JP2014174549A - 撮像レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】良好な光学性能を維持しつつ、系の長さが比較的短い撮像レンズを提供する。
【解決手段】撮像レンズ１０は、物体側から順に、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、第１のレンズ素子３は、正の屈折力を有し、光軸近傍に凸部をなす像側の面を有し、第２のレンズ素子４は、負の屈折力を有し、周縁部近傍に凸部をなす物体側の面と、光軸近傍に凹部をなす像側の面とを有し、第３のレンズ素子５は、周縁部近傍に凹部をなす物体側の面と、周縁部近傍に凸部をなす像側の面とを有し、第４のレンズ素子６は、光軸近傍に凹部をなす物体側の面と、光軸近傍に凸部をなす像側の面とを有し、第５のレンズ素子７は、光軸近傍に凸部をなす物体側の面と、光軸近傍に凹部をなし且つ周縁部近傍に凸部をなす像側の面とを有する。
【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：Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）および相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ：Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ‐Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）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。

このような背景において、特許文献１、特許文献２、特許文献３はそれぞれ、５つのレンズ素子を有する従来の撮像レンズを開示しており、その第１のレンズ素子は、負の屈折力を有する。

特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８はそれぞれ、５つのレンズ素子を有する従来の撮像レンズを開示しており、その第５のレンズ素子は、比較的大きい厚さを有し、従って、小型化された電子機器で用いるのに適していない。

特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４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おり、その間隙幅の和は、不適切に大きい。

米国特許出願公開第２０１１／０１７６０４９号 米国特許出願公開第２０１１／０３１６９６９号 米国特許第７４８０１０５号 米国特許出願公開第２０１２／０２１２６６０号 米国特許出願公開第２０１０／０２５４０２９号 米国特許出願公開第２０１２／０２５０１６７号 特開２００８−２８１７６０号公報 特開２０１２−２０８３２６号公報 米国特許出願公開第２０１２／００６９４５５号 米国特許出願公開第２０１２／００８７０１９号 米国特許出願公開第２０１２／００８７０２０号 特開２０１０−２２４５２１号公報 特開２０１０−１５２０４２号公報 特開２０１０−０２６４３４号公報

このように、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、ある種の小型化された電子機器での使用には適していない。例えば、特許文献７で開示されている従来の撮像レンズは、１６ｍｍを超える系の長さを有し、これは、携帯電話機およびデジタルカメラなどの小型化には不都合となり得る。

そこで、本発明の目的は、良好な光学性能を維持しつつ、系の長さが比較的短い撮像レンズを提供することである。

よって、本発明の撮像レンズは、光軸に沿って物体側から像側へ順に配置される、開口絞りと、第１のレンズ素子と、第２のレンズ素子と、第３のレンズ素子と、第４のレンズ素子と、第５のレンズ素子とを備える。第１、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し、第１のレンズ素子の像側の面は、光軸近傍に凸部を有する。

第２のレンズ素子は負の屈折力を有し、第２のレンズ素子の物体側の面は、該第２のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を有する。第２のレンズ素子の像側の面は、光軸近傍に凹部を有する。

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

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

第５のレンズ素子の物体側の面は、光軸近傍に凸部を有する。第５のレンズ素子の像側の面は、光軸近傍に凹部を有するとともに、該第５のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を有する。

本発明の撮像レンズは、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電子機器を提供することである。

よって、本発明の電子機器は、ハウジングと撮像モジュールとを備える。撮像モジュールは、ハウジング内に配置されており、本発明の撮像レンズと、撮像レンズが配置される鏡筒と、鏡筒が配置されるホルダユニットと、撮像レンズに対して像側に配置される撮像センサと、を有している。

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

本発明に係るレンズ素子の面の様々な部分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す表である。 “ｘ”、“ｙ”、および“ｚ”軸を持つデカルト座標系でレンズ素子を示す図である。 第１の好ましい実施形態の撮像レンズに対応する光学的関係のいくつかのパラメータの値を示している。 （ａ）から（ｄ）は、第１の好ましい実施形態の撮像レンズの様々な光学特性を示している。 本発明に係る撮像レンズの第２の好ましい実施形態を示す模式図である。 第２の好ましい実施形態の撮像レンズに対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表である。 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ている。 （ａ）から（ｄ）は、第２の好ましい実施形態の撮像レンズの様々な光学特性を示している。 本発明に係る撮像レンズの第３の好ましい実施形態を示す模式図である。 第３の好ましい実施形態の撮像レンズに対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表である。 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ている。 （ａ）から（ｄ）は、第３の好ましい実施形態の撮像レンズの様々な光学特性を示している。 本発明に係る撮像レンズの第４の好ましい実施形態を示す模式図である。 第４の好ましい実施形態の撮像レンズに対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表である。 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ている。 （ａ）から（ｄ）は、第４の好ましい実施形態の撮像レンズの様々な光学特性を示している。 本発明に係る撮像レンズの第５の好ましい実施形態を示す模式図である。 第５の好ましい実施形態の撮像レンズに対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表である。 第５の好ましい実施形態の撮像レンズに対応する光学的関係のいくつかのパラメータの値を示している。 （ａ）から（ｄ）は、第５の好ましい実施形態の撮像レンズの様々な光学特性を示している。 第１、第２、第３、第４、第５の好ましい実施形態の撮像レンズに対応する他の光学的関係のパラメータの値を示す表である。 本発明の撮像レンズの第１の適用例を示す部分断面模式図である。 本発明の撮像レンズの第２の適用例を示す部分断面模式図である。

本発明についてより詳細に説明するに当たり、留意されるべきことは、類似の要素は、本開示全体を通して同一の参照符号で示しているということである。

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

図２を参照する。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、それらのうち少なくとも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。物体側の面３１は凸面である。像側の面３２は、凸面であり、光軸（Ｉ）近傍に凸部３２１を有する。

第２のレンズ素子４は、負の屈折力を有する。物体側の面４１は、該第２のレンズ素子４の周縁部近傍に凸部４１１を有する凸面である。像側の面４２は、光軸（Ｉ）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。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。像側の面５２は、該第３のレンズ素子５の周縁部近傍に凸部５２１を有する凸面である。

第４のレンズ素子６は、正の屈折力を有する。物体側の面６１は、光軸（Ｉ）近傍に凹部６１１を有する凹面である。像側の面６２は、光軸（Ｉ）近傍に凸部６２１を有する凸面である。

第５のレンズ素子７は、負の屈折力を有する。物体側の面７１は、光軸（Ｉ）近傍に第１の凸部７１１を有するとともに、該第５のレンズ素子７の周縁部近傍に第２の凸部７１３を有し、さらに第１と第２の凸部７１１、７１３の間に凹部７１２を有する。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。第１の好ましい実施形態では、撮像レンズ１０は、有効焦点距離（ＥＦＬ：Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｆｏｃａｌ Ｌｅｎｇｔｈ）が４．１１ｍｍ、半視野（ＨＦＯＶ：Ｈａｌｆ Ｆｉｅｌｄ‐Ｏｆ‐Ｖｉｅｗ）が３４．８５°、Ｆナンバーが２．４０、系の長さ（すなわち、物体側の面３１から像面９までの光軸（Ｉ）における長さ）が４．８１ｍｍである。

物体側の面３１〜７１および像側の面３２〜７２の各々は、次の光学的関係を満たす非球面である。

ここで、
「Ｚ」は、非球面の深さ（すなわち、光軸（Ｉ）と交差する非球面上の点に接する接平面から非球面上の任意の点までの距離）を表す。
「ｃ」は、非球面の頂点曲率を表す。
「Ｋ」は、非球面の円錐定数を表す。
「ｒ」は、非球面の径方向の距離を表し、「ｘ」の２乗と「ｙ」の２乗の和の平方根をとった結果に等しい。

「ｒ_n」は、正規化半径（ＮＲＡＤＩＵＳ）を表す。
「ｕ」は、「ｒ」を「ｒ_n」で除算した結果である。
「ａ_m」は、ｍ番目の次数の係数を表す。
「Ｑ_m ^con」は、ｍ番目の次数の「Ｑ^con」多項式を表す。
「ｘ」と「ｙ」は、図４に示すように、互いに直交する軸をそれぞれ表す。
「ｚ」は、「ｘ」軸と「ｙ」軸に直交し、光軸（Ｉ）と一致する軸である。

図５は、第１の好ましい実施形態に対応する光学的関係（１）のいくつかのパラメータの値を示す表を示している。第１の好ましい実施形態の撮像レンズ１０は、以下を満たしている。
ＡＬＴ／Ｔ４＝４．０８；
ＡＬＴ／Ｇａａ＝１．９６；
ＡＬＴ／Ｇ４５＝７．９９；
Ｇ３４／Ｇ４５＝１．２１；
Ｔ４／Ｔ５＝１．２６；
ＴＴＬ／ＡＬＴ＝２．１２；
ＴＴＬ／Ｇａａ＝４．１７；
Ｇ４５／Ｔ２＝０．９１；
Ｔ４／Ｇ３４＝１．６２；
Ｇａａ／Ｔ５＝２．６１；
Ｔ４／Ｔ２＝１．７８、
ここで、
「Ｔ２」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（すなわち、第２のレンズ素子４の光軸（Ｉ）における厚さ）を表す。
「Ｔ４」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（すなわち、第４のレンズ素子６の光軸（Ｉ）における厚さ）を表す。
「Ｔ５」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（すなわち、第５のレンズ素子７の光軸（Ｉ）における厚さ）を表す。
「Ｇａａ」は、第１と第２のレンズ素子３、４間の光軸（Ｉ）における間隙幅と、第２と第３のレンズ素子４、５間の光軸（Ｉ）における間隙幅と、第３と第４のレンズ素子５、６間の光軸（Ｉ）における間隙幅と、第４と第５のレンズ素子６、７間の光軸（Ｉ）における間隙幅と、の和を表す。
「Ｇ３４」は、第３と第４のレンズ素子５、６間の光軸（Ｉ）における間隙幅を表す。
「Ｇ４５」は、第４と第５のレンズ素子６、７間の光軸（Ｉ）における間隙幅を表す。
「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。
「ＴＴＬ」は、第１のレンズ素子３の物体側の面３１と像面９との間の光軸（Ｉ）における距離を表す。

図６（ａ）〜６（ｄ）は、第１の好ましい実施形態の縦球面収差、サジタル非点収差、タンジェンシャル非点収差、歪曲収差にそれぞれ対応するシミュレーション結果を示している。このシミュレーション結果の各々では、４７０ｎｍ、５８８ｎｍ、６５０ｎｍの波長にそれぞれ対応する曲線を示している。

図６（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±０．０２５ｍｍ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±０．０１ｍｍ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６（ｂ）および６（ｃ）から分かるように、これらの曲線の各々は、±０．０２５ｍｍ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６（ｄ）に示すように、歪曲収差に対応する曲線の各々は、±２．５％の範囲内にあるので、第１の好ましい実施形態は、多くの光学系の撮像品質要求を満たすことが可能である。

上記のことから、第１の好ましい実施形態の撮像レンズ１０は、系の長さを４．８１ｍｍにまで縮小しても、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７を参照する。第１と第２の好ましい実施形態の違いは、第２の好ましい実施形態では、第３のレンズ素子５が負の屈折力を有することにある。

第２の好ましい実施形態の面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図８に示している。第２の好ましい実施形態では、撮像レンズ１０は、ＥＦＬが４．１１ｍｍ、ＨＦＯＶが３４．８４°、Ｆナンバーが２．４０、系の長さが４．９１ｍｍである。

図９は、第２の好ましい実施形態に対応する光学的関係（１）のいくつかのパラメータの値を示す表を示している。第２の好ましい実施形態の撮像レンズ１０は、以下を満たしている。
ＡＬＴ／Ｔ４＝３．８２；
ＡＬＴ／Ｇａａ＝２．２８；
ＡＬＴ／Ｇ４５＝７．９９；
Ｇ３４／Ｇ４５＝０．７３；
Ｔ４／Ｔ５＝１．４３；
ＴＴＬ／ＡＬＴ＝２．０１；
ＴＴＬ／Ｇａａ＝４．５９；
Ｇ４５／Ｔ２＝１．３９；
Ｔ４／Ｇ３４＝２．８７；
Ｇａａ／Ｔ５＝２．４０；
Ｔ４／Ｔ２＝２．９１。

図１０（ａ）〜１０（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１０（ａ）、１０（ｂ）、１０（ｃ）、１０（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４．９１ｍｍ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１１を参照する。第１と第３の好ましい実施形態の違いは、面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値、および光学的関係１のいくつかのパラメータの値にある。

第３の好ましい実施形態の面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図１２に示している。第３の好ましい実施形態では、撮像レンズ１０は、ＥＦＬが４．１２ｍｍ、ＨＦＯＶが３４．８７°、Ｆナンバーが２．４０、系の長さが４．８３ｍｍである。

図１３は、第３の好ましい実施形態に対応する光学的関係（１）のいくつかのパラメータの値を示す表を示している。第３の好ましい実施形態の撮像レンズ１０は、以下を満たしている。
ＡＬＴ／Ｔ４＝４．０６；
ＡＬＴ／Ｇａａ＝１．７７；
ＡＬＴ／Ｇ４５＝５．５０；
Ｇ３４／Ｇ４５＝０．８２；
Ｔ４／Ｔ５＝１．４５；
ＴＴＬ／ＡＬＴ＝２．１６；
ＴＴＬ／Ｇａａ＝３．８４；
Ｇ４５／Ｔ２＝１．８４；
Ｔ４／Ｇ３４＝１．６５；
Ｇａａ／Ｔ５＝３．３２；
Ｔ４／Ｔ２＝２．５０。

図１４（ａ）〜１４（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１４（ａ）、１４（ｂ）、１４（ｃ）、１４（ｄ）から分かるように、第３の好ましい実施形態では、系の長さを４．８３ｍｍ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１５を参照する。第１と第４の好ましい実施形態の違いは、面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値、および光学的関係１のいくつかのパラメータの値にある。

第４の好ましい実施形態の面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図１６に示している。第４の好ましい実施形態では、撮像レンズ１０は、ＥＦＬが４．１２ｍｍ、ＨＦＯＶが３４．８８°、Ｆナンバーが２．４０、系の長さが４．７７ｍｍである。

図１７は、第４の好ましい実施形態に対応する光学的関係（１）のいくつかのパラメータの値を示す表を示している。第４の好ましい実施形態の撮像レンズ１０は、以下を満たしている。
ＡＬＴ／Ｔ４＝４．３２；
ＡＬＴ／Ｇａａ＝１．５１；
ＡＬＴ／Ｇ４５＝６．００；
Ｇ３４／Ｇ４５＝１．３９；
Ｔ４／Ｔ５＝１．１３；
ＴＴＬ／ＡＬＴ＝２．２８；
ＴＴＬ／Ｇａａ＝３．４５；
Ｇ４５／Ｔ２＝１．５９；
Ｔ４／Ｇ３４＝１．００；
Ｇａａ／Ｔ５＝３．２２；
Ｔ４／Ｔ２＝２．２０。

図１８（ａ）〜１８（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１８（ａ）、１８（ｂ）、１８（ｃ）、１８（ｄ）から分かるように、第４の好ましい実施形態では、系の長さを４．７７ｍｍ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１９を参照する。第１と第５の好ましい実施形態の違いは、第５の好ましい実施形態では、第５のレンズ素子７の物体側の面７１が、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７１４を有することにある。

第５の好ましい実施形態の面３１〜８１、３２〜８２に対応するいくつかの光学パラメータの値を示す表を、図２０に示している。第５の好ましい実施形態では、撮像レンズ１０は、ＥＦＬが４．１２ｍｍ、ＨＦＯＶが３４．８７°、Ｆナンバーが２．４０、系の長さが４．８２ｍｍである。

図２１は、第５の好ましい実施形態に対応する光学的関係（１）のいくつかのパラメータの値を示す表を示している。第５の好ましい実施形態の撮像レンズ１０は、以下を満たしている。
ＡＬＴ／Ｔ４＝３．８０；
ＡＬＴ／Ｇａａ＝２．０５；
ＡＬＴ／Ｇ４５＝７．９９；
Ｇ３４／Ｇ４５＝１．０５；
Ｔ４／Ｔ５＝１．３７；
ＴＴＬ／ＡＬＴ＝２．１２；
ＴＴＬ／Ｇａａ＝４．３５；
Ｇ４５／Ｔ２＝１．２９；
Ｔ４／Ｇ３４＝２．００；
Ｇａａ／Ｔ５＝２．５５；
Ｔ４／Ｔ２＝２．７５。

図２２（ａ）〜２２（ｄ）は、第５の好ましい実施形態の縦球面収差、サジタル非点収差、タンジェンシャル非点収差、歪曲収差にそれぞれ対応するシミュレーション結果を示している。図２２（ａ）、２２（ｂ）、２２（ｃ）、２２（ｄ）から分かるように、第５の好ましい実施形態では、系の長さを４．８２ｍｍ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、上記の光学的関係のいくつかと、好ましい実施形態の各々に対応するその値を示す表を、図２３に示している。

撮像レンズ１０が光学的関係２〜１２を満たしている場合は、光学性能を著しく損なうことなく、系の長さを効果的に縮小することができる。

第３のレンズ素子５の像側の面５２に凸部５２１があることによって、第３と第４のレンズ素子５、６の周縁部間の干渉を効果的に抑えることで、光学的関係（２）を満たすように、第３と第４のレンズ素子５、６間の間隙幅（すなわち、「Ｇ３４」）を大幅に縮小することができる。撮像レンズ１０は、光学的関係（２）を満たすだけではなく、さらにＧ３４／Ｇ４５≧１．００（または、それほど厳しくない構成では、Ｇ３４／Ｇ４５≧０．５０）を満たしていることが好ましい。

系の長さを抑えるためには、長さの縮小において、レンズ素子３〜７の厚さの和を減少させることが好ましい。撮像レンズ１０が光学的関係（３）を満たしていると、系の長さを効果的に縮小することができる。撮像レンズ１０は、光学的関係（３）を満たすだけではなく、さらにＡＬＴ／Ｇ４５≧５．００を満たしていることが好ましい。

第２のレンズ素子４は、一般に、光学有効半径が比較的小さく、負の屈折力を有するレンズ素子であり、従って、その厚さをより多く縮小することが可能となる。
一方、第４のレンズ素子６は、一般に、光学有効半径が比較的大きいレンズ素子であり、このため、第４のレンズ素子６の厚さは、比較的大きくなることがある。従って、撮像レンズ１０が光学的関係（４）を満たしていると、第４と第２のレンズ素子６、４の厚さは、最適な範囲内となり得る。

系の長さを縮小する際には、製造の難しさを考慮する必要がある。撮像レンズ１０が光学的関係（５）を満たしていると、第４のレンズ素子６の厚さ、および第３と第４のレンズ素子５、６間の間隙幅（すなわち、「Ｇ３４」）が、最適な範囲内となることで、製造の難しさが効果的に軽減される。撮像レンズ１０は、光学的関係（５）を満たすだけではなく、さらにＴ４／Ｇ３４≧０．８０を満たしていることが好ましい。

第２のレンズ素子４は、一般に、光学有効半径が比較的小さく、負の屈折力を有するレンズ素子であり、従って、その厚さをより多く縮小することが可能となる。従って、撮像レンズ１０は光学的関係（６）を満たすことができ、さらにＧ４５／Ｔ２≦２．００を満たしていることがより好ましい。

系の長さの縮小において、撮像レンズ１０が光学的関係（７）を満たしていると、レンズ素子３〜７の光軸（Ｉ）における厚さの和（すなわち、「ＡＬＴ」）、およびレンズ素子３〜７間の光軸（Ｉ）における間隙幅の和（すなわち、「Ｇａａ」）が、最適な範囲内となることで、撮像レンズ１０の製造が容易となる。撮像レンズ１０は、光学的関係（７）を満たすだけではなく、さらにＡＬＴ／Ｇａａ≧１．３０を満たしていることが好ましい。

実際には、第４と第５のレンズ素子６、７はそれぞれ、一般に、光学有効半径が比較的大きいレンズ素子である。従って、第４と第５のレンズ素子６、７はそれぞれ、製造が容易となるように、ある程度の厚さを有する必要がある。撮像レンズ１０が光学的関係（８）を満たしていると、第４と第５のレンズ素子６、７の厚さが最適化され得る。撮像レンズ１０は、光学的関係（８）を満たすだけではなく、さらにＴ４／Ｔ５≦１．７０を満たしていることが好ましい。

長さの縮小において、光学的関係（９）を満たすように、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（すなわち、「ＴＴＬ」）、およびレンズ素子３〜７間の間隙幅の和（すなわち、「Ｇａａ」）が減少され得ると、さらに、第５のレンズ素子７の像側の面７２と像面９との間の光軸（Ｉ）における距離である撮像レンズ１０の後側焦点距離（ＢＦＬ：Ｂａｃｋ Ｆｏｃａｌ Ｌｅｎｇｔｈ）、およびレンズ素子３〜７の光軸（Ｉ）における厚さの和（すなわち、「ＡＬＴ」）も減少され得ることで、第１のレンズ素子３と像面９との間の距離（すなわち、「ＴＴＬ」）をより多く縮小することが可能となる。撮像レンズ１０は、光学的関係（９）を満たすだけではなく、さらにＴＴＬ／Ｇａａ≧３．００を満たしていることが好ましい。

撮像レンズ１０が光学的関係（１０）を満たしていると、レンズ素子３〜７間の光軸（Ｉ）における間隙幅の和（すなわち、「Ｇａａ」）、および第５のレンズ素子７の光軸（Ｉ）における厚さ（すなわち、「Ｔ５」）が最適化され得ることで、製造の難しさが軽減される。撮像レンズ１０は、光学的関係（１０）を満たすだけではなく、さらにＧａａ／Ｔ５≦３．５０を満たしていることが好ましい。

撮像レンズ１０が光学的関係（１１）を満たしていると、第１のレンズ素子３と像面９との間の距離（すなわち、「ＴＴＬ」）、およびレンズ素子３〜７の厚さの和（すなわち、「ＡＬＴ」）が最適化され得ることで、製造の難しさが軽減される。撮像レンズ１０は、光学的関係（１１）を満たすだけではなく、さらにＴＴＬ／ＡＬＴ≦２．５０を満たしていることが好ましい。

撮像レンズ１０が光学的関係（１２）を満たしていると、レンズ素子３〜７の光軸（Ｉ）における厚さの和（すなわち、「ＡＬＴ」）、および第４のレンズ素子６の光軸（Ｉ）における厚さ（すなわち、「Ｔ４」）が最適化され得る。撮像レンズ１０は、光学的関係（１２）を満たすだけではなく、さらにＡＬＴ／Ｔ４≧３．５０を満たしていることが好ましい。

好ましい実施形態の各々の撮像レンズ１０は、従来技術に比して、いくつかの利点がある。

まず第１に、第１のレンズ素子３の正の屈折力と、第１のレンズ素子３の像側の面３２の凸部３２１とによって、第１のレンズ素子３は比較的良好な集光能力を有し、このため、撮像光が撮像レンズ１０から像面９の周縁部に到達する主光線の角度を効果的に抑えることが可能であり、これによって、得られる像の品質が向上する。開口絞り２との協働によって、撮像レンズ１０の系の長さをさらに縮小することができる。
また、第３のレンズ素子５が正の屈折力を有する構成によって、第１のレンズ素子３の正の屈折力を分担することができ、これにより、製造誤差に対する撮像レンズ１０の感度が低減される。

第２に、第２のレンズ素子４の負の屈折力と、物体側の面４１の凸部４１１と、像側の面４２の凹部４２１と、物体側の面５１の凹部５１１と、像側の面５２の凸部５２１と、物体側の面６１の凹部６１１と、像側の面６２の凸部６２１とによって、撮像レンズ１０は、収差が比較的低い。

第３に、第５のレンズ素子７の像側の面７２の凹部７２１および凸部７２２の構成は、撮像レンズ１０の像面湾曲および高次収差を補正し、像面９の周縁部における撮像光の主光線の角度を抑えるのに適しているため、撮像レンズ１０と作用的に関連付けられる撮像センサの感度が向上する。第５のレンズ素子７の物体側の面７１の凸部７１１との協働によって、撮像レンズ１０の系の長さをさらに縮小することができる。

第４に、光学的関係（２）〜（１２）を満たすように撮像レンズ１０を構成することによって、撮像レンズ１０の収差（例えば、球面収差）を効果的に抑えることが可能である。レンズ素子３〜７の配置およびそれらの面３１〜７１、３２〜７２の設計との協働によって、光学性能を著しく損なうことなく、撮像レンズ１０の系の長さを縮小することができる。

第５に、好ましい実施形態の各々の撮像レンズ１０の系の長さは５ｍｍ未満であるので、撮像レンズ１０は、小型化された電子機器で用いるのに適している。

本発明の撮像レンズ１０の第１の適用例を図２４に示す。この例では、撮像レンズ１０は、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、撮像レンズ１０に対して像側に、より具体的には像面９に配置される撮像センサ１３０と、を有している。撮像センサ１３０は、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。

台座ユニット１２０は、軸線（ＩＩ）に沿って鏡筒２１と共に同軸状に配置される鏡筒保持モジュール１２１と、鏡筒保持モジュール１２１と撮像センサ１３０との間に配置されるセンサ保持モジュール１２２と、を含んでいる。鏡筒２１は、実質的に鏡筒保持モジュール１２１内に配置される。

本発明の撮像レンズ１０の第２の適用例を図２５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‐Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）の形で実現されることであり、鏡筒保持モジュール１２１は、第１および第２のホルダ部１２３、１２４と、コイル１２５と、磁性部品１２６と、を含んでいる。
第１のホルダ部１２３は、鏡筒２１の外面に当接して、軸線（ＩＩＩ）に沿って鏡筒２１と共に配置される。第２のホルダ部１２４は、第１のホルダ部１２３を実質的に取り囲んで、軸線（ＩＩＩ）に沿って配置される。コイル１２５は、第１のホルダ部１２３と第２のホルダ部１２４との間に配置される。磁性部品１２６は、コイル１２５と第２のホルダ部１２４との間に配置される。

鏡筒保持モジュール１２１の第１のホルダ部１２３は、鏡筒２１およびその中の撮像レンズ１０と共に、軸線（ＩＩＩ）に沿って動くことができる。センサ保持モジュール１２２は、第２のホルダ部１２４に当接している。光学フィルタ８は、センサ保持モジュール１２２に配置される。第２の適用例における電子機器１の他の構成要素の構成および配置は、第１の適用例のものと同じであり、従って、簡潔にするため、以下では説明しない。

要約すると、本発明の撮像レンズ１０は、光学性能を損なうことなく５ｍｍ未満にまで縮小される撮像レンズ１０の系の長さによって、上記適用例で例示したものなど、比較的小さな寸法の様々な電子機器で用いるのに適している。電子機器の大きさが縮小されることによって、電子機器の製造に要する材料の量ひいてはコストも削減される。

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 (9)

1. 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、を当該順序で光軸に沿って物体側から像側へ亘って備え、当該撮像レンズに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、正の屈折力を有するとともに、光軸近傍に凸部をなす前記像側の面を有し、
   前記第２のレンズ素子は、負の屈折力を有するとともに、当該第２のレンズ素子の周縁部近傍に凸部をなす前記物体側の面と、光軸近傍に凹部をなす前記像側の面と、を有し、
   前記第３のレンズ素子は、当該第３のレンズ素子の周縁部近傍に凹部をなす前記物体側の面と、当該第３のレンズ素子の周縁部近傍に凸部をなす前記像側の面と、を有し、
   前記第４のレンズ素子は、光軸近傍に凹部をなす前記物体側の面と、光軸近傍に凸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、光軸近傍に凸部をなす前記物体側の面と、光軸近傍に凹部をなし且つ当該第５のレンズ素子の周縁部近傍に凸部をなす前記像側の面と、を有する
   ことを特徴とする撮像レンズ。
2. 前記第３と第４のレンズ素子間の光軸に沿った間隙幅を示すＧ３４と、
   前記第４と第５のレンズ素子間の光軸に沿った間隙幅を示すＧ４５とは、
   Ｇ３４／Ｇ４５≦１．５０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。
3. 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光軸に沿った距離を示すＴ２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光軸に沿った距離を示すＴ４とは、
   １．７０≦Ｔ４／Ｔ２≦３．００を満たすことを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
4. 前記Ｔ４と前記Ｇ３４とは、Ｔ４／Ｇ３４≦２．１０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。
5. 前記第１のレンズ素子の前記物体側の面と、当該撮像レンズにより像側に形成される像面と、の間の光軸に沿った距離を示すＴＴＬと、
   前記第１及び第２のレンズ素子間の光軸に沿った間隙幅と、前記第２及び第３のレンズ素子間の光軸に沿った間隙幅と、前記第３及び第４のレンズ素子間の光軸に沿った間隙幅と、前記第４及び第５のレンズ素子間の光軸に沿った間隙幅との和を示すＧａａとは、
   ＴＴＬ／Ｇａａ≦４．６０を満たすことを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
6. 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光軸に沿った距離を示すＴ４と、
   前記Ｇ３４と、
   前記Ｇ４５とは、
   ＡＬＴ／Ｔ４≦４．５０かつ１．００≦Ｇ３４／Ｇ４５≦１．５０を満たすことを特徴とする請求項５に記載の撮像レンズ。
7. 前記第４及び第５のレンズ素子間の光軸に沿った間隙幅を示すＧ４５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光軸に沿った距離を示すＴ２とは、
   Ｇ４５／Ｔ２≧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。
8. 前記第３のレンズ素子は正の屈折力を有することを特徴とする請求項７に記載の撮像レンズ。
9. 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光軸に沿った距離との和を示すＡＬＴと、
   前記第１及び第２のレンズ素子間の光軸に沿った間隙幅と、前記第２及び第３のレンズ素子間の光軸に沿った間隙幅と、前記第３及び第４のレンズ素子間の光軸に沿った間隙幅と、前記第４及び第５のレンズ素子間の光軸に沿った間隙幅との和を示すＧａａ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光軸に沿った距離を示すＴ４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光軸に沿った距離を示すＴ５とは、
   ＡＬＴ／Ｇａａ≦２．０５かつＴ４／Ｔ５≧１．１０を満たすことを特徴とする請求項８に記載の撮像レンズ。

Images