JP5095662B2 - 固体撮像素子用撮像レンズ - Google Patents

Description

本発明は、携帯端末、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等の小型で薄型の電子機器に用いられる小型撮像装置に使用される固体撮像素子用撮像レンズに関するものである。

近年、撮像装置を備えた携帯端末の市場の拡大に伴い、この撮像装置には高画素数で小型の固体撮像素子が搭載されるようになった。

このような撮像素子の小型化・高画素化に対応し、撮像レンズについても解像度と画像品位の面でより高い性能が求められ、且つその普及とともに、低コスト化も要求されている。

高性能化への要求に応えるため、複数枚のレンズで構成された撮像レンズが一般化しており、２枚〜４枚のレンズ構成に比べ、より高性能化が可能な５枚のレンズ構成の撮像レンズも提案されている。

例えば、特許文献１には、物体側から順に、物体側の面が凸形状の正の屈折力を有する第１レンズと、像面側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、像面側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズと、両面が非球面形状で光軸上において像面側の面が凹形状の負の屈折力を有する第４レンズと、両面が非球面形状の正または負の屈折力を有する第５レンズとの構成をとり、高性能化を目指した撮像レンズが開示されている。

また、特許文献２には、物体側より順に、開口絞りと、正の屈折力を有する第１レンズと、第１レンズと接合された負の屈折力を有する第２レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第３レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第４レンズと、少なくとも１面が非球面とされた物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第５レンズとを配置することで、高性能化をめざした撮像レンズが開示されている。

特開２００７−２６４１８０号公報 特開２００７−２９８５７２号公報

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２記載の撮像レンズは、５枚レンズの構成にすることによる高性能化を目指しているが、光学長という観点から見れば、小型化・薄型化への対応は、不十分であった。

本発明は、前述した事情に鑑み、小型且つ高性能で、低コスト化にも対応可能な固体撮像素子用撮像レンズを得ること目的とする。

上記課題は、固体撮像素子用撮像レンズを以下の構成にすることにより解決される。

請求項１記載の固体撮像素子用撮影レンズは、物体側から順に、光軸上で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズと、光軸上で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、光軸上で物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第３レンズと、光軸上で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第４レンズと、光軸上で像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第５レンズとを配置する。

請求項２の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第１レンズ、及び前記第２レンズに使用する材料のアッベ数に関して、下記条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
４５＜ν１＜９０ （１）
２２＜ν２＜３５ （２）
ただし、
ν１：第１レンズのｄ線におけるアッベ数
ν２：第２レンズのｄ線におけるアッベ数

上記条件式（１）は、第１レンズのアッベ数を規定するものである。条件式（１）の下限を超える場合は、第２レンズとの分散値の差が少なくなり、色収差の補正が不十分になる。逆に上限を超える場合は、軸上色収差と倍率色収差のバランスが悪くなり、画面周辺部での性能劣化を生じる。

上記条件式（２）は、第２レンズのアッベ数を規定するものである。条件式（２）の下限を超える場合は、軸上色収差と軸外色収差のバランスが悪くなり、画面周辺部での性能劣化を生じる。逆に上限を超える場合は、第１レンズとの分散値の差が少なくなり、色収差の補正が不十分になる。

請求項３記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第２レンズ，前記第３レンズ、前記第４レンズ及び前記第５レンズは、少なくとも一面が非球面形状を採り、樹脂材料により製作される、所謂プラスチックレンズである。

安価で生産効率の良い樹脂材料を使用し、少なくとも、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、及び第５レンズを製作することにより、低コスト化が可能となる。

請求項４記載の固体撮像素子用撮影レンズは、開口絞りを、第１レンズの物体側に配置する。

開口絞りを、第１レンズよりも物体側に備えることにより、ＣＲＡ（Ｃｈｉｅｆ Ｒａｙ Ａｎｇｌｅ）は小さくし易く、光量の低下する像面の周辺部分での光量確保が容易となる。

請求項５記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第５レンズの物体側面と像側面は、レンズ中心部から周辺部に行くに従って少なくとも一つの変曲点を有する非球面形状とする。

上記の第５レンズの物体側面と像側面は、レンズ中心部から周辺部に行くに従って少なくとも一つの変曲点を有する非球面形状にすることにより、軸外性能やＣＲＡの確保を図ることが可能になる。

請求項６記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第１レンズ及び前記第２レンズは、下記条件式（３），（４）を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
０．５０＜ｆ１／ｆ＜１．００ （３）
−１．５０＜ｆ２／ｆ＜−０．６５ （４）
ただし、
ｆ：撮像レンズ全系の合成焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離

上記条件式（３）は、第１レンズの焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものである。条件式（３）の下限を超える場合は、第１レンズの焦点距離が短くなり過ぎ、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。逆に上限を超える場合は、光学長が長くなり過ぎ、本特許の目的である撮像レンズの薄型化に反する。

上記条件式（４）は、第２レンズの焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものである。条件式（４）の下限を超える場合は、第２レンズのパワーが不足することになり、色収差の補正が不十分になる。逆に上限を超える場合は、第２レンズの焦点距離が短くなり過ぎ、球面収差やコマ収差の補正が困難になり、製作時の誤差感度も厳しくなる。

請求項７記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第４レンズ及び前記第５レンズは、下記条件式（５），（６）を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
０．９＜ｆ４／ｆ＜１．５０ （５）
−１．７０＜ｆ５／ｆ＜−０．８５ （６）
ただし、
ｆ：撮像レンズ全系の合成焦点距離
ｆ４：第４レンズの焦点距離
ｆ５：第５レンズの焦点距離

上記条件式（５）は、第４レンズの焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものである。条件式（５）の下限を超える場合は、第４レンズの焦点距離が短くなり過ぎ、非点収差やコマ収差の補正が困難になり、製作時の誤差感度も厳しくなる。逆に上限を超える場合は、倍率色収差や非点収差が補正不足になり、所望の性能が得られなくなる。

上記条件式（６）は、第５レンズの焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものである。条件式（６）の下限を超える場合は、第５レンズのパワーが不足することになり、光学長を短くすることが困難となる。逆に上限を超える場合は、ＣＲＡを低角度にすることが困難になったり、低像高での製作時の誤差感度が厳しくなる。

請求項８記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第１レンズと前記第３レンズは、下記条件式（７）を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
−０．１５＜ｆ１／ｆ３＜０．３７ （７）
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離

上記条件式（７）は、第１レンズの焦点距離と第３レンズの焦点距離の比を規定するものである。条件式（７）の下限を超える場合は、第３レンズの焦点距離が負で短くなり過ぎ、収差補正が困難になる。逆に上限を超える場合は、第３レンズの焦点距離が正で短くなり過ぎ、非点収差やコマ収差のバランスが悪くなり、製作時の誤差感度も厳しくなる。

請求項９記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第２レンズ、前記第３レンズ及び前記第４レンズは、下記条件式（８）を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
０．０＜ｆ２・３・４ （８）
ただし、
ｆ２・３・４：第２レンズ、第３レンズ、第４レンズの合成焦点距離

上記条件式（８）は、第２レンズ、第３レンズ及び第４レンズの合成焦点距離を規定するものである。条件式（８）の下限を超える場合は、第２レンズの負のパワーが強くなり過ぎ、製作時の誤差感度が厳しくなり過ぎるか、第４レンズの正のパワーが弱くなり過ぎ、非点収差や歪曲収差の補正が困難になる。

請求項１０記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第１レンズ、前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズ及び前記第５レンズは、下記条件式（９），（１０），（１１）を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
ｆ１＜｜ｆ２｜＜｜ｆ３｜ （９）
ｆ１＜ｆ４＜｜ｆ３｜ （１０）
ｆ１＜｜ｆ５｜＜｜ｆ３｜ （１１）
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
ｆ４：第４レンズの焦点距離
ｆ５：第５レンズの焦点距離

上記条件式（９）は、第１レンズ、第２レンズ、及び第３レンズのそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定するものである。条件式（９）の下限を超える場合は、第２レンズの負のパワーが強くなり過ぎ、光学長が長くなったり、製作時の誤差感度が厳しくなる。逆に上限を超える場合は、第３レンズのパワーが強くなり過ぎ、軸外性能の確保が困難になる。

上記条件式（１０）は、第１レンズ、第３レンズ、及び第４レンズのそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定するものである。条件式（１０）の下限を超える場合は、第４レンズのパワーが強くなり過ぎ、光学長が長くなったり、非点収差や歪曲収差の補正が困難になる。逆に上限を超える場合は、第３レンズのパワーが強くなり過ぎ、軸外性能の確保が困難になる。

上記条件式（１１）は、第１レンズ、第３レンズ、及び第５レンズのそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定するものである。条件式（１１）の下限を超える場合は、第５レンズの負のパワーが強くなり過ぎ、コマ収差や非点収差の補正が困難になる。逆に上限を超える場合は、第３レンズのパワーが強くなり過ぎ、軸外性能の確保が困難になる。

ここで、第３レンズは最も弱いパワーであるが、前後面の非球面が第２レンズで発生した収差を緩和するのに有効に働いている。特に４次の非球面係数が有効な働きをし、５枚構成ならではの性能を得るのに重要な役割を果たしている。

請求項１１記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第１レンズの曲率半径に関して、下記条件式（１２）を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
−０．４０＜ｒ１／ｒ２＜０．１０ （１２）
ただし、
ｒ１：第１レンズ物体側面の曲率半径
ｒ２：第１レンズ像側面の曲率半径

上記条件式（１２）は、第１レンズのレンズ形状を規定するものである。条件式（１２）の下限を超える場合は、光学長の短縮化に不利になると共に、第１レンズの製作時の誤差感度も厳しくなる。逆に上限を超える場合は、収差バランスを保つのが困難になり、所望の性能が得られなくなる。

請求項１２記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第４レンズの曲率半径に関して、下記条件式（１３）を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
１．４＜ｒ７／ｒ８＜３．０ （１３）
ただし、
ｒ７：第４レンズ物体側面の曲率半径
ｒ８：第４レンズ像側面の曲率半径

上記条件式（１３）は、第４レンズのレンズ形状を規定するものである。条件式（１３）の下限を超える場合は、第４レンズのパワーが弱くなり過ぎ、諸収差の補正が困難になり性能劣化を来たす。逆に上限を超える場合は、第４レンズのパワーが強くなり過ぎるか、メニスカス度の少ないレンズになり、この場合も収差バランスを保つのが困難になり、所望の性能が得られなくなる。

請求項１３記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記撮像光学系の光学長と焦点距離に関して、下記条件式（１４）を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
１．０５＜Ｌ／ｆ＜１．３０ （１４）
ただし、
Ｌ：第１レンズ前面より像面までの距離
ｆ：撮像レンズ全系の合成焦点距離

上記条件式（１４）は、光学長を焦点距離との関係で規定するものである。条件式（１４）の下限を超える場合は、光学長が短くなり過ぎ、諸収差の補正が困難になると共に、製作時の誤差感度も厳しくなり過ぎる。逆に上限を超える場合は、光学長が長くなり過ぎることとなり、撮像レンズの薄型化が困難となる。

請求項１４記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第１レンズの有効径に関して、下記条件式（１５）を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
０．３０＜ＣＡ１／ｆ＜０．５０ （１５）
ただし、
ＣＡ１：開口絞りの直径
ｆ：撮像レンズ全系の合成焦点距離

上記条件式（１５）は、レンズの明るさ、Ｆｎｏを規定するものである。条件式（１５）の下限を超える場合は、Ｆｎｏが大きくなり過ぎ、要求される明るさを満たさないことが多い。逆に上限を超える場合は、Ｆｎｏが小さくなり過ぎるか、絞り（Ｆｎｏ光束規制板）と第１レンズ前面との距離が大きくなり過ぎ、何れの場合も所望の光学性能が得られなくなる。

本発明によれば、第１レンズ乃至第５レンズを備えた５枚レンズ構成にし、第３レンズに従来の４枚レンズ構成に無かった役割を与えることにより、高解像化に伴った撮像素子の大型化や画素の高細密化にも対応できるように諸収差が良好に補正された高性能なレンズをコンパクトな構成で、安価に提供できる。

本発明の実施例１を示す撮像レンズの断面図である。 同上、諸収差図である。 本発明の実施例２を示す撮像レンズの断面図である。 同上、諸収差図である。 本発明の実施例３を示す撮像レンズの断面図である。 同上、諸収差図である。 本発明の実施例４を示す撮像レンズの断面図である。 同上、諸収差図である。 本発明の実施例５を示す撮像レンズの断面図である。 同上、諸収差図である。 本発明の実施例６を示す撮像レンズの断面図である。 同上、諸収差図である。

以下に、本発明の実施例を具体的な数値を示し説明する。実施例１から実施例６は、物体側から開口絞りＳ、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、及び第５レンズＬ５、平行平面ガラスＩＲ、像面の順の配列で構成されている。

また、実施例１から実施例６において、第２レンズＬ２，第３レンズＬ３、第４レンズＬ４及び前記第５レンズＬ５は、少なくとも一面が非球面形状を採り、樹脂材料により製作される、所謂プラスチックレンズであるとともに、開口絞りＳは、第１レンズＬ１の物体側に配置される。

前記第５レンズＬ５の物体側面と像側面は、レンズ中心部から周辺部に行くに従って少なくとも一つの変曲点を有する非球面形状であるとともに、各実施例における非球面の形状については、面の頂点を原点とし、光軸方向にＺ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして、以下の非球面式で表す。

ただし、上記非球面式及び各実施例に使用する記号は下記の通りである。
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
ｒ：曲率半径
Ｋ：円錐定数
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバー
ｄ：軸上面間隔
ｎｄ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
ν：レンズ材料のアッベ数
また、以降（表のレンズデータを含む）において、１０のべき乗数（例えば、４．５×１０^−０４）をＥ（例えば、４．５Ｅ−０４）を用いて表し、レンズデータの面番号は、第１レンズＬ１の物体側を１面とし順に付与した。

実施例１の撮像レンズについて、数値データを表１に示す。また、図１は撮像レンズの断面図、図２は諸収差図である。

実施例２の撮像レンズについて、数値データを表２に示す。また、図３は撮像レンズの断面図、図４は諸収差図である。

実施例３の撮像レンズについて、数値データを表３に示す。また、図５は撮像レンズの断面図、図６は諸収差図である。

実施例４の撮像レンズについて、数値データを表４に示す。また、図７は撮像レンズの断面図、図８は諸収差図である。

実施例５の撮像レンズについて、数値データを表５に示す。また、図９は撮像レンズの断面図、図１０は諸収差図である。

実施例６の撮像レンズについて、数値データを表６に示す。また、図１１は撮像レンズの断面図、図１２は諸収差図である。

前記実施例１から実施例６に関し、下記の条件式（１）〜条件式（１７）に対応する値を下記表７に示す。

条件式（１）は第１レンズＬ１、条件式（２）は第２レンズＬ２に使用する材料のアッベ数に関するものである。
４５＜ν１＜９０ 条件式（１）
２２＜ν２＜３５ 条件式（２）
ただし、
ν１：第１レンズのｄ線におけるアッベ数
ν２：第２レンズのｄ線におけるアッベ数

条件式（３）は、第１レンズＬ１の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものであり、条件式（４）は、第２レンズＬ２の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものである。
０．５＜ｆ１／ｆ＜１．００ 条件式（３）
−１．５０＜ｆ２／ｆ＜−０．６５ 条件式（４）
ただし、
ｆ：撮像レンズ全系の合成焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離

条件式（５）は、第４レンズＬ４の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものであり、条件式（６）は、第５レンズＬ５の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものである。
０．９＜ｆ４／ｆ＜１．５０ 条件式（５）
−１．７０＜ｆ５／ｆ＜−０．８５ 条件式（６）
ただし、
ｆ：撮像レンズ全系の合成焦点距離
ｆ４：第４レンズの焦点距離
ｆ５：第５レンズの焦点距離

条件式（７）は、第１レンズＬ１の焦点距離と第３レンズＬ３の焦点距離の比を規定するものである。
−０．１５＜ｆ１／ｆ３＜０．３７ 条件式（７）
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離

条件式（８）は、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４の合成焦点距離を規定するものである。
０．０＜ｆ２・３・４ 条件式（８）

条件式（９）は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、及び第３レンズＬ３のそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定するものであり、条件式（１０）は、第１レンズＬ１、第３レンズＬ３、及び第４レンズＬ４のそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定し、条件式（１１）は、第１レンズＬ１、第３レンズＬ３、及び第５レンズＬ５のそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定するものである。
ただし、
ｆ１＜｜ｆ２｜＜｜ｆ３｜ 条件式（９）
ｆ１＜ｆ４＜｜ｆ３｜ 条件式（１０）
ｆ１＜｜ｆ５｜＜｜ｆ３｜ 条件式（１１）

条件式（１２）は、第１レンズＬ１のレンズ形状を規定するものである。
−０．４０＜ｒ１／ｒ２＜０．１０ 条件式（１２）
ただし、
ｒ１：第１レンズ物体側面の曲率半径
ｒ２：第１レンズ像側面の曲率半径

条件式（１３）は、第４レンズＬ４のレンズ形状を規定するものである。
１．４＜ｒ７／ｒ８＜３．０ 条件式（１３）
ただし、
ｒ７：第４レンズ物体側面の曲率半径
ｒ８：第４レンズ像側面の曲率半径

条件式（１４）は、光学長を焦点距離との関係で規定するものである。
１．０５＜Ｌ／ｆ＜１．３０ 条件式（１４）
ただし、
Ｌ ：第１レンズ前面より像面までの距離
ｆ ：撮像レンズ全系の合成焦点距離

条件式（１５）は、レンズの明るさ、Ｆｎｏを規定するものである。
０．３０＜ＣＡ１／ｆ＜０．５０ 条件式（１５）
ただし、
ＣＡ１：開口絞りの直径
ｆ ：撮像レンズ全系の合成焦点距離

条件式（１６）は、前記第２レンズＬ２の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものであり、条件式（４）より厳しい条件を満たす場合を規定したものである。
−１．３０＜ｆ２／ｆ＜−０．７５ 条件式（１６）
ただし、
ｆ：撮像レンズ全系の合成焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離

条件式（１７）は、前記第４レンズＬ４のレンズ形状を規定する条件式（１３）より厳しい条件を満たす場合を規定したものである。
１．４５＜ｒ７／ｒ８＜２．０ 条件式（１７）
ただし、
ｒ７：第４レンズ物体側面の曲率半径
ｒ８：第４レンズ像側面の曲率半径

本発明の実施例１〜６は表７に示すように、前記条件式（１）〜（１７）の全ての条件を満たすものであって、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２のアッベ数を規定する条件式（１），（２）に関しては条件式（１），（２）の下限を超える場合は、第２レンズＬ２との分散値の差が少なくなり、色収差の補正が不十分となり、逆に上限を超える場合は、軸上色収差と倍率色収差のバランスが悪くなり、画面周辺部での性能劣化を生じるが、条件式（１），（２）を満たすことによって、軸上色収差と軸外色収差のバランスも良好となり、画面周辺部での性能劣化を防止できるとともに、色収差の補正も良好となる。

また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定する条件式（３），（４）に関し、条件式（３）の下限を超える場合は、第１レンズＬ１の焦点距離が短くなり過ぎ、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。逆に上限を超える場合は、光学長が長くなり過ぎて撮像レンズの薄型化が困難となるとともに、条件式（４）の下限を超える場合は、第２レンズＬ２のパワーが不足することになり、色収差の補正が不十分になり、逆に上限を超える場合は、第２レンズＬ２の焦点距離が短くなり過ぎ、球面収差やコマ収差の補正が困難になり、製作時の誤差感度も厳しくなるが、条件式（３），（４）を満たすことによって、球面収差やコマ収差の補正も良好となり、また、第２レンズＬ２のパワーも充分であり、色収差の補正が良好となるとともに、球面収差やコマ収差の補正も良好となる。

第４レンズＬ４の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定する条件式（５）に関し、条件式（５）の下限を超える場合は、第４レンズＬ４の焦点距離が短くなり過ぎ、非点収差やコマ収差の補正が困難になり、製作時の誤差感度も厳しくなり、逆に上限を超える場合は、倍率色収差や非点収差が補正不足になり、所望の性能が得られなくなるが、条件式（５）の条件を満たすことによって、非点収差やコマ収差の補正が容易となるとともに、倍率色収差や非点収差の補正が容易となり、所望の性能が得られる。

第５レンズＬ５の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定する条件式（６）に関し、条件式（６）の下限を超える場合は、第５レンズＬ５のパワーが不足することになり、光学長を短くすることが困難となり、逆に上限を超える場合は、ＣＲＡを低角度にすることが困難になったり、低像高での製作時の誤差感度が厳しくなるが、条件式（６）の条件を満たすことによって、第５レンズＬ５のパワー不足を解消して光学長を短くすることが可能となるとともに、ＣＲＡを低角度に設定することが容易となり、低像高での製作時の誤差感度も向上する。

第１レンズＬ１の焦点距離と第３レンズＬ３の焦点距離の比を規定する条件式（７）に関し、条件式（７）の下限を超える場合は、第３レンズＬ３の焦点距離が負で短くなり過ぎて収差補正が困難になり、逆に上限を超える場合は、第３レンズＬ３の焦点距離が正で短くなり過ぎて非点収差やコマ収差のバランスが悪くなり、製作時の誤差感度も厳しくなるが、条件式（７）の条件を満たすことによって、収差補正も容易となるとともに、第３レンズＬ３の焦点距離が正で短くなり過ぎることもなく、非点収差やコマ収差のバランスも良好となる。

第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４の合成焦点距離を規定する条件式（８）に関し、条件式（８）の下限を超える場合は、第２レンズＬ２の負のパワーが強くなり過ぎ、製作時の誤差感度が厳しくなり過ぎるか、第４レンズＬ４の正のパワーが弱くなり過ぎて非点収差や歪曲収差の補正が困難になるが、条件式（８）の条件を満たすことによって、非点収差や歪曲収差の補正が容易となる。

第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、及び第３レンズＬ３のそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定する条件式（９）に関し、条件式（９）の下限を超える場合は、第２レンズＬ２の負のパワーが強くなり過ぎ、光学長が長くなったり、製作時の誤差感度が厳しくなり、逆に上限を超える場合は、第３レンズのパワーが強くなり過ぎ、軸外性能の確保が困難になるが、条件式（９）の条件を満たすことによって、光学長を短く設定できるとともに、軸外性能の確保も容易となる。

第１レンズＬ１、第３レンズＬ３、及び第４レンズＬ４のそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定する条件式（１０）に関し、条件式（１０）の下限を超える場合は、第４レンズのパワーＬ４が強くなり過ぎて光学長が長くなったり、非点収差や歪曲収差の補正が困難になり、逆に上限を超える場合は、第３レンズのパワーＬ３が強くなり過ぎ、軸外性能の確保が困難になるが、条件式（１０）の条件を満たすことによって、非点収差や歪曲収差の補正が容易となるとともに、軸外性能の確保も容易となる。

第１レンズＬ１、第３レンズＬ３、及び第５レンズＬ５のそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定する条件式（１１）に関し、条件式（１１）の下限を超える場合は、第５レンズＬ５の負のパワーが強くなり過ぎ、コマ収差や非点収差の補正が困難になり、逆に上限を超える場合は、第３レンズＬ３のパワーが強くなり過ぎ、軸外性能の確保が困難になるが、条件式（１１）の条件を満たすことによって、コマ収差や非点収差の補正が容易となるとともに、軸外性能の確保も容易となる。

第１レンズＬ１のレンズ形状を規定する条件式（１２）に関し、条件式（１２）の下限を超える場合は、光学長の短縮化に不利になると共に、第１レンズＬ１の製作時の誤差感度も厳しくなり、逆に上限を超える場合は、収差バランスを保つのが困難になり、所望の性能が得られなくなるが、条件式（１２）の条件を満たすことによって、光学長の短縮化に有利となるとともに、収差バランスを良好に保つことができるとともに、所望の性能が得られる。

さらに、第４レンズＬ４のレンズ形状を規定する条件式（１３）に関し、条件式（１３）の下限を超える場合は、第４レンズＬ４のパワーが弱くなり過ぎ、諸収差の補正が困難になり性能劣化を来たし、逆に上限を超える場合は、第４レンズＬ４のパワーが強くなり過ぎるか、メニスカス度の少ないレンズになり、この場合も収差バランスを保つのが困難になり、所望の性能が得られなくなるが、条件式（１３）の条件を満たすことによって、諸収差の補正が容易となるとともに、収差バランスを保つのが容易となり、所望の性能が得られる。

さらに、光学長を焦点距離との関係で規定する条件式（１４）に関し、条件式（１４）の下限を超える場合は、光学長が短くなり過ぎ、諸収差の補正が困難になると共に、製作時の誤差感度も厳しくなり過ぎ、逆に上限を超える場合は、光学長が長くなり過ぎることであり、撮像レンズの薄型化が困難となるが、条件式（１４）の条件を満たすことによって、諸収差の補正が容易となると共に、光学長が短くなり過ぎることもなく撮像レンズの薄型化にも有利である。

さらに、レンズの明るさ、Ｆｎｏを規定する条件式（１５）に関し、条件式（１５）の下限を超える場合は、Ｆｎｏが大きくなり過ぎ、要求される明るさを満たさないことが多く、逆に上限を超える場合は、Ｆｎｏが小さくなり過ぎるか、絞り（Ｆｎｏ光束規制板）と第１レンズ前面との距離が大きくなり過ぎ、何れの場合も所望の光学性能が得られなくなるが条件式（１５）の条件を満たすことによって、所望の光学性能が得られ易い。

また、第２レンズＬ２，前記第３レンズＬ３、前記第４レンズＬ４及び前記第５レンズＬ５は、少なくとも一面が非球面形状を採り、樹脂材料により製作される所謂プラスチックレンズであるから、安価で生産効率の良い樹脂材料を使用し、少なくとも、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、及び第５レンズＬ５を製作することにより、低コスト化が可能となる。

さらに、開口絞りＳを、第１レンズＬ１の物体側に配置することにより、ＣＲＡ（Ｃｈｉｅｆ Ｒａｙ Ａｎｇｌｅ）は小さくし易く、光量の低下する像面の周辺部分での光量確保が容易となる。

また、前記第５レンズＬ５の物体側面と像側面は、レンズ中心部から周辺部に行くに従って少なくとも一つの変曲点を有する非球面形状とすることにより、軸外性能やＣＲＡの確保を図ることが可能になる。

以上、本発明の各実施例について詳述したが、本発明は前記各実施例に限定されるものではなく本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｓ 開口絞り

Claims (14)

1. 固体撮像素子用撮影レンズであって、物体側から順に、
   光軸上で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズと、
   光軸上で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、
   光軸上で物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第３レンズと、
   光軸上で像側に凸面を向けた正の屈折率を有するメニスカス形状の第４レンズと、
   光軸上で像側に凹面を向けた負の屈折率を有するメニスカス形状の第５レンズとから成ることを特徴とする固体撮像素子用撮像レンズ。
2. 前記第１レンズ、及び前記第２レンズに使用する材料のアッベ数に関して、下記条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子用撮像レンズ。
   ４５＜ν１＜９０ （１）
   ２２＜ν２＜３５ （２）
   ただし、
   ν１：第１レンズのｄ線におけるアッベ数
   ν２：第２レンズのｄ線におけるアッベ数
3. 前記第２レンズ，前記第３レンズ、前記第４レンズ及び前記第５レンズは、少なくとも一面が非球面形状を採り、樹脂材料により製作される、所謂プラスチックレンズであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の固体撮像素子用撮像レンズ。
4. 開口絞りは、第１レンズの物体側に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の固体撮像素子用撮像レンズ。
5. 前記第５レンズの物体側面と像側面は、レンズ中心部から周辺部に行くに従って少なくとも一つの変曲点を有する非球面形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の固体撮像素子用撮像レンズ。
6. 前記第１レンズ及び前記第２レンズは、下記条件式（３），（４）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の固体撮像素子用撮像レンズ。
   ０．５＜ｆ１／ｆ＜１．００ （３）
   −１．５０＜ｆ２／ｆ＜−０．６５ （４）
   ただし、
   ｆ：撮像レンズ全系の合成焦点距離
   ｆ１：第１レンズの焦点距離
   ｆ２：第２レンズの焦点距離
7. 前記第４レンズ及び前記第５レンズは、下記条件式（５），（６）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の固体撮像素子用撮像レンズ。
   ０．９＜ｆ４／ｆ＜１．５０ （５）
   −１．７０＜ｆ５／ｆ＜−０．８５ （６）
   ただし、
   ｆ：撮像レンズ全系の合成焦点距離
   ｆ４：第４レンズの焦点距離
   ｆ５：第５レンズの焦点距離
8. 前記第１レンズと前記第３レンズは、下記条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の固体撮像素子用撮像レンズ。
   −０．１５＜ｆ１／ｆ３＜０．３７ （７）
   ただし、
   ｆ１：第１レンズの焦点距離
   ｆ３：第３レンズの焦点距離
9. 前記第２レンズ、前記第３レンズ及び前記第４レンズは、下記条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の固体撮像素子用撮像レンズ。
   ０．０＜ｆ２・３・４ （８）
   ただし、
   ｆ２・３・４：第２レンズ、第３レンズ、第４レンズの合成焦点距離
10. 前記第１レンズ、前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズ及び前記第５レンズは、下記条件式（９），（１０），（１１）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の固体撮像素子用撮像レンズ。
    ｆ１＜｜ｆ２｜＜｜ｆ３｜ （９）
    ｆ１＜ｆ４＜｜ｆ３｜ （１０）
    ｆ１＜｜ｆ５｜＜｜ｆ３｜ （１１）
    ただし、
    ｆ１：第１レンズの焦点距離
    ｆ２：第２レンズの焦点距離
    ｆ３：第３レンズの焦点距離
    ｆ４：第４レンズの焦点距離
    ｆ５：第５レンズの焦点距離
11. 前記第１レンズの曲率半径に関して、下記条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の固体撮像素子用撮像レンズ。
    −０．４０＜ｒ１／ｒ２＜０．１０ （１２）
    ただし、
    ｒ１：第１レンズ物体側面の曲率半径
    ｒ２：第１レンズ像側面の曲率半径
12. 前記第４レンズの曲率半径に関して、下記条件式（１３）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の固体撮像素子用撮像レンズ。
    １．４＜ｒ７／ｒ８＜３．０ （１３）
    ただし、
    ｒ７：第４レンズ物体側面の曲率半径
    ｒ８：第４レンズ像側面の曲率半径
13. 前記撮像光学系の光学長と焦点距離に関して、下記条件式（１４）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の撮像レンズ。
    １．０５＜Ｌ／ｆ＜１．３０ （１４）
    ただし、
    Ｌ：第１レンズ前面より像面までの距離
    ｆ：撮像レンズ全系の合成焦点距離
14. 前記第１レンズの有効径に関して、下記条件式（１５）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１３の何れか一項に記載の固体撮像素子用撮像レンズ。
    ０．３０＜ＣＡ１／ｆ＜０．５０ （１５）
    ただし、
    ＣＡ１：開口絞りの直径
    ｆ：撮像レンズ全系の合成焦点距離
    
    

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