JP2014153712A

JP2014153712A - 撮像レンズ

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Publication number: JP2014153712A
Application number: JP2014013370A
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Inventors: Chen-Cheng Liao; 廖陳成
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Abstract

【課題】良好な光学性能を維持しつつ、全長を短縮した撮像レンズを提供する。
【解決手段】物体側から像側へ順に配置される、開口絞り２と、第１、第２、第３、第４、第５のレンズ素子３〜７とを備える。第１のレンズ素子３は、正の屈折力を有する。第２のレンズ素子４の像側の面４２は、周縁部近傍に凹部４２１を有する。第３のレンズ素子５の物体側の面５１は、周縁部近傍に凹部５１１を有する。第４のレンズ素子６の物体側の面６１は、光軸近傍に凸部６１１を有する。第４のレンズ素子６および第５のレンズ素子７の像側の面６２、７２は、光軸近傍に凹部６２１、７２１を有する。第５のレンズ素子７は、プラスチック材料で構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像レンズに関するものである。

近年、携帯型電子機器（例えば、携帯電話機およびデジタルカメラ）の普及に伴って、携帯型電子機器の大きさを縮小することに多くの力が注がれている。また、電荷結合素子（ＣＣＤ）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は、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いる。そこで開示されている第１の実施形態では、第１のレンズ素子の物体側の面と像面との間の距離は、６．４９９ｍｍである。

特許文献２は、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いる。そこで開示されている第１の実施形態では、第１のレンズ素子の物体側の面と像面との間の距離は、７．４６７ｍｍである。

特許文献３は、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いる。そこで開示されている第１の実施形態では、第１のレンズ素子の物体側の面と像面との間の距離は、８．２６７ｍｍである。

米国特許第８００００３１号米国特許第７８２６１５１号米国特許第７５０２１８１号

上述の従来の撮像レンズは、それらの系の長さが比較的長いことから、携帯電話機の大きさを縮小するという傾向に反するものである。

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、物体側から像側へ順に配置される、開口絞りと、第１、第２、第３、第４、第５のレンズ素子とを備える。第１、第２、第３、第４、第５のレンズ素子の各々は、物体側に向いた物体側の面と、像側に向いた像側の面とを有する。

第１のレンズ素子は、正の屈折力を有する。

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

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

第４のレンズ素子の物体側の面は、該撮像レンズの光軸近傍に凸部を有する。第４のレンズ素子の像側の面は、光軸近傍に凹部を有する。

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、その像側の面の光軸近傍に凹部を有する。

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

本発明の別の目的は、５つのレンズ素子を有する撮像レンズを備えた携帯型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、携帯型電子機器は、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、鏡筒が配置される台座ユニットと、像側に配置されて像を取り込むために撮像レンズと作用的に関連付けられる撮像センサと、を有している。

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

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

本発明についてより詳細に説明するに当たり、同様の要素は、本開示全体を通して同一の参照符号で示している点に留意されたい。

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

図２を参照する。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、第２、第３、第４、第５のレンズ素子３〜７と、光学フィルタ８と、を備える。光学フィルタ８は、赤外光を選択的に吸収するための赤外線カットフィルタであり、これによって、像面９に形成される像の欠陥を軽減する。

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

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

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

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は凸面である。第２のレンズ素子４の像側の面４２は、該第２のレンズ素子４の周縁部近傍に凹部４２１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、該第３のレンズ素子５の周縁部近傍に凹部５１１を有する凹面である。第３のレンズ素子５の像側の面５２は凸面である。

第４のレンズ素子６は、負の屈折力を有する。第４のレンズ素子６の物体側の面６１は、光軸（Ｉ）近傍に凸部６１１を有するとともに、該第４のレンズ素子６の周縁部近傍に凹部６１２を有する。第４のレンズ素子６の像側の面６２は、光軸（Ｉ）近傍に凹部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。

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

第１の好ましい実施形態の面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図３に示している。撮像レンズ１０は、全系の有効焦点距離（ＥＦＬ）が３．７９ｍｍ、半視野（ＨＦＯＶ：ＨａｌｆＦｉｅｌｄ‐Ｏｆ‐Ｖｉｅｗ）が３６．００°、Ｆナンバーが２．４５、系の長さが４．９２ｍｍである。系の長さとは、第１のレンズ素子３の物体側の面３１と像面９との間の距離を指す。

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

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

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

第１の好ましい実施形態に対応する上記の光学パラメータのいくつかの間の関係は、以下のとおりである。
ＣＴ３／ＣＴ２＝３．６３
ＥＦＬ／ＡＣ２３＝５．７３
ＡＬＴ／ＣＴ１＝３．２２
ＥＦＬ／（ＡＣ１２＋ＣＴ２）＝１３．８５
ＣＴ２／（ＡＣ１２＋ＡＣ４５）＝０．９０
ＣＴ３／ＡＣ２３＝１．１９
ＣＴ３／ＡＣ３４＝１５．７９
（ＣＴ４＋ＣＴ５）／ＣＴ１＝０．９６
ＡＬＴ／（ＣＴ４＋ＣＴ５）＝３．３６
ＡＣ２３／（ＡＣ３４＋ＡＣ４５）＝２．８０
ＡＡＧ／ＡＣ２３＝１．４４
ここで、
ＣＴ１は、第１のレンズ素子３の物体側の面３１と像側の面３２との間の光軸（Ｉ）における距離を表す。
ＣＴ２は、第２のレンズ素子４の物体側の面４１と像側の面４２との間の光軸（Ｉ）における距離を表す。
ＣＴ３は、第３のレンズ素子５の物体側の面５１と像側の面５２との間の光軸（Ｉ）における距離を表す。
ＣＴ４は、第４のレンズ素子６の物体側の面６１と像側の面６２との間の光軸（Ｉ）における距離を表す。
ＣＴ５は、第５のレンズ素子７の物体側の面７１と像側の面７２との間の光軸（Ｉ）における距離を表す。
ＡＬＴは、第１のレンズ素子３の物体側の面３１と像側の面３２との間の光軸（Ｉ）における距離と、第２のレンズ素子４の物体側の面４１と像側の面４２との間の光軸（Ｉ）における距離と、第３のレンズ素子５の物体側の面５１と像側の面５２との間の光軸（Ｉ）における距離と、第４のレンズ素子６の物体側の面６１と像側の面６２との間の光軸（Ｉ）における距離と、第５のレンズ素子７の物体側の面７１と像側の面７２との間の光軸（Ｉ）における距離と、の和を表す。
ＡＡＧは、第１のレンズ素子３の像側の面３２と第２のレンズ素子４の物体側の面４１との間の光軸（Ｉ）における距離と、第２のレンズ素子４の像側の面４２と第３のレンズ素子５の物体側の面５１との間の光軸（Ｉ）における距離と、第３のレンズ素子５の像側の面５２と第４のレンズ素子６の物体側の面６１との間の光軸（Ｉ）における距離と、第４のレンズ素子６の像側の面６２と第５のレンズ素子７の物体側の面７１との間の光軸（Ｉ）における距離と、の和を表す。
ＥＦＬ（ＥｆｆｅｃｔｉｖｅＦｏｃａｌＬｅｎｇｔｈ）は、撮像レンズ１０の有効焦点距離を表す。
ＡＣ１２は、第１のレンズ素子３の像側の面３２と第２のレンズ素子４の物体側の面４１との間の光軸（Ｉ）における距離を表す。
ＡＣ２３は、第２のレンズ素子４の像側の面４２と第３のレンズ素子５の物体側の面５１との間の光軸（Ｉ）における距離を表す。
ＡＣ３４は、第３のレンズ素子５の像側の面５２と第４のレンズ素子６の物体側の面６１との間の光軸（Ｉ）における距離を表す。
ＡＣ４５は、第４のレンズ素子６の像側の面６２と第５のレンズ素子７の物体側の面７１との間の光軸（Ｉ）における距離を表す。

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、４８６ｎｍ、５８８ｎｍ、６５６ｎｍ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±０．０３ｍｍの範囲内にあるので、第１の好ましい実施形態では、各波長で比較的低い球面収差を実現することが可能である。また、各視野での曲線間の焦点距離のずれが±０．０２５ｍｍの範囲を超えないので、第１の好ましい実施形態では、色収差が比較的低い。

図５（ｂ）および５（ｃ）から分かるように、これらの曲線の各々は、±０．０８ｍｍ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、±１．６％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４．９２ｍｍにまで縮小したとしても、依然として比較的良好な光学性能を実現することが可能である。

図６を参照する。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、以下のことにある。
第２のレンズ素子４の物体側の面４１は、該第２のレンズ素子４の周縁部近傍に凹部４１１を有する。第５のレンズ素子７の物体側の面７１は、該第５のレンズ素子７の周縁部近傍に凸部７１３を有する凸面である。第５のレンズ素子７の像側の面７２は、該第５のレンズ素子７の周縁部近傍に凹部７２３を有する凹面である。

第２の好ましい実施形態の面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図７に示している。撮像レンズ１０は、全系の焦点距離が４．０６ｍｍ、ＨＦＯＶが３３．００°、Ｆナンバーが２．７０、系の長さが５．０５ｍｍである。

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

第２の好ましい実施形態に対応する上記の光学パラメータのいくつかの間の関係は、以下のとおりである。
ＣＴ３／ＣＴ２＝２．１０
ＥＦＬ／ＡＣ２３＝６．４３
ＡＬＴ／ＣＴ１＝２．２５
ＥＦＬ／（ＡＣ１２＋ＣＴ２）＝１１．９６
ＣＴ２／（ＡＣ１２＋ＡＣ４５）＝２．１４
ＣＴ３／ＡＣ２３＝１．０３
ＣＴ３／ＡＣ３４＝９．６３
（ＣＴ４＋ＣＴ５）／ＣＴ１＝０．４９
ＡＬＴ／（ＣＴ４＋ＣＴ５）＝４．６３
ＡＣ２３／（ＡＣ３４＋ＡＣ４５）＝３．４６
ＡＡＧ／ＡＣ２３＝１．３４

図９（ａ）〜９（ｄ）は、第２の好ましい実施形態の縦球面収差、サジタル非点収差、タンジェンシャル非点収差、歪曲収差にそれぞれ対応するシミュレーション結果を示している。図９（ａ）、９（ｂ）、９（ｃ）、９（ｄ）から分かるように、第２の好ましい実施形態では、系の長さを５．０５ｍｍにまで縮小したとしても、比較的良好な光学性能を実現することが可能である。

図１０を参照して、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、以下のことにある。
第５のレンズ素子７の物体側の面７１は、該第５のレンズ素子７の周縁部近傍に凸部７１３を有する凸面である。第５のレンズ素子７の像側の面７２は、該第５のレンズ素子７の周縁部近傍に凹部７２３を有する凹面である。

第３の好ましい実施形態の面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図１１に示している。撮像レンズ１０は、全系の焦点距離が３．７６ｍｍ、ＨＦＯＶが３４．８４°、Ｆナンバー２．５４、系の長さが４．８７ｍｍである。

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

第３の好ましい実施形態に対応する上記の光学パラメータのいくつかの間の関係は、以下のとおりである。
ＣＴ３／ＣＴ２＝２．０９
ＥＦＬ／ＡＣ２３＝６．０７
ＡＬＴ／ＣＴ１＝３．７０
ＥＦＬ／（ＡＣ１２＋ＣＴ２）＝８．７４
ＣＴ２／（ＡＣ１２＋ＡＣ４５）＝２．００
ＣＴ３／ＡＣ２３＝１．１６
ＣＴ３／ＡＣ３４＝２０．６１
（ＣＴ４＋ＣＴ５）／ＣＴ１＝１．２５
ＡＬＴ／（ＣＴ４＋ＣＴ５）＝２．９６
ＡＣ２３／（ＡＣ３４＋ＡＣ４５）＝５．０９
ＡＡＧ／ＡＣ２３＝１．３３

図１３（ａ）〜１３（ｄ）は、第３の好ましい実施形態の縦球面収差、サジタル非点収差、タンジェンシャル非点収差、歪曲収差にそれぞれ対応するシミュレーション結果を示している。図１３（ａ）、１３（ｂ）、１３（ｃ）、１３（ｄ）から分かるように、第３の好ましい実施形態では、同様に、系の長さを４．８７ｍｍにまで縮小したとしても、比較的良好な光学性能を実現することが可能である。

図１４は、本発明に係る撮像レンズ１０の第４の好ましい実施形態を示しており、これは第１の好ましい実施形態のものと同様の構成を有するものである。

第４の好ましい実施形態の面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図１５に示している。撮像レンズ１０は、全系の焦点距離が４．０１ｍｍ、ＨＦＯＶが３６．００°、Ｆナンバーが２．６８、系の長さが５．３５ｍｍである。

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

第４の好ましい実施形態に対応する上記の光学パラメータのいくつかの間の関係は、以下のとおりである。
ＣＴ３／ＣＴ２＝２．２０
ＥＦＬ／ＡＣ２３＝６．４８
ＡＬＴ／ＣＴ１＝３．７１
ＥＦＬ／（ＡＣ１２＋ＣＴ２）＝８．５３
ＣＴ２／（ＡＣ１２＋ＡＣ４５）＝０．９０
ＣＴ３／ＡＣ２３＝１．４５
ＣＴ３／ＡＣ３４＝６．６８
（ＣＴ４＋ＣＴ５）／ＣＴ１＝０．９６
ＡＬＴ／（ＣＴ４＋ＣＴ５）＝３．８８
ＡＣ２３／（ＡＣ３４＋ＡＣ４５）＝１．１９
ＡＡＧ／ＡＣ２３＝１．９５

図１７（ａ）〜１７（ｄ）は、第４の好ましい実施形態の縦球面収差、サジタル非点収差、タンジェンシャル非点収差、歪曲収差にそれぞれ対応するシミュレーション結果を示している。図１７（ａ）、１７（ｂ）、１７（ｃ）、１７（ｄ）から分かるように、第４の好ましい実施形態では、同様に、系の長さを５．３５ｍｍにまで縮小したとしても、比較的良好な光学性能を実現することが可能である。

比較のために、４通りの好ましい実施形態に対応する上記の光学パラメータのいくつかの間の上記関係を示す表を、図１８に示している。本発明に係る撮像レンズ１０の光学パラメータの各々が以下の光学的関係を満たしている場合は、系の長さを縮小したとしても、依然として光学性能は比較的良好である。
ＥＦＬ／ＡＣ２３≧５．７０ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（２）
ＥＦＬ／（ＡＣ１２＋ＣＴ２）≧８．５０ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐（３）
ＣＴ３／ＡＣ２３≦１．４５ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（４）
ＡＬＴ／ＣＴ１≦３．７５ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（５）
ＣＴ２／（ＡＣ１２＋ＡＣ４５）≧０．９０ ‐‐‐‐‐‐‐‐（６）
（ＣＴ４＋ＣＴ５）／ＣＴ１≦１．２５ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（７）
ＡＣ２３／（ＡＣ３４＋ＡＣ４５）≧２．６０ ‐‐‐‐‐‐‐（８）
ＣＴ３／ＣＴ２≧１．８５ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（９）
ＣＴ３／ＡＣ３４≧１１．００ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（１０）
ＡＬＴ／（ＣＴ４＋ＣＴ５）≧２．９０ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（１１）
ＡＡＧ／ＡＣ２３≦２．１０ ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐（１２）

ＥＦＬを縮小すること、および隣接するレンズ素子間の距離を短縮することは、系の長さを縮小するのに好ましい。関係（２）を満たしている場合には、ＡＣ２３は、大きすぎることなく、適切な範囲内となり得る。ＥＦＬ／ＡＣ２３は、５．７０〜８．００の範囲であることが好ましい。

関係（３）を満たしている場合には、ＡＣ１２およびＣＴ２のそれぞれは、大きすぎることなく、適切な範囲内となり得る。ＥＦＬ／（ＡＣ１２＋ＣＴ２）は、８．５０〜１５．００の範囲であることが好ましい。

系の長さを縮小するために、ＣＴ３およびＡＣ２３を縮小することができる。第３のレンズ素子５の厚さと比較して、ＡＣ２３の縮小は相対的に小さい。関係（４）を満たしている場合には、ＣＴ３およびＡＣ２３のそれぞれは、系の長さを縮小するのに好ましい適切な範囲内となり得る。ＣＴ３／ＡＣ２３は、１．００〜１．４５の範囲であることが好ましい。

第１のレンズ素子３は正の屈折力を有するので、第１のレンズ素子３の厚さの縮小は比較的小さい。関係（５）を満たしている場合には、ＣＴ１およびＡＬＴのそれぞれは、系の長さを縮小するのに好ましい適切な範囲内となり得る。ＡＬＴ／ＣＴ１は、１．５０〜３．７５の範囲であることが好ましい。

系の長さを縮小するために、各レンズ素子の厚さ、および隣接するレンズ素子間の距離を縮小することができる。関係（６）を満たしている場合には、ＡＣ１２およびＡＣ４５は、大きすぎることなく、系の長さを縮小するのに好ましいものとなる。ＣＴ２／（ＡＣ１２＋ＡＣ４５）は、０．９０〜４．００の範囲であることが好ましい。

第４のレンズ素子６および第５のレンズ素子７は、光学有効半径が比較的大きいので、それらの各々の厚さは、製造を容易とするためには小さすぎてはならない。
ところが、厚さが大きいと、系の長さを縮小するために好ましくない。関係（７）を満たしている場合には、ＣＴ４およびＣＴ５のそれぞれは、系の長さを縮小するのに好ましい適切な範囲内となり得る。（ＣＴ４＋ＣＴ５）／ＣＴ１は、０．４０〜１．２５の範囲であることが好ましい。

第２のレンズ素子４の像側の面４２は、該第２のレンズ素子４の周縁部近傍に凹部４２１を有し、第３のレンズ素子５の物体側の面５１は、該第３のレンズ素子５の周縁部近傍に凹部５１１を有するので、ＡＣ２３は、若干大きいことが許容される。
ＡＣ２３と比較して、ＡＣ３４およびＡＣ４５のそれぞれの縮小は、相対的に大きくなる。関係（８）を満たしている場合には、ＡＣ２３、ＡＣ３４、およびＡＣ４５は、系の長さを縮小するのに好ましい適切な範囲内となり得る。ＡＣ２３／（ＡＣ３４＋ＡＣ４５）は、２．６０〜７．００の範囲であることが好ましい。

系の長さを縮小するために、レンズ素子の各々の厚さを縮小することができる。第２のレンズ素子４と比較して、第３のレンズ素子５の厚さの縮小を大きくすることができる。関係（９）を満たしている場合には、ＣＴ２およびＣＴ３のそれぞれは、系の長さを縮小するのに好ましい適切な範囲内となり得る。ＣＴ３／ＣＴ２は、１．８５〜５．００の範囲であることが好ましい。

系の長さを縮小するために、隣接するレンズ素子間の距離を縮小することができ、そしてＡＣ３４の縮小を比較的大きくすることができる。関係（１０）を満たしている場合には、ＣＴ３およびＡＣ３４のそれぞれは、系の長さを縮小するのに好ましい適切な範囲内となり得る。ＣＴ３／ＡＣ３４は、１１．００〜２２．００の範囲であることが好ましい。

第４のレンズ素子６および第５のレンズ素子７は、光学有効半径が比較的大きいので、それらの各々の厚さは、製造を容易とするためには小さすぎてはならない。ところが、厚さが大きいと、系の長さを縮小するために好ましくない。関係（１１）を満たしている場合には、ＣＴ４およびＣＴ５のそれぞれは、系の長さを縮小するのに好ましい適切な範囲内となり得る。ＡＬＴ／（ＣＴ４＋ＣＴ５）は、２．９０〜６．５０の範囲であることが好ましい。

関係（１２）を満たしている場合には、ＡＡＧおよびＡＣ２３のそれぞれは、大きすぎることなく、系の長さを縮小するのに好ましい適切な範囲内となり得る。ＡＡＧ／ＡＣ２３は、１．００〜２．１０の範囲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の効果および利点は、以下のように説明される。
１．第１のレンズ素子３の正の屈折力によって、センサ周縁部における撮像光の主光線の角度を抑えるように、集光能力を高めることができ、これにより、平行な光入力を作り出して、歪みのない像を確保する。
２．第２のレンズ素子４の像側の面４２が、該第２のレンズ素子４の周縁部近傍に凹部４２１を有し、第３のレンズ素子５の物体側の面５１が、該第３のレンズ素子５の周縁部近傍に凹部５１１を有することによって、像のエッジでの像品質を確保するように、像収差を補正することができる。
３．第４のレンズ素子６が、物体側の面６１の光軸（Ｉ）近傍に凸部６１１を有し、像側の面６２の光軸（Ｉ）近傍に凹部６２１を有することによって、像収差がより良好に補正されるようになる。
４．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。さらに、該第５のレンズ素子７の周縁部近傍にある凸部７２２と協働することによって、像品質を向上させることができる。
５．ＥＦＬ／ＡＣ２３、ＥＦＬ／（ＡＣ１２＋ＣＴ２）、ＣＴ３／ＡＣ２３、ＡＬＴ／ＣＴ１、ＣＴ２／（ＡＣ１２＋ＡＣ４５）、（ＣＴ４＋ＣＴ５）／ＣＴ１、ＡＣ２３／（ＡＣ３４＋ＡＣ４５）、ＣＴ３／ＣＴ２、ＣＴ３／ＡＣ３４、ＡＬＴ／（ＣＴ４＋ＣＴ５）、およびＡＡＧ／ＡＣ２３などの関連する光学パラメータの設計によって、球面収差などの光学収差を低減することができ、またはさらに除去することもできる。
また、レンズ素子３〜７の面設計および配置によって、系の長さを縮小した場合でも、依然として光学収差を低減または除去することができ、その結果、比較的良好な光学性能が得られる。
６．前述の４通りの好ましい実施形態によって、経済的メリットを伴う薄型化された関連製品の開発を図るために、本発明の系の長さを６ｍｍ未満にまで縮小できることが分かっている。

撮像レンズ１０の第１の適用例を図１９に示しており、この例では、撮像レンズ１０は、携帯型電子機器１（携帯電話機など）のハウジング１１内に配置されて、該携帯型電子機器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が配置される台座ユニット１２０と、像面９（図２を参照）に配置されて像を取り込むために撮像レンズ１０と作用的に関連付けられる撮像センサ１３０と、を有している。

台座ユニット１２０は、鏡筒２１が配置される第１の座部１２１と、第１の座部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の座部１２２と、を含んでいる。鏡筒２１、および台座ユニット１２０の第１の座部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２０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、台座ユニット１２０が，ボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Ｖｏｉｃｅ‐ＣｏｉｌＭｏｔｏｒ）として構成されていることであり、第１の座部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。

撮像レンズ１０の焦点制御のために、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の座部１２２に配置される。第２の適用例における携帯型電子機器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携帯型電子機器１は、良好な光学性能および撮像性能を有しながら、比較的縮小された全厚となるように構成することができ、これによって、材料のコストが削減され、また、製品の小型化要求が満たされる。

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

Claims

撮像レンズであって、
開口絞りと、各々が物体側に向いた物体側の面と像側に向いた像側の面とを有する、第１のレンズ素子と、第２のレンズ素子と、第３のレンズ素子と、第４のレンズ素子と、第５のレンズ素子と、を当該順序で物体側から像側へ亘って備え、当該撮像レンズに対し全体として屈折力を有せしめるレンズ素子が前記第１乃至第５のレンズ素子のみからなり、
前記第１のレンズ素子は、正の屈折力を有し、
前記第２のレンズ素子は、周縁部近傍に凹部をなす前記像側の面を有し、
前記第３のレンズ素子は、周縁部近傍に凹部をなす前記物体側の面を有し、
前記第４のレンズ素子は、当該撮像レンズの光軸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を有する
ことを特徴とする撮像レンズ。
当該撮像レンズの有効焦点距離を示すＥＦＬと、前記第２のレンズ素子の前記像側の面と前記第３のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＡＣ２３とは、不等式ＥＦＬ／ＡＣ２３≧５．７０を満たすことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
前記第２のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＣＴ２と、前記第１のレンズ素子の前記像側の面と前記第２のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＡＣ１２と、前記第４のレンズ素子の前記像側の面と前記第５のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＡＣ４５とは、不等式ＣＴ２／（ＡＣ１２＋ＡＣ４５）≧０．９０をさらに満たすことを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
前記第４のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＣＴ４と、前記第５のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＣＴ５と、前記第１のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＣＴ１と、前記第３のレンズ素子の前記像側の面と前記第４のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＡＣ３４とは、不等式（ＣＴ４＋ＣＴ５）／ＣＴ１≦１．２５かつＡＣ２３／（ＡＣ３４＋ＡＣ４５）≧２．６０をさらに満たすことを特徴とする請求項３に記載の撮像レンズ。
当該撮像レンズの有効焦点距離を示すＥＦＬと、前記第１のレンズ素子の前記像側の面と前記第２のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＡＣ１２と、前記第２のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＣＴ２とは、不等式ＥＦＬ／（ＡＣ１２＋ＣＴ２）≧８．５０を満たすことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
前記第３のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＣＴ３と、前記第２のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＣＴ２とは、不等式ＣＴ３／ＣＴ２≧１．８５をさらに満たすことを特徴とする請求項５に記載の撮像レンズ。
前記第２のレンズ素子の前記像側の面と前記第３のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＡ２３と、
前記第３のレンズ素子の前記像側の面と前記第４のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＡＣ３４と、
前記第４のレンズ素子の前記像側の面と前記第５のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＡＣ４５と、
前記第１のレンズ素子の前記像側の面と前記第２のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離と、前記第２のレンズ素子の前記像側の面と前記第３のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離と、前記第３のレンズ素子の前記像側の面と前記第４のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離と、前記第４のレンズ素子の前記像側の面と前記第５のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離と、の和を示すＡＡＧとは、不等式
ＡＣ２３／（ＡＣ３４＋ＡＣ４５）≧２．６０かつＡＡＧ／ＡＣ２３≦２．１０
をさらに満たすことを特徴とする請求項６に記載の撮像レンズ。
前記第２のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＣＴ２と、前記第１のレンズ素子の前記像側の面と前記第２のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＡＣ１２と、前記第４のレンズ素子の前記像側の面と前記第５のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＡＣ４５とは、不等式ＣＴ２／（ＡＣ１２＋ＡＣ４５）≧０．９０を満たすことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
前記第３のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＣＴ３と、前記第３のレンズ素子の前記像側の面と前記第４のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＡＣ３４とは、不等式ＣＴ３／ＡＣ３４≧１１．００をさらに満たす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のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離と、前記第２のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離と、前記第３のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離と、前記第４のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離と、前記第５のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離と、の和を示すＡＬＴと、
前記第４のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＣＴ４と、
前記第５のレンズ素子の前記物体側の面と前記像側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＣＴ５と、
前記第２のレンズ素子の前記像側の面と前記第３のレンズ素子の前記物体側の面との間の前記光軸に沿った距離を示すＡＣ２３とは、不等式
ＡＬＴ／（ＣＴ４＋ＣＴ５）≧２．９０かつＡＣ２３／（ＡＣ３４＋ＡＣ４５）≧２．６０
をさらに満たすことを特徴とする請求項９に記載の撮像レンズ。