。そのため、携帯電話用の単焦点レンズを持つ撮像装置の場合、一般的には35mm判換算で28mm相当の画角に抑えられており、このような画角を保ったままでは、ある一定以上の低背化は物理的に困難とされている。
　一方で、近年ではカメラ内部の画像処理によって、歪曲収差や倍率色収差などを補正することができるようになってきている。ここで、例えば特許文献１に、超広角レンズ系で発生する樽型の歪曲収差を、画像処理で補正している撮像装置が開示されている。
特開2010-78930号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された技術で行っている歪曲収差の補正は、単純に樽型の歪曲収差の補正が目的で、撮像装置の小型化を目指したものではない。実際に特許文献１に開示されている撮像レンズは十分な小型化が達成できていない。
　本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、従来とは全く異なる視点から全長を短縮化した撮像レンズ、それによりコンパクト化を実現できる撮像装置及び携帯端末を提供することを目的とする。
　請求項１に記載の撮像レンズは、撮像面対角線長が２Ｙの固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
 
　１．０５＜２Ｙ／（２×ｆ×ｔａｎω）＜１．３０　　　（１）
　０．６０＜Ｌ／２Ｙ＜０．９５　　　（２）
ただし、 
Ｌ：前記撮像レンズ全長 
２Ｙ：撮像面対角線長（撮像面の矩形実効画素領域の対角線長）
ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
ω：前記撮像レンズの最大半画角
　本発明者らは、撮像レンズにおいて、意図的に正の歪曲収差を大きく発生させることで、レンズの焦点距離が短くなっても、撮像レンズに入射する画角を小さく抑えることが可能となることに注目した。この点について、具体的に説明する。なお、撮像レンズ全長Ｌは、「光軸上において、撮像レンズの最も物体側のレンズ面（もっとも物体側に位置するパワーを有するレンズの物体側面）と像側焦点位置までの距離。なお、最も物体側のレンズ面から像側焦点までの間に、光学的ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等の平行平板が配置される場合は、平行平板は空気換算距離として計算する」と定義する。
　撮像レンズの歪曲収差がゼロである場合、焦点距離、画角、撮像面上の光線結像高さ（像高）には以下のような関係式が成り立つ。
　ｆ×ｔａｎθ＝ＩＨ　　　（６）
ここで、
ＩＨ：像高 
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
θ：撮像レンズの入射半画角
　つまり、像高が一定であるとすると、焦点距離が決まることにより入射画角は一意に決定してしまうこととなる。（６）式に従う限り、撮像レンズ全長を短縮化していき、焦点距離が短くなるに従って、入射画角も広角になっていくこととなる。しかし、ズーム機能を有さない携帯電話用撮像装置のレンズ等では、画角が広角すぎると近距離の被写体でも大きく写せなかったり、背景に発生するパースペクティブが原因で違和感のある画像となってしまうおそれがある。
　その対策として、入射画角をある程度に保ったまま撮像レンズ全長を無理矢理短縮するという設計も考えられるが、それでは焦点距離を短くできないため、撮像レンズ全系の合成主点位置をより物体側へ配置する必要があり、これにより光学性能の劣化や製造難易度の増加等を招くこととなってしまう。
　これに対し、本発明者らは、撮像レンズに正の歪曲収差を発生させることで、同じ焦点距離であっても、上記（６）式で計算される入射画角よりも実際に撮像レンズに入射する画角を小さく抑えることが可能となることに着目した。その結果、本発明の撮像レンズは、従来の撮影レンズと比較して撮影画角が広角になりすぎず、なおかつ撮影レンズ全長Ｌが短い撮像レンズを提供することが可能となる。
　更に、本発明者らは、鋭意研究の結果、最大入射画角と最大像高の関係については、条件式（１）を満足するように、焦点距離と入射画角をこの範囲に設定することで、程良く正の歪曲収差を発生させることにより、撮像レンズの低背化と最適な撮影画角の両立を行うことができることを見出した。より具体的には、式（１）の値が下限値を上回ることで、十分な撮影画角を確保でき、一方、式（１）の値が上限値を下回ることで、歪曲収差が大きくなりすぎず、画像処理部の負荷を軽くすると共に、違和感のない画像を得ることができる。
　なお、従来のデジタルスチルカメラ等において一般的に行われている樽型の歪曲収差補正では、対角端での画像を引き延ばす補正であるため、元々レンズ性能の乏しい周辺部の画像がさらに引き延ばされて、画面周辺部の解像力低下が大きくなってしまうおそれがあった。一方で、本発明で発生する糸巻き型の歪曲収差は、画面対角端の画像はそのままにして、長辺方向、短辺方向の画像を引き延ばすようにして補正するものである。そのため、レンズ性能の乏しい周辺部の画像は、処理せずそのまま維持するため、最終的な画像処理後の解像力の低下を小さくすることが可能となる。
　ここで、小型の撮像レンズの尺度であるが、本発明では条件式（２）を満たすレベルの小型化を目指している。この範囲を満たすことで、撮像装置全体の小型軽量化が可能となる。ここで、像側焦点とは撮像レンズに光軸と平行な平行光線が入射した場合の像点をいう。なお、撮像レンズの最も像側の面と像側焦点位置との間に、光学的ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、または固体撮像素子パッケージのシールガラス等の平行平板が配置される場合には、平行平板部分は空気換算距離としたうえで上記Ｌの値を計算するものとする。また、より望ましくは下式の範囲を満たすのが良い。
　Ｌ／２Ｙ＜０．９０　　　（２）’
　請求項２に記載の撮像レンズは、請求項１に記載の発明において、前記撮像レンズを介して被写体像を前記光電変換部に結像させる固体撮像素子と、前記固体撮像素子から出力された画像信号を入力し、前記撮像レンズによって得られた被写体像の歪みを補正するように前記画像信号を処理する画像処理部とを有する撮像装置に用いられることを特徴とする。本発明の撮影レンズは、前記撮像装置に用いられることで、特に効果がある。
　請求項３に記載の撮像レンズは、撮像面対角線長が２Ｙの固体撮像素子の光電変換部を備えた固体撮像素子と、該固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズと、前記固体撮像素子から出力された画像信号を入力し、前記撮像レンズによって得られた被写体像の歪みを補正するように前記画像信号を処理する画像処理部とを有する撮像装置に用いられる撮像レンズであって、以下の条件式を満足することを特徴とする。
本発明の効果は、請求項１の発明と同様である。
　１．０５＜２Ｙ／（２×ｆ×ｔａｎω）＜１．３０　　　（１）
　０．６０＜Ｌ／２Ｙ＜０．９５　　　（２）
ただし、 
Ｌ：前記撮像レンズ全長 
２Ｙ：前記固体撮像素子の撮像面対角線長（前記固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長）
ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
ω：前記撮像レンズの最大半画角
　請求項４に記載の撮像レンズは、請求項１～３のいずれかに記載の発明において、歪曲収差曲線が極大値を持たないことを特徴とする。
　前記歪曲収差曲線が極大値を持たないようにすることで、歪みの補正処理を行う際に、データテーブルを用いる場合には、その数を低減することができるようになる。補正のためのデータ数を低減できれば、補正処理を軽くすることができるため、リアルタイムで処理を行う必要があるような動画撮影時などに有利となる。尚、「歪曲収差曲線が極大値を持たない」とは、縦軸が光軸から高さ、横軸が歪曲収差量（％）の歪曲収差図において、歪曲収差曲線上の任意の点で接線を引いたとき、接線の縦軸に対する傾き角の符号（正負、但し縦軸と平行な場合をゼロとする）が変化する点が存在しないことをいう。
　請求項５に記載の撮像レンズは、請求項１～４のいずれかに記載の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
　｜ＤＩＹｍａｘ５Ｙ｜＜０．３％　　　（３）
ただし、
ＤＩＹｍａｘ５Ｙ：前記撮像レンズの５割像高未満の任意の像高における歪曲収差量の最大値
　前記撮像レンズが条件式（３）を満足することで、歪みの補正処理時に画面中心部（画面中心として画面縦横サイズの５０％内）には補正処理を行わず、周辺部にだけ補正を行うようにすることができ、画像処理部の負荷を軽くすることができるようになる。
　請求項６に記載の撮像レンズは、請求項１～５のいずれかに記載の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
　０．８＜ＥＸＰＤ／ＥＸＰＣ＜１．９　　　（４）
ただし、
ＥＸＰＤ：最大画角光束における射出瞳位置（射出瞳位置と撮像面との光軸上の距離）
ＥＸＰＣ：近軸射出瞳位置（射出瞳位置と撮像面との光軸上の距離）
　条件式（４）は、最大画角光束における撮像面と射出瞳の光軸上の距離と、軸上光束における撮像面と射出瞳の光軸上の距離との比を適切に設定するための条件式である。
　撮像レンズ全長を短縮化していくに従って、射出瞳位置は撮像面に近づいていくことになるが、非球面形状を利用して最像側レンズの周辺部に正のパワーを持たせることで、周辺光束における射出瞳位置を撮像面から遠ざけているのが一般的である。しかし、軸上光束における射出瞳位置と周辺光束における射出瞳位置が大きく異なっているということは、軸上光束と周辺光束で撮像レンズ系内部の屈折作用が大きく異なっていることになり、製造誤差感度の増大や近距離被写体への合焦時の性能劣化の増大を招くこととなる。そこで、正の歪曲収差を大きく発生させることによって、最像側レンズの周辺部の正のパワーを必要以上に強くすることがなくなり、周辺光束における射出瞳位置を無理に撮像面から遠ざける必要がなくなる。
　条件式（４）の値が下限を上回ることで、適度に周辺光束の射出瞳位置を撮像面から遠ざけることができるため、テレセントリック特性に有利となる。一方、上限を下回ることで、周辺光束における射出瞳位置を無理に撮像面から遠ざける必要がなくなり、誤差感度の低減や近距離被写体への合焦時の性能劣化を小さくすることが可能となる。また、最像側レンズの周辺部の正のパワーを小さく抑えることができるため、最像側レンズの偏肉比を小さくすることができ、良好な成形性を確保することができる。また、より望ましくは下式の範囲がよい。
０．９＜｜ＥＸＰＤ／ＥＸＰＣ｜＜１．８　　　（４）’
　なお、周辺光束の射出瞳位置は下記の図１のようにして算出することができる。
　図１において、撮像レンズを通過した主光線（最大画角光束）が近軸像面に結像したときに、その主光線を延長した線が光軸と交差する位置を、周辺光束の射出瞳位置Ｐとし、又、位置Ｐと近軸像面との光軸上の距離をＥＸＰＤとする。
　請求項７に記載の撮像レンズは、請求項１～６のいずれか１項に記載の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
　５％＜ＤＩＹ０６Ｄ＜１５％　　　（５）
ただし、
ＤＩＹ０６Ｄ：60%像高における歪曲収差量
　60%像高における歪曲収差量ＤＩＹ０６Ｄを、（５）式の範囲に設定することで、撮像素子の大きさに関わらず、同じサイズの撮像素子を使用した従来の撮像レンズと比較して撮像レンズを低背化できるとともに最適な撮影画角の両立を行うことができる。
　請求項８に記載の撮像装置は、固体撮像素子と、該固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズと、前記固体撮像素子から出力された画像信号を入力し、前記撮像レンズによって得られた被写体像の歪みを補正するように前記画像信号を処理する画像処理部とを有し、前記撮像レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。本発明の効果は、請求項１，３と同様である。 
　１．０５＜２Ｙ／（２×ｆ×ｔａｎω）＜１．３０　　　（１）
　０．６０＜Ｌ／２Ｙ＜０．９５　　　（２）
ただし、 
Ｌ：前記撮像レンズ全長 
２Ｙ：前記固体撮像素子の撮像面対角線長（前記固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長）
ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
ω：前記撮像レンズの最大半画角
　請求項９に記載の撮像装置は、請求項８に記載の発明において、前記撮像レンズの歪曲収差曲線が極大値を持たないことを特徴とする。本発明の効果は、請求項５に記載の発明と同様である。
　請求項１０に記載の撮像装置は、請求項８又は９に記載の発明において、前記撮像レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。本発明の効果は、請求項５に記載の発明と同様である。
　｜ＤＩＹｍａｘ５Ｙ｜＜０．３％　　　（３）
ただし、
ＤＩＹｍａｘ５Ｙ：前記撮像レンズの５割像高未満の任意の像高における歪曲収差量の最大値
　請求項１１に記載の撮像装置は、請求項８～１０のいずれかに記載の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。本発明の効果は、請求項６に記載の発明と同様である。
　０．８＜ＥＸＰＤ／ＥＸＰＣ＜１．９　　　（４）
ただし、
ＥＸＰＤ：最大画角光束における射出瞳位置（射出瞳位置と撮像面との光軸上の距離）
ＥＸＰＣ：近軸射出瞳位置（射出瞳位置と撮像面との光軸上の距離）
　請求項１２に記載の携帯端末は、請求項８～１１のいずれかに記載の撮像装置を備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、正の歪曲収差を与えられた撮像レンズにより、撮影画角が広角になりすぎず適度な画角を保ったまま撮像レンズの全長を短くすることができる。また、正の歪曲収差を与える撮像レンズと、該撮像レンズにより生じた被写体像の歪みを補正するように画像信号を処理する画像処理部とを組み合わせて用いることで、高画質な画像を形成できるにも関わらず、撮影画角が広角になりすぎず適度な画角を保ったまま、撮像装置の小型化を達成することができる。このような撮像装置は、特に薄形であることが要求される携帯端末に用いると好適である。
周辺光束の射出瞳位置を説明するための図である。 本実施の形態にかかる撮像ユニット５０の斜視図である。 撮像ユニット５０の撮像光学系の光軸に沿った断面を模式的に示した図である。 撮像ユニットを適用した携帯端末（スマートフォン）の正面図（ａ）及び背面図（ｂ）である。 図３のスマートフォンの制御ブロック図である。 本実施の形態にかかる画像処理部のブロック図である。 画像処理前後の画像の一例を示す図であり、（ａ）は画像処理前の例を示し、（ｂ）は画像処理後の例を示す。 変形例にかかる画像処理部のブロック図である。 実施例１の撮像レンズの光軸方向断面図である。 実施例１の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））である。 実施例１のメリディオナルコマ収差図である。 実施例２の撮像レンズの光軸方向断面図である。 実施例２の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））である。 実施例２のメリディオナルコマ収差図である。 実施例３の撮像レンズの光軸方向断面図である。 実施例３の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））である。 実施例３のメリディオナルコマ収差図である。 実施例４の撮像レンズの光軸方向断面図である。 実施例４の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））である。 実施例４のメリディオナルコマ収差図である。 実施例５の撮像レンズの光軸方向断面図である。 実施例５の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））である。 実施例５のメリディオナルコマ収差図である。 実施例６の撮像レンズの光軸方向断面図である。 実施例６の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））である。 実施例６のメリディオナルコマ収差図である。 実施例７の撮像レンズの光軸方向断面図である。 実施例７の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））である。 実施例７のメリディオナルコマ収差図である。
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図２は、本実施の形態にかかる撮像ユニット５０の斜視図であり、図３は、撮像ユニット５０の撮像レンズの光軸に沿った断面を模式的に示した図である。
　図２、３に示すように、撮像ユニット５０は、光電変換部５１ａを有する固体撮像素子としてのＣＭＯＳ型撮像素子５１と、この撮像素子５１の光電変換部５１ａに被写体像を撮像させる撮像レンズ１０と、撮像素子５１を保持すると共にその電気信号の送受を行う基板５２と、物体側からの光入射用の開口部を有し遮光部材からなる鏡筒としての筐体５３とを備え、これらが一体的に形成されている。
　図３に示すように、撮像素子５１は、その受光側の平面の中央部に、画素（光電変換素子）が２次元的に配置された、受光部としての光電変換部５１ａが形成されており、その周囲には信号処理回路（不図示）が形成されている。かかる信号処理回路は、各画素を順次駆動し信号電荷を得る駆動回路部と、各信号電荷をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このデジタル信号を用いて画像信号出力を形成する信号処理部等から構成されている。また、撮像素子５１の受光側の平面の外縁近傍には、多数のパッド（図示略）が配置されており、ワイヤ（不図示）を介して基板５２に接続されている。撮像素子５１は、光電変換部５１ａからの信号電荷をデジタルＹＵＶ信号等の画像信号等に変換し、ワイヤ（不図示）を介して基板５２上の所定の回路に出力する。ここで、Ｙは輝度信号、Ｕ（＝Ｒ－Ｙ）は赤と輝度信号との色差信号、Ｖ（＝Ｂ－Ｙ)は青と輝度信号との色差信号である。なお、撮像素子は上記ＣＭＯＳ型のイメージセンサに限定されるものではなく、ＣＣＤ等の他のものを使用しても良い。
　基板５２は、その上面で撮像素子５１及び筐体５３を支持している。図示していないが、基板５２は多数の信号伝達用パッドを有しており、不図示の配線を介して撮像素子５１と接続されている。
　図２において、基板５２は、外部回路（例えば、撮像ユニットを実装した上位装置が有する制御回路）とを接続し、外部回路から撮像素子５１を駆動するための電圧やクロック信号の供給を受けたり、また、デジタルＹＵＶ信号を外部回路ヘ出力したりすることを可能とする。
　図３において、筐体５３は、基板５２の基板５２における撮像素子５１が設けられた面上に、撮像素子５１を覆うようにして固定配置されている。即ち、筐体５３は、撮像素子５１側の部分が撮像素子５１を囲むように広く開口されると共に、他端部（物体側端部）が小開口を有するフランジ部５３ａを形成しており、基板５２上に撮像素子５１側の端部（像側端部）が当接固定されている。
　小開口（光入射用の開口部）が設けられたフランジ部５３ａを物体側に向けて配置された筐体５３の内部において、撮像レンズ１０と撮像素子５１との間に、カバーガラスＣＧが固定配置されている。尚、これ以外にＩＲ（赤外線）カットフィルタを設けても良い。
　筐体５３内に配置された撮像レンズ１０は、物体側より順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５からなる。各レンズＬ１～５及びカバーガラスＣＧは、隣接する部材間に配置されたスペーサＳＰにより所定間隔で保持されている。撮像レンズ１０は、以下の条件式を満足する。 
　１．０５＜２Ｙ／（２×ｆ×ｔａｎω）＜１．３０　　　（１）
　０．６０＜Ｌ／２Ｙ＜０．９５　　　（２）
ただし、 
Ｌ：撮像レンズ全長 
２Ｙ：固体撮像素子の撮像面対角線長（固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長）
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ω：撮像レンズの最大半画角
　上述した撮像ユニット５０の動作について説明する。図４は、撮像ユニット５０を携帯端末としてのスマートフォン１００に装備した状態を示す図である。また、図５はスマートフォン１００の制御ブロック図である。図６は、画像処理部の構成を示すブロック図である。
　撮像ユニット５０は、例えば、筐体５３の物体側端面がスマートフォン１００の背面（図４（ｂ）参照）に設けられ、タッチパネル７０の裏側に相当する位置に配設される。
　撮像ユニット５０は、スマートフォン１００の制御部１０１と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部１０１側に出力する。
　一方、スマートフォン１００は、図５に示すように、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）１０１と、番号等をキーにより指示入力するための入力部６０と、所定のデータの他に撮像した映像等を表示する液晶表示部７０と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部８０と、スマートフォン１００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）９１と、制御部１０１によって実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、或いは撮像ユニット５０により得られた撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる及び一時記憶部（ＲＡＭ）９２とを備えている。
　図６において、制御部１０１は、ＥＥＰＲＯＭにレンズ補正データを格納している。レンズ補正データとは、撮像レンズ１０により正の歪曲収差を与えられて、糸巻き型に歪みをもった被写体像を、画像処理（歪み補正処理という）により矩形状に補正するために必要なデータであり、例えば設計値に従い、或る座標の画素（ｘ、ｙ）の信号値を、異なる座標の画素（ｘ±Δｘ、ｙ±Δｙ）へと変換するためのテーブルデータ等を含むものである。Δｘ、Δｙの値は、固体撮像素子５１の光電変換部５１ａの中心を原点（０，０）とするｘｙ座標に応じて変化する。但し、画像処理部の負荷を軽くするために、光学設計を工夫することで、原点を中心として光電変換部５１ａの縦横サイズに対して１／２の縦横サイズの範囲（図７（ｂ）の一点鎖線で示す範囲に相当）については、処理せずそのままの値とすることも可能である。尚、テーブルデータを用いず、シミュレーション等で求めた関数ｆ（ｘ、ｙ）にて画素値を変換するようにしても良い。
　図６に示すように、制御部１０１のＣＰＵは、撮像レンズ１０がフォーカシング機能を有する場合、レンズ駆動部ＤＲを介して、撮像レンズ１０にフォーカシング動作を行わせるべく、制御信号を出力する。その他、絞り、画素ずらし、手ブレなどの制御を行わせても良い。但し、固定焦点レンズを用いても良い。又、制御部１０１のＣＰＵは、撮像レンズ１０により被写体像を結像された固体撮像素子５１に制御信号を出力して、被写体像に対応した画像信号を出力させるようになっている。
　スマートフォン１００は、入力部６０の操作によって動作し、タッチパネル（表示部）７０に表示されたアイコン７１等をタッチすることで、撮像ユニット５０を動作させて撮像を行うことができる。撮像ユニット５０から入力された画像信号は、制御部１０１で後述する画像処理を施され、上記スマートフォン１００の制御系により、記憶部９２に記憶されたり、或いはタッチパネル７０で表示され、さらには、無線通信部８０を介して映像情報として外部に送信される。
　画像処理について説明する。図６において、撮像レンズ１０から出力された画像信号は、インタフェースＩ／Ｆを介して制御部１０１に入力される。ここで、入力された画像信号が、画素数が多く大規模なメモリが必要であるがリアルタイム性が要求されない静止画像に対応するものである場合、一時メモリＭＹに格納され、ここで制御部１０１のＣＰＵ（画像処理部）が、ＥＥＰＲＯＭからレンズ補正データを読み出して、それに基づき画像信号にソフトウェアによる歪み補正処理を加えると共に通常の画像処理を行う。一方、入力された画像信号が比較的画素数が少なく(例えば２M画素以下)必要メモリ量が小さく、リアルタイム性が必要な動画像に対応するものである場合、画像処理プロセッサISP（画像処理部）に入力され、ここでＥＥＰＲＯＭから読み出されたレンズ補正データに基づき画像信号にハードウェアによるリアルタイム歪み補正処理を加えると共に通常の画像処理を行う。画像処理された画像信号は、ＬＣＤインタフェースＬＣＤ Ｉ／Ｆを介して、タッチパネル７０上に表示され、或いは、メモリインタフェースＭｍ Ｉ／Ｆを介してメモリカードＭＣに記録されるようになっている。
　図７（ａ）は、歪み補正処理前の画像信号に基づく被写体像の例を示す図であり、図７（ｂ）は、歪み補正処理後の画像信号に基づく被写体像の例を示す図である。撮像レンズ１０により正の歪曲収差を与えられた被写体像を、歪み補正処理せずそのまま表示すると、図７（ａ）に示すように糸巻き型に歪みをもつ。そこで、本実施の形態では、制御部１０１内で歪み補正処理を行うことで、図７（ｂ）に示すように違和感のない矩形状の画像を得ることができるのである。
　図８は、変形例にかかる画像処理部を示すブロック図である。本例では、固体撮像素子５１と制御部１０１と間に、補正チップ１０２を設けている。補正チップ１０２は、補正部ＳＰ’と、レンズ補正データを格納したＥＥＰＲＯＭとを有しており、制御部１０１のＣＰＵは、上述と同様にレンズ補正データを読み出し可能である。
　図８において、撮像レンズ１０から出力された画像信号は、インタフェースＩ／Ｆを介して補正チップ１０２に入力される。入力された画像信号が比較的画素数が少なく(例えば２M画素以下)必要メモリ量が小さく、リアルタイム性が必要な動画像に対応するものである場合、補正部ＳＰ’（画像処理部）でＥＥＰＲＯＭから読み出されたレンズ補正データに基づき画像信号に、リアルタイム歪み補正処理を加える。場合によっては、色収差の補正を行っても良い。処理された画像信号はインタフェースＩ／Ｆを介して出力され、制御部１０１に入力される。一方、入力された画像信号が、画素数が多く大規模なメモリが必要であるがリアルタイム性が要求されない静止画像である場合、補正部ＳＰ’で処理されることなく、そのまま出力され、制御部１０１に入力される。
　制御部１０１に入力された画像信号が静止画像に対応するものである場合、一時メモリＭＹに格納され、ここで制御部１０１のＣＰＵ（画像処理部）が、補正チップ１０２のＥＥＰＲＯＭからレンズ補正データを読み出して、それに基づき画像信号に歪み補正処理を加えると共に通常の画像処理を行う。一方、入力された画像信号が動画像に対応するものである場合、画像処理プロセッサISPに入力され、ここで通常の画像処理を加える。画像処理された画像信号は、ＬＣＤインタフェースＬＣＤ　Ｉ／Ｆを介して、タッチパネル７０上に表示され、或いは、メモリインタフェースＭｍ　Ｉ／Ｆを介してメモリカードＭＣに記録されるようになっている。
［実施例］
　以下、本発明の撮像レンズの実施例を示す。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆＢ：バックフォーカス
Ｆ：Ｆナンバー
２Ｙ：固体撮像素子の撮像面対角線長
ENTP：入射瞳位置（第１面から入射瞳位置までの距離）
EXTP：射出瞳位置（撮像面から射出瞳位置までの距離）
H1：前側主点位置（第１面から前側主点位置までの距離）
H2：後側主点位置（最終面から後側主点位置までの距離）
Ｒ：曲率半径
Ｄ：軸上面間隔
Ｎｄ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
νｄ：レンズ材料のアッベ数
　各実施例において、各面番号の後に「＊」が記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数１」で表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ただし、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｒ　：曲率半径
Ｋ　：円錐定数
　なお、特許請求の範囲及び実施例に記載の近軸曲率半径の意味合いについて、実際のレンズ測定の場面においては、レンズ中央近傍（具体的には、レンズ外径に対して１０％以内の中央領域）での形状測定値を最小自乗法でフィッティングした際の近似曲率半径を近軸曲率半径であるとみなすことができる。また、例えば２次の非球面係数を使用した場合には、非球面定義式の基準曲率半径に２次の非球面係数も勘案した曲率半径を近軸曲率半径とみなすことができる。（例えば参考文献として、松居吉哉著「レンズ設計法」（共立出版株式会社）のＰ４１～４２を参照のこと）
（実施例１）
　実施例１のレンズデータを表１に示す。なお、これ以降（表のレンズデータを含む）において、１０のべき乗数（たとえば２．５×１０-02）を、Ｅ（たとえば２．５Ｅ－０２）を用いて表すものとする。
［表１］
    実施例  1
    f=3.29mm    fB=0.18mm    F=2.26      2Y=5.712mm
    ENTP=0mm    EXTP=-2.12mm    H1=-1.42mm    H2=-3.11mm

    面番号     R(mm)   D(mm)      Nd     νd    有効半径(mm)
     1(絞り)    ∞      -0.13                       0.73 
     2*        1.461     0.37    1.54470   56.2      0.76 
     3*        6.254     0.13                       0.77 
     4*        6.257     0.22    1.63470   23.9      0.79
     5*        2.260     0.31                       0.84 
     6*        3.316     0.38    1.54470   56.2      1.08 
     7*        ∞        0.76                       1.10 
     8*       -3.911     0.41    1.54470   56.2      1.29 
     9*       -0.860     0.19                       1.52  
    10*       -2.450     0.45    1.54470   56.2      1.93  
    11*        1.167     0.49                       2.51 
    12         ∞        0.11    1.51630   64.1     2.88 
    13         ∞                                  2.92 
 
    非球面係数 

        第2面                  第7面 
        K= -0.19924E+00         K=0.0
        A4= 0.20814E-01         A4= -0.50866E-01 
        A6= 0.21942E-01         A6= -0.14004E-01 
        A8= 0.20694E-02         A8= 0.33210E-03 
        A10= 0.44999E-01        A10= 0.39346E-02 
        A12= -0.74706E-01       A12= -0.24269E-02 
        A14=  0.88324E-01       A14= 0.20145E-01 
 
        第3面                  第8面 
        K= -0.32991E+02         K=0.0
        A4= -0.87549E-02        A4= -0.89225E-01 
        A6= 0.48972E-01         A6= 0.13729E-01 
        A8= 0.10320E+00         A8= 0.50323E-02 
        A10= -0.23408E+00       A10= -0.42860E-02 
        A12= -0.73897E-01       A12= -0.14735E-01 
        A14= 0.29975E+00        A14= 0.62026E-02 

        第4面                  第9面 
        K= -0.47550E+02         K= -0.39958E+01
        A4= -0.14837E+00        A4= -0.11262E+00 
        A6= 0.26662E+00         A6= 0.68686E-01 
        A8= -0.13801E+00        A8= -0.14603E-02 
        A10= -0.26520E+00       A10= -0.24594E-02 
        A12= 0.22081E+00        A12= -0.10106E-02 
        A14= 0.37731E-01        A14= 0.24725E-03 

        第5面                  第10面  
        K= -0.17663E+02         K= -0.28903E+02 
        A4= 0.24097E-01         A4= -0.74956E-01
        A6= 0.12130E+00         A6= 0.17535E-01 
        A8= -0.47874E-01        A8= 0.79012E-03 
        A10= -0.39400E-01       A10= -0.40278E-03 
        A12= -0.27820E-01       A12= 0.17671E-04 
        A14= 0.10783E+00        A14= -0.81332E-06 

        第6面                  第11面 
        K= -0.13915E+02         K= -0.87159E+01 
        A4= -0.39127E-01        A4= -0.47726E-01 
        A6= 0.28632E-01         A6= 0.12828E-01 
        A8= -0.31393E-01        A8= -0.25637E-02 
        A10= 0.30066E-01        A10= 0.28180E-03 
        A12= 0.27051E-01        A12= -0.24211E-04 
        A14= -0.15261E-01       A14= 0.14024E-05 

    単レンズデータ

       レンズ   始面     焦点距離(mm) 
         1        2       3.407 
         2        4      -5.697 
         3        6       6.088 
         4        8       1.932 
         5       10      -1.391 
　図９は実施例１のレンズの断面図である。図中L1は第１レンズ、L2は第２レンズ、L3は第３レンズ、L4は第４レンズ、L5は第５レンズ、Sは開口絞り、Iは撮像面を示す。また、Ｆは光学的ローパスフィルタやＩＲカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板である。図１０は実施例１の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））であり、図１１はメリディオナルコマ収差図である。ここで、球面収差図、メリディオナルコマ収差図において、実線はｄ線、点線はｇ線に対する球面収差量、コマ収差量をそれぞれ表し、非点収差図において、実線はサジタル面、点線はメリディオナル面を表す（以下、同じ）。図に示すように、実施例１の歪曲収差曲線は変曲点を持たない。
（実施例２）
　実施例２の撮像レンズのレンズデータを、表２に示す。
［表２］
    実施例  2 

    f=2.79mm    fB=0.16mm    F=2.22      2Y=4.57mm 
    ENTP=0mm    EXTP=-2.24mm    H1=-0.45mm    H2=-2.63mm
 
    面番号     R(mm)   D(mm)   Nd       νd     有効半径(mm) 
     1(絞り)    ∞      -0.03                       0.63 
     2*        1.632   0.68    1.54470    56.2      0.66
     3*       -3.247   0.05                        0.77
     4*       -5.705   0.46    1.63470    23.9      0.79 
     5*        6.036   0.44                        0.84 
     6*       -2.595   0.78    1.54470    56.2      0.96 
     7*       -0.815   0.05                        1.21 
     8*        3.430   0.44    1.54470    56.2      1.57  
     9*        0.711   0.60                        2.07 
    10         ∞      0.11    1.51630    64.1      2.50 
    11         ∞                                  2.50 

    非球面係数 

        第2面                  第6面 
        K= -0.56463E+00         K= 0.24310E+01 
        A4= -0.38230E-01        A4= 0.31643E-01 
        A6= -0.14377E-01        A6= -0.46161E-01 
        A8= -0.38841E+00        A8= -0.95773E-02 
        A10= 0.71098E+00        A10= 0.83458E-01 
        A12= -0.92367E+00       A12= -0.32141E-02 

        第3面                  第7面 
        K= -0.80544E+01         K= -0.49211E+01
        A4= -0.22789E+00        A4= -0.23300E+00
        A6= -0.13102E+00        A6= 0.36106E+00 
        A8= 0.40658E+00         A8= -0.45992E+00 
        A10= -0.38161E+00       A10= 0.35549E+00 
        A12= -0.68988E-01       A12= -0.94265E-01 
 
        第4面                  第8面 
        K= 0.15585E+02          K=0.0
        A4= -0.79578E-01        A4= -0.23218E+00 
        A6= -0.13794E+00        A6= 0.37516E-01 
        A8= 0.70161E+00         A8= 0.19308E-01 
        A10= -0.61226E+00       A10= -0.36115E-02
        A12= 0.16527E+00        A12= -0.72959E-03 
                                A14= 0.12441E-03 

        第5面                  第9面 
        K= -0.21344E+00         K= -0.43988E+01 
        A4= 0.80961E-01         A4= -0.12261E+00 
        A6= 0.33201E-01         A6= 0.68180E-01 
        A8= -0.11423E+00        A8= -0.27851E-01 
        A10= 0.36911E+00        A10= 0.73412E-02 
        A12= -0.19135E+00       A12= -0.11168E-02 
                                A14= 0.72288E-04 

    単レンズデータ 

      レンズ   始面     焦点距離(mm) 
        1       2         2.098 
        2       4        -4.552 
        3       6         1.890 
        4       8        -1.744 
　図１２は実施例２のレンズの断面図である。図中L1は第１レンズ、L2は第２レンズ、L3は第３レンズ、L4は第４レンズ、Sは開口絞り、Iは撮像面を示す。また、Ｆは光学的ローパスフィルタやＩＲカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板である。図１３は実施例２の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））であり、図１４はメリディオナルコマ収差図である。図に示すように、実施例２の歪曲収差曲線は変曲点を持たない。
（実施例３）
　実施例３の撮像レンズのレンズデータを、表３に示す。
［表３］
    実施例  3 

    f=2.82mm    fB=0.11mm    F=2.22      2Y=4.57mm 
    ENTP=0mm    EXTP=-2.22mm    H1=-0.58mm    H2=-2.7mm 

    面番号     R(mm)   D(mm)    Nd      νd     有効半径(mm) 
     1(絞り)    ∞      0.09                        0.63 
     2*        1.871   0.68    1.54470    56.2      0.75 
     3*       -2.963   0.05                        0.87 
     4*      -10.032   0.26    1.63470    23.9      0.88 
     5*        4.087   0.60                         0.93 
     6*       -2.987   0.73    1.54470    56.2      1.02 
     7*       -0.792   0.05                        1.18 
     8*       16.871   0.66    1.54470    56.2      1.48 
     9*        0.770   0.60                        2.04 
    10         ∞      0.11    1.51630    64.1      2.50 
    11         ∞                                  2.50 

    非球面係数 

        第2面                  第6面 
        K= -0.51257E+00         K= 0.66464E+01 
        A4= -0.39196E-01        A4= 0.18804E-01 
        A6= 0.37023E-01         A6= -0.27873E-01 
        A8= -0.40089E+00        A8= -0.11449E-01 
        A10= 0.60449E+00        A10= 0.85637E-01 
        A12= -0.73253E+00       A12= -0.12046E-01 
 
        第3面                  第7面 
        K= -0.84219E+01         K= -0.40861E+01 
        A4= -0.20080E+00        A4= -0.26070E+00 
        A6= -0.12430E+00        A6= 0.39536E+00 
        A8= 0.30497E+00         A8= -0.45617E+00 
        A10= -0.40004E+00       A10= 0.35347E+00 
        A12= 0.82300E-01        A12= -0.94515E-01
 
        第4面                  第8面 
        K= 0.50000E+02          K=0.0
        A4= -0.16940E+00        A4= -0.15771E+00 
        A6= -0.21311E+00        A6= 0.71930E-01 
        A8= 0.70298E+00         A8= 0.14990E-02 
        A10= -0.61483E+00       A10= -0.80675E-02 
        A12= 0.25654E+00        A12= 0.11152E-02 
                                A14= 0.66444E-04 
 
        第5面                   第9面 
        K= -0.28070E+02          K= -0.53160E+01 
        A4= -0.25643E-01         A4= -0.10222E+00 
        A6= -0.15580E-01         A6= 0.57248E-01 
        A8= -0.89146E-01         A8= -0.28325E-01 
        A10= 0.32958E+00         A10= 0.81494E-02 
        A12= -0.20476E+00        A12= -0.12407E-02 
                                 A14= 0.77070E-04 
  
    単レンズデータ 

      レンズ   始面     焦点距離(mm) 
        1       2         2.215 
        2       4        -4.543 
        3       6         1.771 
        4       8        -1.504 
　図１５は実施例３のレンズの断面図である。図中L1は第１レンズ、L2は第２レンズ、L3は第３レンズ、L4は第４レンズ、Sは開口絞り、Iは撮像面を示す。また、Ｆは光学的ローパスフィルタやＩＲカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板である。図１６は実施例３の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））であり、図１７はメリディオナルコマ収差図である。図に示すように、実施例３の歪曲収差曲線は変曲点を持たない。
（実施例４）
　実施例４の撮像レンズのレンズデータを、表４に示す。
［表４］
    実施例  4 

    f=2.6mm    fB=0.02mm    F=2.8      2Y=3.54mm 
    ENTP=0mm    EXTP=-2.15mm    H1=-0.51mm    H2=-2.57mm 

    面番号     R(mm)   D(mm)     Nd      νd    有効半径(mm) 
     1(絞り)    ∞      -0.07                        0.46 
     2*        0.974   0.65     1.61150    61.2       0.46 
     3*        1.908   0.70                          0.50 
     4*     -980.148   1.30     1.61150    61.2       0.77 
     5*       33.828   0.20                          1.54 
     6         ∞      0.30     1.51630    64.1      2.00 
     7         ∞                                   2.00 

    非球面係数 

        第2面                  第4面 
        K= -0.11821E+02         K= 0.30000E+02 
        A4= 0.15222E+01         A4= -0.22713E+00 
        A6= -0.54545E+01        A6= 0.26346E+00 
        A8= 0.17871E+02         A8= -0.17710E+01 
        A10= -0.32062E+02       A10= 0.36655E+01 
        A12= 0.22153E+02        A12= -0.33521E+01 

        第3面                  第5面 
        K= -0.32004E+01         K= -0.30000E+02 
        A4= 0.33889E+00         A4= 0.72015E-01 
        A6= -0.50792E+00        A6= -0.11685E+00 
        A8= 0.54957E+01         A8= 0.52210E-01 
        A10= -0.10842E+02       A10= -0.17130E-01 
        A12= -0.28095E+02       A12= 0.24155E-02 
        A14= 0.21489E+03  
        A16= -0.30617E+03 

    単レンズデータ 

      レンズ   始面    焦点距離(mm) 
        1        2        2.575 
        2        4      -53.445 
　図１８は実施例４のレンズの断面図である。図中L1は第１レンズ、L2は第２レンズ、Sは開口絞り、Iは撮像面を示す。また、Ｆは光学的ローパスフィルタやＩＲカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板である。図１９は実施例４の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））であり、図２０はメリディオナルコマ収差図である。図に示すように、実施例４の歪曲収差曲線は変曲点を持たない。
（実施例５）
　実施例５の撮像レンズのレンズデータを、表５に示す。
［表５］
    実施例  5 

    f=1.64mm    fB=0.1mm    F=2.4      2Y=2.4mm 
    ENTP=0mm    EXTP=-1.33mm    H1=-0.25mm    H2=-1.55mm 

    面番号     R(mm)   D(mm)      Nd       νd    有効半径(mm) 
     1(絞り)     ∞      0.01                         0.34 
     2*        0.861     0.53    1.58310     59.5     0.34 
     3*       -3.064     0.17                        0.29 
     4*       -0.646     0.27    1.71200     31.1     0.23 
     5*       -1.323     0.27                        0.22 
     6*        0.638     0.32    1.58310     59.4     0.17 
     7*        0.610     0.27                        0.11 
     8          ∞       0.21    1.51630     64.2    1.50 
     9          ∞                                  1.50 
 
    非球面係数 
 
        第2面                 第5面 
        K= 0.23617E+00         K= -0.47918E+02 
        A4= -0.14998E+00       A4= -0.43898E+01 
        A6= -0.15193E+01       A6= 0.35893E+02 
        A8= -0.71688E+01       A8= -0.17571E+03 
        A10= 0.12229E+03       A10= 0.68252E+03 
        A12= -0.69118E+03      A12= -0.14957E+04 
                               A14= 0.13198E+04 
 
        第3面                 第6面 
        K= 0.30314E+02         K= -0.42540E+01 
        A4= -0.17112E+01       A4= -0.14347E+01 
        A6= 0.77999E+01        A6= 0.27835E+01 
        A8= -0.12311E+03       A8= -0.28870E+01 
        A10= 0.81310E+03       A10= 0.24635E+00 
        A12= -0.25291E+04      A12= 0.10268E+01 
        A14= 0.28352E+04       A14= 0.30929E+00 
                               A16= -0.37160E+00 
 
        第4面                  第7面 
        K= -0.34899E+01         K= -0.37388E+01 
        A4= -0.43620E+01        A4= -0.80811E+00 
        A6= 0.27970E+02         A6= 0.13344E+01 
        A8= -0.19250E+03        A8= -0.10514E+01 
        A10= 0.12440E+04        A10= -0.19113E+00 
        A12= -0.43767E+04       A12= 0.98285E+00 
        A14= 0.53603E+04        A14= -0.71412E+00 
                                A16= 0.17775E+00 

    単レンズデータ 

      レンズ   始面      焦点距離(mm) 
        1        2         1.213 
        2        4        -2.122 
        3        6         7.525 
　図２１は実施例５のレンズの断面図である。図中L1は第１レンズ、L2は第２レンズ、L3は第３レンズ、Sは開口絞り、Iは撮像面を示す。また、Ｆは光学的ローパスフィルタやＩＲカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板である。図２２は実施例５の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））であり、図２３はメリディオナルコマ収差図である。図に示すように、実施例５の歪曲収差曲線は変曲点を持たない。
（実施例６）
　実施例６の撮像レンズのレンズデータを、表６に示す。
［表６］
    実施例６ 

　　f=2.83mm    fB=0.42mm    F=2.4      2Y=4.59mm
　　ENTP=0mm    EXTP=-1.64mm    H1=-1.06mm    H2=-2.41mm
　　
　　面番号   R(mm)    D(mm)     Nd      νd     有効半径(mm)
　　1(絞り)   ∞      -0.110 　　                      0.59
　　2*        0.997    0.400   1.54470    56.2        0.59
　　3*        4.892    0.116                          0.54
　　4*        16.442   0.170   1.63470    23.9         0.56
　　5*        3.233    0.278                          0.58
　　6*       -4.712    0.252   1.63470    23.9         0.68
　　7*       -4.724    0.225                          0.79
　　8*       -3.423    0.200   1.63470    23.9         0.87
　　9*       -3.699    0.264                          1.10
　　10*       1.231    0.487   1.54470    56.2         1.71
　　11*       0.965    0.300                          1.88
　　12        ∞       0.110   1.51630    64.1         2.19
　　13        ∞                                      2.22

　　非球面係数

　　第2面                         第7面
　　K= -0.26970E+00               K= 0.32102E+02
　　A4= 0.35816E-01               A4= -0.17123E+00
　　A6= 0.84053E-01               A6= -0.43568E+00
　　A8= -0.45573E+00              A8= 0.10444E+01
　　A10= 0.87016E+00              A10= -0.37255E+00
　　A12= 0.75449E+00              A12= -0.13420E+01
　　A14= -0.60950E+01             A14= 0.23589E+01

　　第3面                         第8面
　　K= 0.50778E+02                K= 0.13445E+02
　　A4= -0.19539E+00              A4= 0.26164E+00
　　A6= -0.16086E-01              A6= -0.91255E+00
　　A8= -0.83245E+00              A8= 0.77725E+00
　　A10= 0.53991E+00              A10= -0.39251E+00
　　A12= -0.30818E+00             A12= -0.30695E-01
　　A14= -0.53539E+01             A14= 0.49431E-01

　　第4面                         第9面
　　K= 0.70000E+02                K= -0.58327E+01
　　A4= -0.22502E+00              A4= -0.12549E+00
　　A6= 0.51010E+00               A6= 0.33126E+00
　　A8= -0.33056E+00              A8= -0.89316E+00
　　A10= -0.16930E+01             A10= 0.10405E+01
　　A12= 0.46847E+01              A12= -0.52602E+00
　　A14= -0.43705E+01             A14= 0.90154E-01

　　第5面                         第10面
　　K= -0.70000E+02               K= -0.54076E+01
　　A4= 0.21585E+00               A4= -0.54116E+00
　　A6= 0.74846E-01               A6= 0.36609E+00
　　A8= 0.12541E+01               A8= -0.10411E+00
　　A10= 0.90179E+00              A10= 0.83333E-02
　　A12= -0.93496E+01             A12= 0.18924E-02
　　A14= 0.19548E+02              A14= -0.31995E-03

　　第6面                         第11面
　　K= 0.22725E+02                K= -0.38131E+01
　　A4= -0.29657E+00              A4= -0.30893E+00
　　A6= -0.19697E-01              A6= 0.22194E+00
　　A8= 0.61103E+00               A8= -0.11698E+00
　　A10= -0.40327E+00             A10= 0.38391E-01
　　A12= -0.76410E+00             A12= -0.72737E-02
　　A14= 0.36028E+01              A14= 0.60705E-03

　　単レンズデータ
　
　　　　レンズ   始面    焦点距離(mm)
　　　　　1       2        2.219
　　　　　2       4       -6.372
　　　　　3       6       408.159
　　　　　4       8      -100.566
　　　　　5      10       -23.172
　図２４は実施例６のレンズの断面図である。図中L1は第１レンズ、L2は第２レンズ、L3は第３レンズ、L4は第４レンズ、L5は第５レンズ、Sは開口絞り、Iは撮像面を示す。また、Ｆは光学的ローパスフィルタやＩＲカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板である。図２５は実施例６の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））であり、図２６はメリディオナルコマ収差図である。図に示すように、実施例６の歪曲収差曲線は変曲点を持たない。
（実施例７）
　実施例７の撮像レンズのレンズデータを、表７に示す。
［表７］
    実施例７

f=3.45mm    fB=0.27mm    F=1.86      2Y=5.842mm
ENTP=0mm    EXTP=-2.15mm    H1=-1.45mm    H2=-3.17mm

    面番号   R(mm)    D(mm)     Nd      νd     有効半径(mm)
    1(絞り)   ∞       -0.311                         0.93
    2*      1.493      0.517    1.54470   56.2         0.93
    3*     34.150      0.090                          0.89
    4*     20.228      0.120    1.63470   23.9         0.88
    5*      2.716      0.385                          0.88
    6*      9.156      0.376    1.54470   56.2         0.98
    7*    -25.371      0.367                          1.09
    8*      8.605      0.150    1.63470   23.9         1.22
    9*      6.319      0.329                          1.31
    10*  -120.861      0.463    1.54470   56.2         1.38
    11*    -1.094       0.293                         1.64
    12*    -4.786       0.208   1.54470   56.2         2.12
    13*     1.114       0.496                         2.42
    14       ∞         0.110   1.51630   64.1        3.00
    15       ∞                                      3.00

非球面係数

　　第2面                         第8面
　　K= 0.97990E-01                K= 0.00000E+00
　　A4= 0.69458E-02               A4= -0.14880E+00
　　A6= 0.13766E-02               A6= -0.50318E-03
　　A8= -0.34488E-02              A8= -0.52164E-02
　　A10= 0.13637E-01              A10= 0.17903E-02
　　A12= 0.78760E-02              A12= -0.11172E-02
　　A14= -0.17917E-01             A14= 0.00000E+00

　　第3面                         第9面
　　K= 0.46262E+02                K= -0.80000E+02
　　A3= 0.00000E+00               A3= 0.26523E-01
　　A4= 0.18373E-01               A4= -0.18651E+00
　　A5= 0.00000E+00               A5= 0.13029E-01
　　A6= -0.29656E-02              A6= 0.51455E-02
　　A8= 0.29839E-01               A8= -0.54047E-02
　　A10= -0.23936E-01             A10= 0.34941E-02
　　A12= -0.32443E-01             A12= -0.25695E-02
　　A14= 0.16068E-01              A14= 0.28387E-02

　　第4面                         第10面
　　K= -0.73084E+02               K= -0.80000E+02
　　A3= 0.00000E+00               A3= -0.38131E-01
　　A4= -0.35990E-01              A4= 0.45430E-01
　　A5= 0.00000E+00               A5= -0.14441E+00
　　A6= 0.14005E+00               A6= 0.54393E-02
　　A8= -0.65174E-01              A8= 0.31548E-01
　　A10= -0.52780E-01             A10= -0.12043E-01
　　A12= 0.80866E-02              A12= -0.57432E-02
　　A14= 0.27386E-01              A14= 0.30521E-02

　　第5面                         第11面
　　K= -0.17931E+02               K= -0.82022E+01
　　A3= 0.00000E+00               A3= -0.10541E+00
　　A4= 0.78862E-01               A4= -0.23899E-01
　　A5= 0.00000E+00               A5= 0.25874E-01
　　A6= 0.75843E-01               A6= 0.16266E-01
　　A8= 0.93697E-02               A8= -0.10680E-01
　　A10= -0.29904E-01             A10= 0.22645E-02
　　A12= -0.29121E-01             A12= 0.10673E-02
　　A14= 0.79720E-01              A14= -0.37441E-03

　　第6面                         第12面
　　K= 0.77227E+02                K= -0.27220E+01
　　A3= -0.20814E-01              A3= -0.11954E+00
　　A4= -0.20634E-01              A4= 0.11518E-01
　　A5= -0.10772E+00              A5= 0.92409E-02
　　A6= 0.81305E-02               A6= 0.63952E-02
　　A8= 0.35253E-01               A8= -0.25230E-03
　　A10= -0.28552E-01             A10= -0.13368E-03
　　A12= -0.44540E-01             A12= 0.48361E-05
　　A14= 0.23259E-01              A14= 0.29805E-06

　　第7面                         第13面
　　K= 0.00000E+00                K= -0.86948E+01
　　A3= 0.00000E+00               A3= -0.86540E-01
　　A4= -0.68513E-01              A4= 0.61201E-02
　　A5= 0.00000E+00               A5= 0.69585E-02
　　A6= -0.58250E-01              A6= -0.35572E-02
　　A8= 0.73724E-03               A8= -0.76633E-04
　　A10= 0.17559E-01              A10= 0.48484E-04
　　A12= -0.23734E-01             A12= -0.12550E-04
　　A14= 0.00000E+00              A14=0.86667E-06

　　単レンズデータ

　　　　レンズ   始面    焦点距離(mm)
　　　　　1        2       2.851
　　　　　2        4      -4.957
　　　　　3        6      12.399
　　　　　4        8     -38.458
　　　　　5       10       2.024
　　　　　6       12      -1.638
　図２７は実施例７のレンズの断面図である。図中L1は第１レンズ、L2は第２レンズ、L3は第３レンズ、L4は第４レンズ、L5は第５レンズ、L6は第６レンズ、Sは開口絞り、Iは撮像面を示す。また、Ｆは光学的ローパスフィルタやＩＲカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板である。図２８は実施例７の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））であり、図２９はメリディオナルコマ収差図である。図に示すように、実施例７の歪曲収差曲線は変曲点を持たない。
　各実施例における請求項７の条件式（５）の値は、以下の通りである。
［ＤＩＹ０６Ｄ］
実施例１：＋５．８％
実施例２：＋７．０％
実施例３：－０．１％
実施例４：＋６．８％
実施例５：＋６．２％
実施例６：＋５．１％
実施例７：＋５．６％
　各条件式に対応する各実施例の値を表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　近年、撮像装置を低コストに且つ大量に実装する方法として、予め半田がポッティングされた基板に対し、ICチップその他の電子部品と光学素子とを載置したままリフロー処理（加熱処理）し、半田を溶融させることにより電子部品と光学素子とを基板に同時実装するという技術が提案されている。
　このようなリフロー処理を用いて実装を行うためには、電子部品と共に光学素子を約200～260度に加熱する必要があるが、このような高温下では熱可塑性樹脂を用いたレンズでは熱変形し或いは変色して、その光学性能が低下してしまうという問題点がある。このような問題を解決するための方法のひとつとして、耐熱性能に優れたガラスモールドレンズを使用し、小型化と高温環境での光学性能を両立する技術が提案されているが、熱可塑性樹脂を用いたレンズよりもコストが高いため、撮像装置の低コスト化の要求に応えられないという問題があった。
　そこで、撮像レンズの材料にエネルギー硬化性樹脂を使用することで、ポリカーボネイト系やポリオレフィン系のような熱可塑性樹脂を用いたレンズに比べ、高温に曝されたときの光学性能の低下が小さいため、リフロー処理に有効であり、かつガラスモールドレンズよりも製造しやすく安価となり、撮像レンズを組み込んだ撮像装置の低コストと量産性を両立できる。なお、エネルギー硬化性樹脂とは、熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂のいずれをも指すものとする。
　本発明の撮像レンズを前述のエネルギー硬化性樹脂も用いて形成しても良い。
　なお、本実施例は、固体撮像素子の撮像面に入射する光束の主光線入射角については、撮像面周辺部において必ずしも十分小さい設計になっていない。しかし、最近の技術では、固体撮像素子の色フィルタやオンチップマイクロレンズアレイの配列の見直しによって、シェーディングを軽減することができるようになってきた。具体的には撮像素子の撮像面の画素ピッチに対し、色フィルタやオンチップマイクロレンズアレイの配列のピッチをわずかに小さく設定すれば、撮像面の周辺部にいくほど各画素に対し色フィルタやオンチップマイクロレンズアレイが撮像レンズ光軸側へシフトするため、斜入射の光束を効率的に各画素の受光部に導くことができる。これにより固体撮像素子で発生するシェーディングを小さく抑えることができる。本実施例は、前記要求が緩和された分について、より小型化を目指した設計例となっている。
　また、本発明は、本明細書に記載の実施形態や実施例に限定されるものではなく、他の実施形態・実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や実施例や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。
　本発明によれば、小型の携帯端末に好適な撮像レンズを提供できる。
 １０ 撮像レンズ
 ５０ 撮像ユニット
 ５１ 固体撮像素子
 ５１ａ 光電変換部
 ５２ 基板
 ５３ 筐体
 ５３ａ フランジ部
 ６０ 入力部
 ７０ 表示部、タッチパネル
 ８０ 無線通信部
 ９１ 記憶部
 ９２ 一時記憶部
１００ スマートフォン
１０１ 制御部
１０２　補正チップ
Ｉ　撮像面
Ｆ 平行平板
Ｌ１～Ｌ５ レンズ
Ｓ 開口絞り

Claims (12)

  1. 　撮像面対角線長が２Ｙの固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。 
    　１．０５＜２Ｙ／（２×ｆ×ｔａｎω）＜１．３０　　　（１）
    　０．６０＜Ｌ／２Ｙ＜０．９５　　　（２）
    ただし、 
    Ｌ：前記撮像レンズ全長 
    ２Ｙ：前記固体撮像素子の撮像面対角線長（前記固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長）
    ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
    ω：前記撮像レンズの最大半画角
  2. 　前記撮像レンズを介して被写体像を前記光電変換部に結像させる固体撮像素子と、前記固体撮像素子から出力された画像信号を入力し、前記撮像レンズによって得られた被写体像の歪みを補正するように前記画像信号を処理する画像処理部とを有する撮像装置に用いられることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
  3. 　撮像面対角線長が２Ｙの固体撮像素子の光電変換部を備えた固体撮像素子と、該固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズと、前記固体撮像素子から出力された画像信号を入力し、前記撮像レンズによって得られた被写体像の歪みを補正するように前記画像信号を処理する画像処理部とを有する撮像装置に用いられる撮像レンズであって、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。 
    　１．０５＜２Ｙ／（２×ｆ×ｔａｎω）＜１．３０　　　（１）
    　０．６０＜Ｌ／２Ｙ＜０．９５　　　（２）
    ただし、 
    Ｌ：前記撮像レンズ全長 
    ２Ｙ：前記固体撮像素子の撮像面対角線長（前記固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長）
    ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
    ω：前記撮像レンズの最大半画角
  4. 　歪曲収差曲線が極大値を持たないことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
  5. 　以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
    　｜ＤＩＹｍａｘ５Ｙ｜＜０．３％　　　（３）
    ただし、
    ＤＩＹｍａｘ５Ｙ：前記撮像レンズの５割像高未満の任意の像高における歪曲収差量の最大値
  6. 　以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
    　０．８＜ＥＸＰＤ／ＥＸＰＣ＜１．９　　　（４）
    ただし、
    ＥＸＰＤ：最大画角光束における射出瞳位置（射出瞳位置と撮像面との光軸上の距離）
    ＥＸＰＣ：近軸射出瞳位置（射出瞳位置と撮像面との光軸上の距離）
  7. 　以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
    　５％＜ＤＩＹ０６Ｄ＜１５％　　　（５）
    ただし、
    ＤＩＹ０６Ｄ：60%像高における歪曲収差量
  8. 　固体撮像素子と、該固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズと、前記固体撮像素子から出力された画像信号を入力し、前記撮像レンズによって得られた被写体像の歪みを補正するように前記画像信号を処理する画像処理部とを有し、前記撮像レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。 
    　１．０５＜２Ｙ／（２×ｆ×ｔａｎω）＜１．３０　　　（１）
    　０．６０＜Ｌ／２Ｙ＜０．９５　　　（２）
    ただし、 
    Ｌ：前記撮像レンズ全長 
    ２Ｙ：前記固体撮像素子の撮像面対角線長（前記固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長）
    ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
    ω：前記撮像レンズの最大半画角
  9. 　前記撮像レンズの歪曲収差曲線が極大値を持たないことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
  10. 　前記撮像レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項８又は９に記載の撮像装置。
    　｜ＤＩＹｍａｘ５Ｙ｜＜０．３％　　　（３）
    ただし、
    ＤＩＹｍａｘ５Ｙ：前記撮像レンズの５割像高未満の任意の像高における歪曲収差量の最大値
  11. 　以下の条件式を満足することを特徴とする請求項８～１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
    　０．８＜ＥＸＰＤ／ＥＸＰＣ＜１．９　　　（４）
    ただし、
    ＥＸＰＤ：最大画角光束における射出瞳位置（射出瞳位置と撮像面との光軸上の距離）
    ＥＸＰＣ：近軸射出瞳位置（射出瞳位置と撮像面との光軸上の距離）
  12. 　請求項８～１１のいずれかに１項に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
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