JP5644681B2 - 撮像装置及び携帯端末 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置用の撮像レンズ及び撮像装置並びに携帯端末に関し、特に本発明は、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であって撮像面が湾曲してなる固体撮像素子と撮像レンズを有した撮像装置並びにそれを用いた携帯端末に関する。

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小型の撮像装置が、携帯電話やPDA（Personal Digital Assistant）等の携帯端末、更にはノートパソコン等にも搭載されるようになり、遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能になっている。

このような撮像装置に用いられる固体撮像素子においては、近年、画素サイズの小型化が進み、撮像素子の高画素化や小型化が図られている。さらに、撮像面を湾曲させることも可能になり、そのような撮像素子に最適な、小型で高性能を有する撮像レンズが求められるようになっている。

ここで、特許文献１に、固体撮像素子を湾曲させた撮像装置が開示されている。特許文献１によれば、固体撮像素子を多項式面形状に湾曲させることにより、レンズで発生する像面湾曲、歪曲収差をバランスよく補正し、小型で解像度の高い撮像装置が提供される。しかしながら、固体撮像素子はＣＩＦサイズ（３５２画素×２８８画素）、撮像レンズは１枚構成であるため、色収差は十分に補正されていないので、さらに高画素の固体撮像素子を用いて高性能を有する撮像装置を得ることは望めない。

また、特許文献２および特許文献３には、コンパクトカメラやレンズ付きフイルムユニット用途の、撮像面が湾曲し、撮影画角が７７度程度、Ｆ５．７ないしＦ６．２の明るさを有する撮像レンズが開示されている。そのレンズ構成は、正の第１レンズ、負の第２レンズ、正の第３レンズおよび開口絞り、からなる後置絞りトリプレット型レンズである。しかし、Ｆ５より暗いＦ値では、充分な性能を得ることができず、トリプレット型は、バックフォーカスを長くなりやすいため、撮像レンズおよび撮像装置が大型化してしまう。

また、特許文献２〜３は、フイルムカメラ用の撮像レンズであり、レンズで発生する像面湾曲にあわせて、フイルム面（撮像面）を湾曲させることにより、性能向上を図ったものであるところ、いずれもロールフイルムを使用するカメラ用撮像レンズであるため、カメラの構造上、フイルム面は画面長辺方向のみに湾曲するいわゆるシリンドリカルな撮像面になっている。そのため、画面長辺方向は良好な性能が得られるものの、画面短辺方向の撮像面は平面のままなので、性能向上が図れないばかりか、像面湾曲の補正状況によっては劣化を招く場合もあり得る。特許文献２〜３のように撮像面の長辺方向のみの湾曲では、画面全体にわたり高性能を得ることは難しい。

さらに、特許文献２〜３は、前述の通りフイルムカメラ用の撮像レンズであるため、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はなっていない。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は、撮像面に入射する光束の主光線入射角いわゆるテレセントリック特性
が悪くなると、光束が固体撮像素子に対し斜めより入射し、撮像面周辺部において実質的な開口効率が減少する現象（シェーディング）が生じ、周辺光量不足となってしまう。

特開2004-356175号公報 特開平8-68935号公報 特開2000-292688号公報 特開2010-271541号公報

一方で、小型で高性能なレンズとしては、２枚あるいは３枚構成のレンズに比べ高性能化が可能であると言うことで、４枚構成の撮像レンズが提案されている。一例として、特許文献４に、物体側から順に正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、負の屈折力を有する第４レンズで構成し撮像レンズ全長（撮像レンズ全系の最も物体側のレンズ面から像側焦点までの光軸上の距離）の小型化を目指した、所謂、テレフォトタイプの撮像レンズが開示されている。しかしながら、特許文献４に記載の撮像レンズは、撮像面への主光線入射角度が最大で25°〜30°程度となっており、テレセントリック特性が良好であるとは言えず、光学全長の短縮化も不十分である。

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、固体撮像素子の撮像面が湾曲したことを利用することにより、小型かつ高性能で、シェーディングを抑制できるような４枚構成の撮像レンズを有した撮像装置並びに携帯端末を得ることを目的とする。

請求項１に記載の撮像装置は、撮像面が、画面周辺部に向かって物体側へ倒れるように湾曲した固体撮像素子と、前記撮像面に被写体像を結像させるための撮像レンズとを有し、
前記撮像レンズは物体側より順に、
正の屈折力を有する第１レンズ、
負の屈折力を有する第２レンズ、
正の屈折力を有する第３レンズ、
少なくとも１面が非球面とされ、正または負の屈折力を有する第４レンズ、
からなり、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．５＜ｆ１２３／ｆ＜１．４ （１）
０．０５＜ＳＡＧＩ／Ｙ＜０．５０ （２）
１．２９≦ｆ３／ｆ＜３．５ （６）
ただし、
ｆ１２３：前記第１レンズから前記第３レンズまでの合成焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ＳＡＧＩ：前記撮像面の光軸上の点からの最大像高での光軸方向の変位量
Ｙ：最大像高
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離

本発明の撮像装置は、光電変換部を備えた固体撮像素子と、前記固体撮像素子の前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズを有する撮像装置において、前記固体撮像素子の撮像面が湾曲していることを特徴とする。固体撮像素子の撮像面が湾曲していることにより、小型化と高性能化を両立させることができる。撮像面は、撮像レンズ側に湾曲させると、撮像面に入射する光束の主光線入射角、所謂テレセントリック特性の補正が有利になる。撮像面が平面の場合より、撮像レンズ側に湾曲している場合の方が、撮像面に入射する光束の主光線入射角が小さくなるため、撮像レンズでテレセントリック特性の補正を十分に行わなくても、開口効率が減少せず、シェーディングの発生を抑えることができる。また、像面湾曲や歪曲収差、コマ収差の補正が容易になり、小型化も可能になる。ここで、本発明では撮像面の湾曲形状は、画面の長辺方向と短辺方向のどちらも同様に画面周辺部に向かって物体側へ倒れるように湾曲していることを前提としているが、その形状は球必ずしも球面形状である必要はなく、非球面形状、放物面形状、XY多項式面形状等、任意の数式で表現できる面形状であれば何でも良く、レンズ系で発生する像面湾曲の形状にフィットするような形状とすることで、画面全体にわたり性能を向上させることが可能となる。

本発明の撮像装置に搭載される撮像レンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、少なくとも１面が非球面とされ、正または負の屈折力を有する第４レンズから構成される。

条件式（１）は第１レンズから第３レンズの合成焦点距離を適切に設定するための条件式である。条件式（１）の値が下限を上回ることで、第１レンズから第３レンズの正の合成焦点距離が必要以上に短くなりすぎず、第１レンズから第３レンズの製造誤差に対する性能劣化の敏感度、所謂誤差感度を低減することができる。一方、条件式（１）の値が上限を下回ることで、第１レンズから第３レンズまでの合成焦点距離を適度に維持することができ、レンズ全系の合成主点位置をより物体側へ配置することができるようになるため、撮像レンズ全長の短縮に有利となる。また、より望ましくは下式の範囲がよい。
０．６＜ｆ１２３／ｆ＜１．３ （１）’
条件式（２）は、前記撮像面の湾曲量を適切に設定するための条件式である。条件式（２）の値が下限を上回ると、撮像面の湾曲量を適度に維持することができ、撮像レンズでのテレセントリック特性や像面湾曲の補正負担を増大することを防げるため、ペッツバール和が小さくなり過ぎず、コマ収差や色収差を良好に補正できる。一方、条件式（２）の値が上限を下回ると、撮像面の湾曲量が大きくなり過ぎて、像面湾曲の補正過剰を防ぐことができる。また、撮像レンズの最終面と撮像面とが近づきすぎるのを防ぎ、ＩＲカットフィルター等を挿入するための空気間隔を充分に確保できる。また、より望ましくは下式の範囲がよい。
０．１０＜ＳＡＧＩ／Ｙ＜０．４０ （２）’
条件式（６）は第３レンズの焦点距離を適切に設定するための条件式である。条件式（６）の値が下限を上回ることで、第３レンズの焦点距離が小さくなりすぎず、歪曲収差やコマ収差の発生を抑えることができる。一方、条件式（６）の値が上限を下回ることで、第３レンズの焦点距離を適度に維持することができ、撮像レンズ全長の短縮化を達成することができる。

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、前記第４レンズが負の屈折力を有することを特徴とする。

第１レンズ、第２レンズ、第３レンズからなる正群と、第４レンズからなる負群の配置となる、所謂テレフォトタイプのこのレンズ構成は、撮像レンズ全長の小型化に有利な構成である。

請求項３に記載の撮像装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記湾曲した撮像面は球面形状を有し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
−８．０＜ＲＩ／Ｙ＜−１．０ （３）
ただし、
ＲＩ：前記撮像面の曲率半径
Ｙ：最大像高

前記撮像面を球面形状とすることで、撮像面が複雑な形状とならず、撮像面を湾曲させる製造プロセスの難易度を低減させることができる。ここで、条件式（３）は、前記撮像面の湾曲量を適切に設定するための条件式である。条件式（３）の値が下限を上回ると、撮像面の湾曲量を適度に維持することができ、撮像レンズでのテレセントリック特性や像面湾曲の補正負担を増大することを防げるため、ペッツバール和が小さくなり過ぎず、コマ収差や色収差を良好に補正できる。一方、条件式（３）の値が上限を下回ると、撮像面の湾曲量が大きくなり過ぎて、像面湾曲の補正過剰を防ぐことができる。また、撮像レンズの最終面と撮像面とが近づきすぎるのを防ぎ、ＩＲカットフィルター等を挿入するための空気間隔を充分に確保できる。また、より望ましくは下式の範囲がよい。
−７．０＜ＲＩ／Ｙ＜−１．５ （３）’

請求項４に記載の撮像装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記第１レンズは物体側に凸面を向けた形状であり、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．４＜ｆ１／ｆ＜１．３ （４）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離

条件式（４）は、前記第１レンズの焦点距離を適切に設定し撮像レンズ全長の短縮化と収差補正を適切に達成するための条件式である。条件式（４）の値が上限を下回ることで、第１レンズの屈折力を適度に維持することができ、第１レンズから第３レンズの合成主点をより物体側へ配置することができ、撮像レンズ全長を短くすることができる。一方、条件式（４）の値が下限を上回ることで、第１レンズの屈折力が必要以上に大きくなりすぎず、第１レンズで発生する、高次の球面収差やコマ収差を小さく抑えることができる。また、より望ましくは下式の範囲がよい。
０．５＜ｆ１／ｆ＜１．２ （４）’

請求項５に記載の撮像装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記第２レンズは像側に凹面を向けた形状であり、以下の条件式を満足することを特徴とする。
。
０＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜１．０ （５）
ただし、
ｒ３：前記第２レンズ物体側面の曲率半径
ｒ４：前記第２レンズ像側面の曲率半径

条件式（５）は前記第２レンズのシェーピングファクターを適切に設定するための条件式である。条件式（５）の値が下限値を上回ることによって、第２レンズの主点位置が像側に移動し、第１レンズと第２レンズの主点間隔が広くなり、第１レンズと第２レンズの合成焦点距離を保ちつつ、第１レンズと第２レンズの屈折力を低下することができるので、各収差の発生を抑えることができ、さらに製造誤差の影響を小さくすることができるので、量産性が良くなる。一方、条件式（５）の値が上限値を下回ることによって、像側面の曲率半径の増大によるコマフレア等の高次収差の発生を抑えることができる。また、より望ましくは下式の範囲がよい。
０＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜０．８０ （５）’

請求項６に記載の撮像装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記第３レンズは両凸形状であることを特徴とする。

請求項７に記載の撮像装置は、請求項１〜６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。
φｐ／φｍ＜５．０ （７）
ただし、
φｐ：近軸における前記第４レンズのパワー
φｍ：最大光線高の位置における前記第４レンズのパワー

条件式（７）は、第４レンズの最大光線高の位置におけるパワーと近軸パワーの比を適切に設定するための条件式である。軸外での像面湾曲や非点収差を良好に補正するためには、第４レンズ周辺部のパワーが条件式（７）の範囲にあるのが望ましい。条件式（７）の上限を上回ると軸外での収差補正が不足し、良好な性能を得ることが出来ない恐れがある。また、より望ましくは下式の範囲がよい。
φｍ／φｐ＜４．０ （７）’

ここで、最大光線高の位置におけるレンズパワーφｍは、対称のレンズ物体側面での有効半径Ｈｍに、物体側の無限遠方から平行光線を入射させ、レンズ通過後の傾き角をξとしたとき、φｍ＝ｔａｎξ／Ｈｍで与えられる。また、φｐは第４レンズ近軸での焦点距離の逆数で与えられる。（参考文献：特開２００４−３２６０９７号公報）

請求項８に記載の撮像装置は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記第１レンズの物体側面頂点より像側で、前記第１レンズ周辺部の物体側面位置より物体側に開口絞りを配置したことを特徴とする。

第１レンズの物体側面頂点より像側で、第１レンズ周辺部の物体側面位置より物体側に開口絞りを配置することで、射出瞳位置を撮像面から遠ざけることができ、良好なテレセントリック特性を確保することができるようになる。

請求項９に記載の撮像装置は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記第１レンズと前記第２レンズの間に開口絞りを配置したことを特徴とする。

第１レンズと第２レンズの間に開口絞りを配置することで、第１レンズ物体側面を通過する周辺マージナル光線の屈折角が大きくなりすぎず、撮像レンズの小型化と良好な収差補正を両立することができる。

請求項１０に記載の撮像装置は、請求項１〜９のいずれかに記載の発明において、実質的にパワーを持たないレンズを更に有することを特徴とする。つまり、請求項１の構成に、実質的にパワーを持たないダミーレンズを付与した場合でも本発明の適用範囲内である。

請求項１１に記載の携帯端末は、請求項１〜１０のいずれかに記載の撮像装置を備えることを特徴とする。

本発明の撮像装置を用いることで、より小型かつ高性能な携帯端末を得ることができる。

本発明によれば、撮像面が湾曲した固体撮像素子を利用することにより、小型かつ高性能で、シェーディングを抑制できる４枚構成の撮像レンズを備えた撮像装置並びに携帯端末を得ることができる。

本実施の形態に係る撮像装置の斜視図である。 本実施の形態に係る撮像装置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。 本実施の形態に係る撮像装置を備えた携帯端末の一例である携帯電話機の外観図である。 実施例１の撮像レンズの断面図である。 実施例１の撮像レンズの収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）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の撮像レンズの断面図である。 実施例２の撮像レンズの収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）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の撮像レンズの断面図である。 実施例３の撮像レンズの収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）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の撮像レンズの断面図である。 実施例４の撮像レンズの収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）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の撮像レンズの断面図である。 実施例５の撮像レンズの収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）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の撮像レンズの断面図である。 実施例６の撮像レンズの収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）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の撮像レンズの断面図である。 実施例７の撮像レンズの収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）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に基づいて説明する。図１は、本実施の形態にかかる撮像装置５０の上面図であり、図２は、図１の構成を、光軸を含む断面で切断してなる断面図である。

図１又は図２に示すように、撮像装置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上の光電変換部５１ａに被写体像を撮像する撮像レンズ１０と、物体側からの光入射用の開口部を有する遮光部材からなる筐体５３とを備え、これらが一体的に形成されている。

図２に示すように、撮像素子５１は、所定の曲率半径で球状に湾曲しており、その湾曲した受光側の面の中央部に画素（光電変換素子）が２次元的に配置され、受光部としての光電変換部５１ａが形成され、その周囲には信号処理回路５１ｂか形成されている。この信号処理回路５１ｂ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。なお、撮像素子は、上述のＣＭＯＳ型のイメージセンサに限るものでなく、ＣＣＤ等の他のものを適用したものでもよい。

撮像素子５１の光電変換部５１ａ側には、スペーサＢを介し光学的ローパスフィルタＦが固着され、更に、光学的ローパスフィルタＦ或いは撮像素子５１の側面部が筐体５３に固着されている。光学的ローパスフィルタＦは、ここでは平板であるが、光電変換部５１ａに合わせて湾曲していても良い。

撮像素子５１の他方の面（光電変換部５１ａと反対側の面）には、外部回路との接続に用いられる複数の外部電極５２が形成されている。外部電極５２と不図示の外部回路（例えば、撮像装置を実装した上位装置が有する制御回路）とが接続されて、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信号を外部回路へ出力したりすることを可能としている。

なお、図示しないが、撮像素子５１の光電変換部５１ａと反対側の面に基板を配置し、該基板と撮像素子５１をワイヤボンディングで接続し、該基板の撮像素子と反対側の面に外部回路との接続に用いられる複数の外部電極を形成してもよい。

図２に示したように、遮光部材からなる筐体５３は、撮像素子５１の光電変換部５１ａ側において、撮像レンズ１０を保持する鏡枠５５に螺合しており、これにより撮像レンズ１０は光軸方向に調整可能となっている。

撮像レンズ１０は、物体側より順に、開口絞りＳ、正の第１レンズＬ１、負の第２レンズＬ２、正の第３レンズＬ３、正又は負の第４レンズＬ４からなり、撮像素子５１の光電変換面５１ａに、被写体像が結像されるよう構成されている。なお、図２における一点鎖線が各レンズＬ１〜Ｌ４の光軸である。

第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、光学的ローパスフィルタＦのいずれか一つの面には赤外光カットコートがなされている。なお、図示しないが、赤外カットコートのかわりに光学的ローパスフィルタより前方に赤外光カットフィルタを配置してもよい。

撮像レンズ１０を構成する各レンズＬ１〜Ｌ４は、遮光部材からなる鏡枠５５に保持されている。各レンズＬ１〜Ｌ４は、物体側から像側に向かうに連れて外径が拡大しており、レンズＬ１，Ｌ２のフランジ部間には、中央に開口を形成した円盤状の遮光部材ＳＨ１が配置されている。又、レンズＬ２の像側フランジ部に当接するようにして、遮光部材ＳＨ２が鏡枠５５に固着されている。更に、レンズＬ３，Ｌ４の間には、遮光部材ＳＨ３が設けられている。不要光をカットする遮光部材ＳＨ１、ＳＨ２、ＳＨ３の表面は、階段状又は粗し面として良い。又、第４レンズＬ４と光学的ローパスフィルタＦの間に遮光部材を配置しても良い。光線経路の外側に遮光部材を配置することで、ゴースト、フレアの発生を抑えることができる。なお、図２に示す撮像装置の場合、図示Ｈが撮像装置の撮像レンズ光軸方向の高さとなる。

図３は、本実施の形態に係る撮像装置５０を備えた携帯端末の一例である携帯電話機１００の外観図である。同図に示す携帯電話機１００は、表示画面Ｄ１及びＤ２を備えたケースとしての上筐体７１と、入力部である操作ボタン６０を備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置５０は、上筐体７１内の表示画面Ｄ２の下方に内蔵されており、撮像装置５０が上筐体７１の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。なお、この撮像装置の位置は上筐体７１内の表示画面Ｄ２の上方や側面に配置してもよい。また携帯電話機は折りたたみ式に限るものではないのは、勿論である。

（実施例）
次に、上述した実施の形態に好適な実施例について説明する。但し、以下に示す実施例により本発明が限定されるものではない。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。

ただし、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｒ ：曲率半径
Ｋ ：円錐定数

（実施例１）
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。図４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、Ｓは開口絞り、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り、Ｉは撮像面を示す。図５（ａ）は実施例１の球面収差図、図５（ｂ）は非点収差図、図５（ｃ）は歪曲収差図である。図６は、メリディオナルコマ収差図である。ここで、球面収差図、コマ収差図及びメリディオナルコマ収差図において、ｇはｇ線、ｄはｄ線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線Ｓはサジタル面、点線Ｍはメリディオナル面をそれぞれ表す（以下同じ）。開口絞りＳは、第１レンズＬ１の物体側にある。

［表 1 ］
実施例1
f=5.78mm fB=0.88mm F=2.88 2Y=7.128mm
ENTP=0mm EXTP=-3.77mm H1=-1.41mm H2=-4.9mm

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1(絞り) ∞ -0.12 1.00
2* 2.503 1.03 1.53180 56.0 1.04
3* -4.655 0.05 1.16
4* -5.683 0.40 1.58300 30.0 1.18
5* 4.189 0.90 1.27
6* 15.416 0.89 1.53180 56.0 2.03
7* -5.207 1.69 2.05
8* -6.184 0.52 1.53180 56.0 2.44
9* 26.685 0.20 2.90
10 ∞ 0.15 1.51630 64.1 3.45
11 ∞ 0.87 3.49
12(撮像面)-15.201

非球面係数

第2面 第6面
K=0.20668E+00 K=0.44775E+02
A4=-0.45215E-02 A4=-0.11350E-02
A6=-0.30318E-02 A6=0.10797E-02
A8=-0.10255E-03 A8=0.55500E-03
A10=-0.46269E-03 A10=-0.78770E-04
A12=0.38768E-05

第3面 第7面
K=0.23020E-02 K=-0.27977E+02
A4=0.40995E-02 A4=-0.20548E-01
A6=0.88443E-02 A6=0.86374E-02
A8=-0.28733E-02 A8=-0.16996E-02
A10=-0.94745E-04 A10=0.36981E-03
A12=-0.18637E-04

第4面 第8面
K=-0.36926E+02 K=0.49501E+01
A4=-0.18770E-01 A4=-0.38583E-01
A6=0.28390E-01 A6=0.55910E-02
A8=-0.76595E-02 A8=0.11518E-03
A10=0.83678E-03 A10=-0.20463E-03
A12=0.26886E-04

第5面 第9面
K=0.96482E+00 K=-0.44208E+03
A4=0.58465E-02 A4=-0.33633E-01
A6=0.14042E-01 A6=0.59291E-02
A8=-0.73500E-02 A8=-0.70521E-03
A10=0.35023E-02 A10=0.34026E-04
A12=-0.69564E-03 A12=-0.10257E-06

単レンズデータ

レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 2 3.222
2 4 -4.076
3 6 7.431
4 8 -9.389

（実施例２）
レンズデータを表２に示す。図７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、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り、Ｉは撮像面を示す。図８（ａ）は実施例２の球面収差図、図８（ｂ）は非点収差図、図８（ｃ）は歪曲収差図である。図９は、メリディオナルコマ収差図である。開口絞りＳは、第１レンズＬ１の物体側にある。

［表 2 ］
実施例2

f=4.68mm fB=1.03mm F=2.88 2Y=7.128mm
ENTP=0mm EXTP=-3.82mm H1=0.16mm H2=-3.65mm

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1(絞り) ∞ -0.01 0.81
2* 3.484 1.59 1.54470 56.2 0.85
3* -4.706 0.06 1.30
4* -7.921 0.40 1.63200 23.4 1.33
5* 6.574 0.26 1.54
6* 12.758 1.28 1.54470 56.2 1.77
7* -5.217 0.81 1.98
8* 3.523 0.73 1.54470 56.2 2.30
9* 2.618 0.40 3.06
10 ∞ 0.15 1.51630 64.1 3.47
11 ∞ 1.03 3.52
12(撮像面)-9.840

非球面係数

第2面 第6面
K=0.26831E+00 K=0.19634E+02
A4=-0.49640E-02 A4=-0.55092E-02
A6=-0.35249E-02 A6=0.37558E-02
A8=0.41901E-02 A8=-0.64978E-03
A10=-0.30654E-02 A10=0.16145E-03
A12=-0.16946E-04

第3面 第7面
K=0.34256E+01 K=-0.29973E+01
A4=-0.34442E-02 A4=-0.25718E-01
A6=0.10763E-01 A6=0.83725E-02
A8=-0.59391E-02 A8=-0.20725E-02
A10=0.37082E-03 A10=0.44531E-03
A12=-0.20066E-04

第4面 第8面
K=-0.17415E+02 K=-0.11658E+02
A4=-0.23971E-01 A4=-0.41840E-01
A6=0.19654E-01 A6=-0.12657E-02
A8=-0.88369E-02 A8=0.82939E-03
A10=0.11981E-02 A10=-0.12381E-03
A12=0.92004E-05

第5面 第9面
K=-0.19173E+02 K=-0.64839E+00
A4=-0.59634E-02 A4=-0.55582E-01
A6=0.11854E-01 A6=0.72567E-02
A8=-0.55652E-02 A8=-0.83289E-03
A10=0.14173E-02 A10=0.59449E-04
A12=-0.14817E-03 A12=-0.19144E-05

単レンズデータ

レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 2 3.946
2 4 -5.624
3 6 6.973
4 8 -26.180

（実施例３）
レンズデータを表３に示す。図１０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。図１１（ａ）は実施例３の球面収差図、図１１（ｂ）は非点収差図、図１１（ｃ）は歪曲収差図である。図１２は、メリディオナルコマ収差図である。開口絞りＳは、第１レンズＬ１の物体側にある。

［表 3 ］
実施例3

f=3.77mm fB=1.27mm F=2.8 2Y=5.744mm
ENTP=0mm EXTP=-2.18mm H1=-0.35mm H2=-2.5mm

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1(絞り) ∞ -0.03 0.67
2* 1.941 0.53 1.54470 56.2 0.71
3* -12.609 0.05 0.82
4* -15.100 0.30 1.63200 23.4 0.86
5* 4.353 0.32 0.93
6* 34.147 0.66 1.54470 56.2 1.22
7* -4.010 0.90 1.31
8* 3.771 0.60 1.54470 56.2 1.78
9* 2.525 1.24 2.27
10(撮像面)-9.119

非球面係数

第2面 第6面
K=-0.68875E+00 K=-0.23459E+02
A4=-0.12853E-01 A4=-0.17684E-01
A6=-0.52162E-01 A6=0.30999E-01
A8=0.27637E-01 A8=0.82705E-02
A10=-0.55353E-01 A10=-0.35244E-02
A12=0.62240E-04

第3面 第7面
K=0.50000E+02 K=-0.32505E+00
A4=-0.10330E+00 A4=-0.50179E-01
A6=0.74303E-01 A6=0.31260E-01
A8=-0.40486E-01 A8=-0.40429E-02
A10=0.20244E-01 A10=0.51426E-02
A12=0.18280E-03

第4面 第8面
K=-0.22519E+02 K=-0.16264E+02
A4=-0.17286E-01 A4=-0.10138E+00
A6=0.79880E-01 A6=-0.24632E-02
A8=0.42798E-01 A8=0.44097E-02
A10=-0.28936E-01 A10=-0.84127E-03
A12=0.18354E-03

第5面 第9面
K=0.94031E+01 K=-0.72066E+00
A4=0.53517E-01 A4=-0.10906E+00
A6=0.44420E-01 A6=0.20776E-01
A8=-0.37207E-01 A8=-0.35735E-02
A10=0.23040E-01 A10=0.43364E-03
A12=-0.10128E-01 A12=-0.23964E-04

単レンズデータ

レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 2 3.128
2 4 -5.314
3 6 6.629
4 8 -16.893

（実施例４）
レンズデータを表４に示す。図１３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、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。図１４（ａ）は実施例４の球面収差図、図１４（ｂ）は非点収差図、図１４（ｃ）は歪曲収差図である。図１５は、メリディオナルコマ収差図である。開口絞りＳは、第１レンズＬ１の物体側にある。

［表 4 ］
実施例4

f=3.77mm fB=1.52mm F=2.8 2Y=5.744mm
ENTP=0mm EXTP=-2.24mm H1=-0.01mm H2=-2.25mm

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1(絞り) ∞ 0.07 0.67
2* 2.414 0.61 1.54470 56.2 0.78
3* -6.963 0.21 0.92
4* -6.891 0.50 1.63200 23.4 1.01
5* 6.621 0.24 1.12
6* 5.080 0.61 1.54470 56.2 1.42
7* 38.385 0.43 1.55
8* 2.116 0.70 1.54470 56.2 1.79
9* 2.287 1.50 2.25
10*(撮像面)-8.498

非球面係数

第2面 第6面
K=-0.20704E+01 K=-0.91604E+01
A4=-0.27221E-01 A4=-0.23651E-01
A6=-0.48137E-01 A6=0.92425E-02
A8=0.13821E-02 A8=0.77904E-02
A10=-0.55764E-01 A10=-0.54959E-02
A12=0.11377E-02

第3面 第7面
K=0.35439E+02 K=0.42309E+02
A4=-0.12696E+00 A4=-0.83829E-01
A6=0.30338E-01 A6=0.43637E-01
A8=-0.26796E-01 A8=-0.86494E-02
A10=-0.26313E-02 A10=0.15484E-02
A12=-0.12148E-03

第4面 第8面
K=0.21888E+02 K=-0.69345E+01
A4=-0.95721E-01 A4=-0.90125E-01
A6=0.11337E+00 A6=-0.23591E-02
A8=0.93111E-02 A8=0.45847E-02
A10=-0.11726E-01 A10=-0.78287E-03
A12=0.12231E-03

第5面 第9面
K=-0.29589E+02 K=-0.66240E+00
A4=-0.36693E-01 A4=-0.10620E+00
A6=0.93988E-01 A6=0.20570E-01
A8=-0.39750E-01 A8=-0.36171E-02
A10=0.21120E-01 A10=0.42612E-03
A12=-0.62407E-02 A12=-0.24544E-04

第10面
K=-0.28506E+01
A4=0.40989E-03
A6=0.13817E-04
A8=0.24635E-07
A10=-0.83635E-07
A12=-0.15480E-07

単レンズデータ

レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 2 3.368
2 4 -5.268
3 6 10.681
4 8 21.225

（実施例５）
レンズデータを表５に示す。図１６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、Ｌ４は第４レンズ、Ｓは開口絞り、Ｉは撮像面を示す。図１７（ａ）は実施例５の球面収差図、図１７（ｂ）は非点収差図、図１７（ｃ）は歪曲収差図である。図１８は、メリディオナルコマ収差図である。開口絞りＳは、第１レンズＬ１の物体側にある。なお、本実施例５は、本発明に属さない実施例である。

［表 5 ］
実施例5

f=3.77mm fB=1.86mm F=2.8 2Y=5.744mm
ENTP=0mm EXTP=-2.12mm H1=0.19mm H2=-1.92mm

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1(絞り) ∞ 0.01 0.67
2* 2.441 0.57 1.54470 56.2 0.71
3* -4.907 0.09 0.85
4* -7.730 0.30 1.63200 23.4 0.91
5* 7.135 0.38 1.00
6* -9.102 0.94 1.54470 56.2 1.37
7* -1.494 0.28 1.38
8* -11.994 0.40 1.54470 56.2 1.47
9* 2.884 1.83 1.99
10(撮像面)-9.443

非球面係数

第2面 第6面
K=-0.23154E+01 K=-0.50000E+02
A4=-0.25043E-01 A4=0.14876E-02
A6=-0.72675E-01 A6=0.34718E-01
A8=0.21654E-01 A8=0.62594E-02
A10=-0.59724E-01 A10=-0.49021E-02
A12=0.71466E-03

第3面 第7面
K=0.26366E+02 K=-0.31032E+01
A4=-0.11508E+00 A4=-0.50615E-01
A6=0.66611E-01 A6=0.21893E-01
A8=-0.43570E-01 A8=-0.89335E-02
A10=0.61226E-01 A10=0.62006E-02
A12=0.16910E-02

第4面 第8面
K=0.40282E+02 K=-0.50000E+02
A4=-0.32281E-01 A4=-0.80693E-01
A6=0.64987E-01 A6=-0.10915E-01
A8=0.39301E-01 A8=0.32314E-02
A10=-0.15000E-01 A10=-0.71436E-03
A12=0.29826E-03

第5面 第9面
K=0.13893E+02 K=-0.37404E+00
A4=0.56552E-01 A4=-0.10580E+00
A6=0.50388E-01 A6=0.21369E-01
A8=-0.52279E-01 A8=-0.35956E-02
A10=0.11343E-01 A10=0.40603E-03
A12=0.65470E-02 A12=-0.34408E-04

単レンズデータ

レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 2 3.077
2 4 -5.826
3 6 3.144
4 8 -4.229

（実施例６）
レンズデータを表６に示す。図１９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、Ｓは開口絞り、Ｉは撮像面を示す。図２０（ａ）は実施例６の球面収差図、図２０（ｂ）は非点収差図、図２０（ｃ）は歪曲収差図である。図２１は、メリディオナルコマ収差図である。開口絞りＳは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間にある。なお、本実施例６は、本発明に属さない実施例である。

［表 6 ］
実施例6

f=3.48mm fB=1.82mm F=2.45 2Y=5.744mm
ENTP=0.45mm EXTP=-1.98mm H1=0.74mm H2=-1.66mm

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 ∞ 0.00 1.18
2* 2.383 0.62 1.54470 56.2 1.03
3* -27.053 0.01 0.82
4(絞り) ∞ 0.15 0.66
5* -90.439 0.30 1.63200 23.4 0.77
6* 14.723 0.49 0.88
7* -4.125 0.97 1.54470 56.2 1.35
8* -1.452 0.05 1.57
9* 3.731 0.40 1.61550 25.2 2.03
10* 1.862 1.81 2.31
11(撮像面)-7.000

非球面係数

第2面 第7面
K=-0.18146E+01 K=-0.45751E+00
A4=-0.11238E-01 A4=0.25690E-01
A6=-0.30746E-01 A6=-0.88706E-01
A8=0.10694E-01 A8=0.11499E+00
A10=-0.21214E-01 A10=-0.42740E-01
A12=0.43753E-02

第3面 第8面
K=0.50000E+02 K=-0.67502E+01
A4=-0.50657E-01 A4=-0.22802E+00
A6=-0.49064E-01 A6=0.18391E+00
A8=0.65050E-01 A8=-0.12891E+00
A10=-0.12985E+00 A10=0.58370E-01
A12=0.84402E-01 A12=-0.95961E-02

第5面 第9面
K=0.50000E+02 K=-0.35206E+00
A4=0.68018E-01 A4=-0.18176E+00
A6=-0.12063E-01 A6=0.61277E-01
A8=-0.49062E-01 A8=-0.33819E-02
A10=0.56240E-01 A10=-0.27661E-02
A12=-0.43945E-01 A12=0.70086E-03
A14=-0.54457E-04

第6面 第10面
K=-0.36470E+02 K=-0.72398E+01
A4=0.12730E+00 A4=-0.94630E-01
A6=-0.13318E-01 A6=0.36323E-01
A8=0.51169E-01 A8=-0.84703E-02
A10=-0.97708E-01 A10=0.12047E-02
A12=0.42755E-01 A12=-0.91611E-04
A14=0.25018E-05

単レンズデータ

レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 2 4.051
2 5 -20.012
3 7 3.647
4 9 -6.578

（実施例７）
レンズデータを表７に示す。図２２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、Ｓは開口絞り、Ｉは撮像面を示す。図２３（ａ）は実施例７の球面収差図、図２３（ｂ）は非点収差図、図２３（ｃ）は歪曲収差図である。図２４は、メリディオナルコマ収差図である。開口絞りＳは、第１レンズＬ１の物体側にある。

［表 7 ］
実施例7

f=3.52mm fB=1.04mm F=2.8 2Y=5.744mm
ENTP=0mm EXTP=-2.89mm H1=0.37mm H2=-2.48mm

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1(絞り) ∞ -0.05 0.67
2* 2.379 0.98 1.54470 56.2 0.63
3* -2.832 0.05 0.89
4* -3.018 0.30 1.63200 23.4 0.92
5* -235.830 0.27 1.07
6* -28.219 0.71 1.54470 56.2 1.44
7* -5.145 0.77 1.59
8* 7.781 0.68 1.54470 56.2 2.02
9* 8.171 1.03 2.37
10(撮像面)-5.000

非球面係数

第2面 第6面
K=-0.12146E+01 K=0.46169E+02
A4=-0.12881E-01 A4=-0.23820E-01
A6=-0.21281E-01 A6=0.29470E-01
A8=0.14977E-01 A8=0.66328E-02
A10=-0.45090E-01 A10=-0.58642E-02
A12=0.79812E-03

第3面 第7面
K=0.77739E+01 K=0.35966E+01
A4=-0.87252E-01 A4=-0.50298E-01
A6=0.12099E+00 A6=0.32881E-01
A8=0.10957E-01 A8=-0.89186E-02
A10=-0.15074E-02 A10=0.58415E-02
A12=-0.12032E-02

第4面 第8面
K=0.83353E+01 K=-0.50000E+02
A4=0.60055E-02 A4=-0.80417E-01
A6=0.11417E+00 A6=0.42909E-02
A8=0.13321E-01 A8=0.57286E-02
A10=-0.64017E-02 A10=-0.22401E-02
A12=0.27244E-03

第5面 第9面
K=0.50000E+02 K=0.10651E+02
A4=0.75714E-01 A4=-0.73689E-01
A6=0.26850E-01 A6=0.14902E-01
A8=-0.37066E-01 A8=-0.29045E-02
A10=0.35778E-01 A10=0.40555E-03
A12=-0.15596E-01 A12=-0.36409E-04

単レンズデータ

レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 2 2.543
2 4 -4.840
3 6 11.426
4 8 185.132

請求項に記載の条件式の値を表８にまとめて示す。

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）。

本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば、実質的にパワーを持たないダミーレンズを更に付与した場合でも本発明の適用範囲内である。

１０ 撮像レンズ
５０ 撮像装置
５１ａ 光電変換部
５１ｂ 信号処理回路
５２ 外部電極
５３ 筐体
５５ 鏡枠
６０ 操作ボタン
７１ 上筐体
７２ 下筐体
７３ ヒンジ
１００ 携帯電話機
Ｂ スペーサ
Ｆ 光学的ローパスフィルタ
Ｄ１，Ｄ２ 表示画面
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｓ 開口絞り
ＳＨ１ 遮光部材
ＳＨ２ 遮光部材
ＳＨ３ 遮光部材

Claims (11)

1. 撮像面が、画面周辺部に向かって物体側へ倒れるように湾曲した固体撮像素子と、前記撮像面に被写体像を結像させるための撮像レンズとを有し、
   前記撮像レンズは物体側より順に、
   正の屈折力を有する第１レンズ、
   負の屈折力を有する第２レンズ、
   正の屈折力を有する第３レンズ、
   少なくとも１面が非球面とされ、正または負の屈折力を有する第４レンズ、
   からなり、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
   ０．５＜ｆ１２３／ｆ＜１．４ （１）
   ０．０５＜ＳＡＧＩ／Ｙ＜０．５０ （２）
   １．２９≦ｆ３／ｆ＜３．５ （６）
   ただし、
   ｆ１２３：前記第１レンズから前記第３レンズまでの合成焦点距離
   ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
   ＳＡＧＩ：前記撮像面の光軸上の点からの最大像高での光軸方向の変位量
   Ｙ：最大像高
   ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
2. 前記第４レンズが負の屈折力を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記湾曲した撮像面は球面形状を有し、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
   −８．０＜ＲＩ／Ｙ＜−１．０ （３）
   ただし、
   ＲＩ：前記撮像面の曲率半径
   Ｙ：最大像高
4. 前記第１レンズは物体側に凸面を向けた形状であり、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
   ０．４＜ｆ１／ｆ＜１．３ （４）
   ただし、
   ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
   ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
5. 前記第２レンズは像側に凹面を向けた形状であり、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項に記載の撮像装置。
   ０＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜１．０ （５）
   ただし、
   ｒ３：前記第２レンズ物体側面の曲率半径
   ｒ４：前記第２レンズ像側面の曲率半径
6. 前記第３レンズは両凸形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
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項に記載の撮像装置。
   φｐ／φｍ＜５．０ （７）
   ただし、
   φｐ：近軸における前記第４レンズのパワー
   φｍ：最大光線高の位置における前記第４レンズのパワー
8. 前記第１レンズの物体側面頂点より像側で、前記第１レンズ周辺部の物体側面位置より物体側に開口絞りを配置したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記第１レンズと前記第２レンズの間に開口絞りを配置したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 実質的にパワーを持たないレンズを更に有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の撮像装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の撮像装置を有することを特徴とする携帯端末。