撮像レンズおよび撮像装置、ならびに携帯端末機器
【課題】高解像性能を得ることができる撮像レンズおよび撮像装置、ならびに携帯端末機器を提供する。
【解決手段】物体側から順に、光軸近傍において物体側の面が凸形状で正の屈折力を有する第１レンズＧ１と、負の屈折力を有する第２レンズＧ２と、光軸近傍において像側の面が凹形状で正の屈折力を有する第３レンズＧ３と、光軸近傍において像側の面が凸形状で正の屈折力を有する第４レンズＧ４と、光軸近傍において負の屈折力を有する第５レンズＧ５とからなる。以下の条件式を満足する。ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆは全系の焦点距離とする。
０．８＜ｆ／ｆ１≦１．２ ……（１）
【解決手段】物体側から順に、光軸近傍において物体側の面が凸形状で正の屈折力を有する第１レンズＧ１と、負の屈折力を有する第２レンズＧ２と、光軸近傍において像側の面が凹形状で正の屈折力を有する第３レンズＧ３と、光軸近傍において像側の面が凸形状で正の屈折力を有する第４レンズＧ４と、光軸近傍において負の屈折力を有する第５レンズＧ５とからなる。以下の条件式を満足する。ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆは全系の焦点距離とする。
０．８＜ｆ／ｆ１≦１．２ ……（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子上に被写体の光学像を結像させる撮像レンズ、およびその撮像レンズを搭載して撮影を行うデジタルスチルカメラ等の撮像装置、ならびにカメラ付き携帯電話機や情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistance）等の携帯端末機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータの一般家庭等への普及に伴い、撮影した風景や人物像等の画像情報をパーソナルコンピュータに入力することができるデジタルスチルカメラが急速に普及している。また、携帯電話に画像入力用のカメラモジュールが搭載されることも多くなっている。このような撮像機能を有する機器には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子が用いられている。近年、これらの撮像素子のコンパクト化が進み、撮像機器全体ならびにそれに搭載される撮像レンズにも、コンパクト性が要求されている。また同時に、撮像素子の高画素化も進んでおり、撮像レンズの高解像、高性能化が要求されている。このような要求を満足するために、従来では、全体として４枚のレンズを用いた構成の撮像レンズが開発されているが、より高解像、高性能化を図るために最近ではレンズ枚数を増やす傾向にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７８８１３３号公報
【特許文献２】特開２００７−２６４１８０号公報
【特許文献３】特開２００７−２７９２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１ないし３には、レンズ枚数を５枚にして高性能化を図った撮像レンズが開示されているが、近年ではこれらに記載の撮像レンズよりもさらなる高解像性能が要求されている。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高解像性能を得ることができる撮像レンズおよび撮像装置、ならびに携帯端末機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による撮像レンズは、物体側から順に、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、正の屈折力を有する第４レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有する第５レンズとからなる。
そして、以下の条件式を満足している。ただし、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆは全系の焦点距離とする。
０．８＜ｆ／ｆ１≦１．２ ……（１）
【０００７】
本発明による撮像レンズでは、全体として５枚のレンズ構成とし、従来の４枚構成の撮像レンズに比べてレンズ枚数を増やし、かつ各レンズの構成の最適化を図ったことで、高画素化に対応した高解像性能のレンズ系が得られる。
そして、さらに、次の好ましい構成を適宜採用して満足することで、より高性能化を図りやすくなる。
【０００８】
本発明による撮像レンズは、小型の撮像装置に適用するために、以下の条件式を満足することが好ましい。
ｆ＜５．０ｍｍ ……（２）
【０００９】
また、より高い解像性能を得るために、以下の条件式を少なくとも１つ満足することが好ましい。
ｆ１＜｜ｆ２｜＜ｆ３ ……（３）
νｄ２＜３５ ……（４）
ｆ４＜ｆ１ ……（５Ａ）
ｆ４＜｜ｆ２｜ ……（５Ｂ）
ｆ４＜ｆ３ ……（５Ｃ）
ただし、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆ３は第３レンズの焦点距離、ｆ４は第４レンズの焦点距離とする。νｄ２は第２レンズのｄ線に関するアッベ数とする。
【００１０】
また、本発明による撮像レンズにおいて、第１レンズの物体側の面は光軸近傍において物体側に凸形状であり、第４レンズの像側の面は光軸近傍において像側に凸形状であることが好ましい。
【００１１】
本発明による撮像レンズにおいて、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、および第５レンズはすべて、両面が非球面形状であることが好ましい。
【００１２】
特に、第５レンズの像側の面は、光軸近傍において凹形状であり、周辺に向かうに従い負の屈折力が光軸近傍に比べて弱くなる領域を有するものであることが好ましい。
【００１３】
本発明による撮像装置は、本発明による撮像レンズと、この撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えたものである。
【００１４】
本発明による携帯端末機器は、本発明による撮像装置と、その撮像装置によって撮像された画像を表示する表示手段とを備えたものである。
【００１５】
本発明による撮像装置または携帯端末機器では、本発明の撮像レンズによって得られた高解像の光学像に基づいて高解像の撮像信号が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の撮像レンズによれば、全体として５枚というレンズ構成において、各レンズの形状等を適切に最適化するようにしたので、高解像性能を得ることができる。
【００１７】
また、本発明の撮像装置または携帯端末機器によれば、上記本発明の高解像性能の撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するようにしたので、高解像の撮影画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応するレンズ断面図である。
【図２】撮像レンズの第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応するレンズ断面図である。
【図３】撮像レンズの第３の構成例を示すものであり、実施例３に対応するレンズ断面図である。
【図４】撮像レンズの第４の構成例を示すものであり、実施例４に対応するレンズ断面図である。
【図５】撮像レンズの第５の構成例を示すものであり、実施例５に対応するレンズ断面図である。
【図６】撮像レンズの第６の構成例を示すものであり、実施例６に対応するレンズ断面図である。
【図７】撮像レンズの第７の構成例を示すものであり、実施例７に対応するレンズ断面図である。
【図８】撮像レンズの第８の構成例を示すものであり、実施例８に対応するレンズ断面図である。
【図９】撮像レンズの第９の構成例を示すものであり、実施例９に対応するレンズ断面図である。
【図１０】撮像レンズの第１０の構成例を示すものであり、実施例１０に対応するレンズ断面図である。
【図１１】撮像レンズの第１１の構成例を示すものであり、実施例１１に対応するレンズ断面図である。
【図１２】撮像レンズの第１２の構成例を示すものであり、実施例１２に対応するレンズ断面図である。
【図１３】撮像レンズの第１３の構成例を示すものであり、実施例１３に対応するレンズ断面図である。
【図１４】実施例１に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図１５】実施例２に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図１６】実施例３に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図１７】実施例４に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図１８】実施例５に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図１９】実施例６に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２０】実施例７に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２１】実施例８に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２２】実施例９に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２３】実施例１０に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２４】実施例１１に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２５】実施例１２に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２６】実施例１３に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２７】本発明の一実施の形態に係る携帯端末機器としてのカメラ付き携帯電話機の一構成例を示す外観図である。
【図２８】本発明の一実施の形態に係る撮像装置としてのカメラモジュールの一構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例のレンズ構成に対応している。同様にして、後述の第２ないし第１３の数値実施例のレンズ構成に対応する第２ないし第１３の構成例の断面構成を、図２〜図１３に示す。図１〜図１３において、符号Ｒｉは、絞りＳｔも含めて最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では図１に示した第１の構成例を基本にして説明する。
【００２０】
図２７（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態に係る携帯端末機器の一例として、カメラ付き携帯電話機を示している。また図２８は、本実施の形態に係る撮像装置としてのカメラモジュールの一構成例を示している。図２７（Ａ），（Ｂ）に示したカメラ付き携帯電話機は、上部筐体２Ａと下部筐体２Ｂとを備え、両者が図２７（Ａ）の矢印方向に回動自在に構成されている。下部筐体２Ｂには、操作キー２１などが設けられている。上部筐体２Ａには、カメラ部１（図２７（Ｂ））および表示部（表示手段）２２（図２７（Ａ））などが設けられている。表示部２２は、ＬＣＤ（液晶パネル）やＥＬ（Electro-Luminescence）パネルなどの表示パネルによって構成されている。表示部２２は、折りたたみ時に内面となる側に配置されている。この表示部２２には、電話機能に関する各種メニュー表示のほか、カメラ部１によって撮影された画像などを表示することが可能となっている。カメラ部１は、例えば上部筐体２Ａの裏面側に配置されている。ただし、カメラ部１を設ける位置は、これに限定されない。
【００２１】
カメラ部１は、例えば図２８に示したようなカメラモジュールを有している。このカメラモジュールは、図２８に示したように、撮像レンズ２０が収納される鏡筒３と、鏡筒３を支持する支持基板４と、支持基板４上において撮像レンズ２０の結像面に対応する位置に設けられた撮像素子（図示せず）とを備えている。このカメラモジュールはまた、支持基板４上の撮像素子に電気的に接続されたフレキシブル基板５と、フレキシブル基板５に電気的に接続されると共に、電話機本体側の信号処理回路に接続可能に構成された外部接続端子６とを備えている。これらの構成要素は、一体的に構成されている。
【００２２】
カメラ部１では、撮像レンズ２０によって形成された光学像が撮像素子によって電気的な撮像信号に変換され、その撮像信号が、機器本体側の信号処理回路に出力される。このようなカメラ付き携帯電話機における撮像レンズ２０として、本実施の形態に係る撮像レンズを用いることで、収差補正の十分なされた高解像の撮像信号が得られる。電話機本体側では、その撮像信号に基づいて高解像の画像を生成することができる。
【００２３】
なお、本実施の形態に係る撮像レンズは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた各種撮像装置または携帯端末機器に適用可能である。本実施の形態に係る撮像装置または携帯端末機器は、カメラ付き携帯電話機に限らず、例えばデジタルスチルカメラやＰＤＡ等であっても良い。また、本実施の形態に係る撮像レンズは特に、画素数が２メガピクセル以上で、画素ピッチが３μｍ以下である小型で高画素の撮像素子を備えた撮像装置または携帯端末機器に好適に用いることができる。
【００２４】
この撮像レンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、第１レンズＧ１と、第２レンズＧ２と、第３レンズＧ３と、第４レンズＧ４と、第５レンズＧ５とを備えている。光学的な開口絞りＳｔは、第１レンズＧ１の前側、より詳しくは例えば、光軸Ｚ１上において第１レンズＧ１の像側の面よりも物体側に配置されている。ただし、図４〜図９の構成例のように、第１レンズＧ１の像側の面と第２レンズＧ２の物体側の面との間に開口絞りＳｔを配置することも可能である。
【００２５】
この撮像レンズの結像面Ｓｉｍｇには、ＣＣＤ等の撮像素子が配置される。第５レンズＧ５と撮像素子との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材ＧＣが配置されていても良い。例えば撮像面保護用のカバーガラスや赤外線カットフィルタなどの平板状の光学部材が配置されていても良い。この場合、光学部材ＧＣとして例えば平板状のカバーガラスに、赤外線カットフィルタやＮＤフィルタ等のフィルタ効果のあるコートが施されたものを使用しても良い。また、この撮像レンズにおいて、第１レンズＧ１ないし第５レンズＧ５のすべて、または少なくとも１つのレンズ面に赤外線カットフィルタやＮＤフィルタ等のフィルタ効果のあるコートや、反射防止のコートが施されていても良い。
【００２６】
第１レンズＧ１は正の屈折力を有している。第１レンズＧ１は、例えば光軸近傍において物体側の面が物体側に凸形状の正レンズとなっている。第１レンズＧ１は例えば、光軸近傍において両凸形状または物体側に凸のメニスカス形状となっている。
【００２７】
第２レンズＧ２は負の屈折力を有している。第２レンズＧ２は、光軸近傍において像側の面が凹形状であることが好ましい。
【００２８】
第３レンズＧ３は、光軸近傍において像側の面が凹形状の正レンズ、例えば光軸近傍において像側に凹面を向けた正のメニスカスレンズとなっている。
【００２９】
第４レンズＧ４は、光軸近傍において正の屈折力を有している。第４レンズＧ４は例えば、光軸近傍において像側の面が像側に凸形状となっている。
【００３０】
第５レンズＧ５は、光軸近傍において負の屈折力を有している。第５レンズＧ５は例えば、光軸近傍において像側の面が像側に凹形状となっている。第５レンズは、光軸近傍においてメニスカス形状（例えば図１の構成例）であっても良いし、光軸近傍において両凹形状であっても良い（例えば図１０の構成例）。
【００３１】
この撮像レンズは、以下の条件式を満足するように構成されている。
０．８＜ｆ／ｆ１≦１．２ ……（１）
ただし、ｆ１は第１レンズＧ１の焦点距離、ｆは全系の焦点距離とする。
【００３２】
この撮像レンズはまた、小型の撮像装置に適用するために、以下の条件式を満足することが好ましい。
ｆ＜５．０ｍｍ ……（２）
【００３３】
また、より高い解像性能を得るために、以下の条件式を少なくとも１つ満足することが好ましい。ただし、ｆ２は第２レンズＧ２の焦点距離、ｆ３は第３レンズＧ３の焦点距離、ｆ４は第４レンズＧ４の焦点距離とする。νｄ２は第２レンズＧ２のｄ線に関するアッベ数とする。
ｆ１＜｜ｆ２｜＜ｆ３ ……（３）
νｄ２＜３５ ……（４）
ｆ４＜ｆ１ ……（５Ａ）
ｆ４＜｜ｆ２｜ ……（５Ｂ）
ｆ４＜ｆ３ ……（５Ｃ）
【００３４】
この撮像レンズにおいて、第１レンズＧ１、第２レンズＧ２、第３レンズＧ３、第４レンズＧ４、および第５レンズＧ５はすべて、両面が非球面形状であることが好ましい。特に、第４レンズＧ４および第５レンズＧ５は、光軸近傍と周辺部とが凹凸形状の傾向の異なる非球面形状であることが好ましい。
【００３５】
例えば第５レンズＧ５の像側の面は、光軸近傍において凹形状で、周辺に向かうに従い負の屈折力が光軸近傍に比べて弱くなる領域を有していることが好ましい。また、第５レンズＧ５の像側の面は、有効径内で変曲点を有する非球面形状であることが好ましい。また、第５レンズＧ５の像側の面は、有効径内において、光軸中心以外で極点を有する非球面形状であることが好ましい。具体的には例えば、第５レンズＧ５の像側の面は、光軸近傍では凹形状で、周辺部では凸形状となるような非球面とされていることが好ましい。さらに、第５レンズＧ５の物体側の面は、有効径内で変曲点を有する非球面形状であることが好ましい。
【００３６】
なお、一般に非球面式は、以下の式（Ａ）によって表される。
Ｚ＝Ｃ・ｈ2／｛１＋（１−Ｋ’・Ｃ2・ｈ2）1/2｝＋ΣＡi・ｈi ……（Ａ）
ただし、
Ｋ’＝１＋Ｋ
Ｋ：離心率
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
ΣＡi・ｈi：ｉ＝１〜ｎとしたときのＡi・ｈiの総和（ｎ＝３以上の整数）
Ａi：第ｉ次の非球面係数
【００３７】
Ｚは、光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。すなわちＺは、光軸からの高さｈにおける面頂点位置を基準とした、非球面のサグ量（深さ）を示す。
【００３８】
［作用・効果］
次に、以上のように構成された撮像レンズの作用および効果を説明する。
この撮像レンズでは、全体として５枚のレンズ構成とし、従来の４枚構成の撮像レンズに比べてレンズ枚数を増やし、かつ各レンズの構成の最適化を図ったことで、高画素化に対応した高解像性能のレンズ系が得られる。
【００３９】
特に、第３レンズＧ３の像側の面を凹形状にすると共に、第３レンズＧ３と第４レンズＧ４との間隔を比較的広くすることで、高解像性能を得やすくなっている。第３レンズＧ３と第４レンズＧ４との間隔が比較的狭くなると、像面湾曲が大きくなってしまい、高解像性能が得られなくなってしまう。
【００４０】
条件式（１）は、第１レンズＧ１の屈折力に関する。この撮像レンズでは、条件式（１）を満たすように第１レンズＧ１が主たる結像機能を占めることにより、全長の短い光学系が得られる。条件式（１）の下限を下回ると全長が長くなってしまう。上限を超えると全長短縮には有利であるが、像面湾曲が大きくなってしまい、高解像性能が得られなくなってしまう。
【００４１】
条件式（２）は、全系の焦点距離ｆに関する。条件式（２）を満足することで、小型の撮像装置に適したレンズ系とすることができる。例えば画素数が２メガピクセル以上で、画素ピッチが３μｍ以下である小型で高画素の撮像素子を備えた撮像装置に良好に適用することができる。
【００４２】
条件式（３）は、第１レンズＧ１、第２レンズＧ２、および第３レンズＧ３の焦点距離の適切な関係を示している。条件式（４）は、第２レンズＧ２の適切なアッベ数に関する。条件式（３）および条件式（４）を満足することで色収差補正に有利となる。特に条件式（４）の上限を超えると色収差補正が不十分となってしまう。
より良好に色収差補正を行うためには、条件式（４）の上限は以下の条件式（４Ａ）の値を満たすことが好ましい。
νｄ２＜２５ ……（４Ａ）
【００４３】
条件式（５Ａ），（５Ｂ），（５Ｃ）は、第４レンズＧ４の焦点距離に対する、第１レンズＧ１、第２レンズＧ２、および第３レンズＧ３の焦点距離の適切な関係を示している。条件式（５Ａ），（５Ｂ），（５Ｃ）を満足することで、Ｆナンバーを小さくし、明るいレンズ系を実現しやすくなる。
より明るく、高い解像性能を得るために、第１レンズＧ１、第２レンズＧ２、第３レンズＧ３、および第４レンズＧ４の焦点距離は、以下の条件式（５Ｄ）の関係にあることが好ましい。
ｆ４＜ｆ１＜｜ｆ２｜＜ｆ３ ……（５Ｄ）
【００４４】
また、この撮像レンズでは、他のレンズに対して像側に配置されている第４レンズＧ４および第５レンズＧ５における非球面形状を、光軸近傍と周辺部とで凹凸形状の傾向の異なる形状とすることで、像面の中心部から周辺部にわたって像面湾曲を良好に補正することができる。特に、第５レンズＧ５の像側の面が、周辺に向かうに従い負の屈折力が光軸近傍に比べて弱くなる領域を有していることで、像面湾曲を良好に補正し、高解像性能が得られる。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態に係る撮像レンズによれば、全体として５枚というレンズ構成において、各レンズの形状等を適切に設定し、所定の条件式を満足するようにしたので、高解像性能を得ることができる。また、本実施の形態に係る撮像装置または携帯端末機器によれば、本実施の形態に係る高解像性能の撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するようにしたので、高解像の撮影画像を得ることができる。
【実施例】
【００４６】
次に、本実施の形態に係る撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、複数の数値実施例を部分的にまとめて説明する。
【００４７】
［実施例１］
［表１］〜［表２］は、図１に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。特に［表１］にはその基本的なレンズデータを示し、［表２］には非球面のデータを示す。［表１］に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、実施例１に係る撮像レンズについて、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜１３）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。Ｎｄｊおよびνｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。
【００４８】
実施例１に係る撮像レンズは、第１レンズＧ１、第２レンズＧ２、第３レンズＧ３、第４レンズＧ４、および第５レンズＧ５はすべて、両面が非球面形状となっている。［表１］の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。
【００４９】
［表２］には実施例１に係る撮像レンズにおける非球面データを示す。非球面データとして示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０-2」であることを示す。
【００５０】
実施例１に係る撮像レンズの非球面データとしては、上述の非球面式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａi，Ｋの値を記す。実施例１に係る撮像レンズは、非球面係数Ａiとして１０次までの係数を有効に用いて表されている。なお、表では省略しているが、１次および２次の非球面係数Ａ1，Ａ2は０としている（すなわちＡ1＝０，Ａ2＝０）。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
［数値実施例２〜１３］
以上の数値実施例１に係る撮像レンズと同様にして、図２に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを数値実施例２として、［表３］〜［表４］に示す。また同様にして、図３〜図１３に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを数値実施例３〜１３として、［表５］〜［表２６］に示す。
【００５４】
なお、実施例２ないし１３のいずれの撮像レンズについても、実施例１に係る撮像レンズと同様、全てのレンズ面が非球面形状となっている。
【００５５】
【表３】
【００５６】
【表４】
【００５７】
【表５】
【００５８】
【表６】
【００５９】
【表７】
【００６０】
【表８】
【００６１】
【表９】
【００６２】
【表１０】
【００６３】
【表１１】
【００６４】
【表１２】
【００６５】
【表１３】
【００６６】
【表１４】
【００６７】
【表１５】
【００６８】
【表１６】
【００６９】
【表１７】
【００７０】
【表１８】
【００７１】
【表１９】
【００７２】
【表２０】
【００７３】
【表２１】
【００７４】
【表２２】
【００７５】
【表２３】
【００７６】
【表２４】
【００７７】
【表２５】
【００７８】
【表２６】
【００７９】
［各実施例のその他の数値データ］
［表２７］には、上述の条件式（１）〜（４）および（５Ａ），（５Ｂ），（５Ｃ）に関連する値を、各実施例についてまとめたものを示す。［表２７］から分かるように、各実施例は、それらの条件式の少なくとも１つを満たしている。［表２７］にはまた、諸データとして、Ｆナンバー（ＦＮＯ．）の値についても示す。
【００８０】
【表２７】
【００８１】
［収差性能］
図１４（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、数値実施例１に係る撮像レンズにおける球面収差、非点収差、およびディストーション（歪曲収差）を示している。これらの収差図には、ｄ線を基準波長とし、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）およびＦ線（波長４８６．１３ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、（Ｓ）はサジタル方向、（Ｔ）はタンジェンシャル方向の収差を示す。ωは半画角を示す。図１４（Ａ）において縦軸はＦナンバーを示す。
【００８２】
同様に、数値実施例２に係る撮像レンズについての諸収差を図１５（Ａ）〜（Ｃ）に示す。同様にして、数値実施例３〜１３に係る撮像レンズについての諸収差を図１６〜図２６の（Ａ）〜（Ｃ）に示す。なお、図２６（Ｂ），（Ｃ）において縦軸は像高Ｙ（ｍｍ）を示す。
【００８３】
以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、全体として５枚のレンズ構成で、高解像性能の撮像レンズ系が実現できている。
【００８４】
なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【符号の説明】
【００８５】
ＧＣ…光学部材、Ｇ１…第１レンズ、Ｇ２…第２レンズ、Ｇ３…第３レンズ、Ｇ４…第４レンズ、Ｇ５…第５レンズ、Ｓｔ…開口絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子上に被写体の光学像を結像させる撮像レンズ、およびその撮像レンズを搭載して撮影を行うデジタルスチルカメラ等の撮像装置、ならびにカメラ付き携帯電話機や情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistance）等の携帯端末機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータの一般家庭等への普及に伴い、撮影した風景や人物像等の画像情報をパーソナルコンピュータに入力することができるデジタルスチルカメラが急速に普及している。また、携帯電話に画像入力用のカメラモジュールが搭載されることも多くなっている。このような撮像機能を有する機器には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子が用いられている。近年、これらの撮像素子のコンパクト化が進み、撮像機器全体ならびにそれに搭載される撮像レンズにも、コンパクト性が要求されている。また同時に、撮像素子の高画素化も進んでおり、撮像レンズの高解像、高性能化が要求されている。このような要求を満足するために、従来では、全体として４枚のレンズを用いた構成の撮像レンズが開発されているが、より高解像、高性能化を図るために最近ではレンズ枚数を増やす傾向にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７８８１３３号公報
【特許文献２】特開２００７−２６４１８０号公報
【特許文献３】特開２００７−２７９２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１ないし３には、レンズ枚数を５枚にして高性能化を図った撮像レンズが開示されているが、近年ではこれらに記載の撮像レンズよりもさらなる高解像性能が要求されている。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高解像性能を得ることができる撮像レンズおよび撮像装置、ならびに携帯端末機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による撮像レンズは、物体側から順に、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、正の屈折力を有する第４レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有する第５レンズとからなる。
そして、以下の条件式を満足している。ただし、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆは全系の焦点距離とする。
０．８＜ｆ／ｆ１≦１．２ ……（１）
【０００７】
本発明による撮像レンズでは、全体として５枚のレンズ構成とし、従来の４枚構成の撮像レンズに比べてレンズ枚数を増やし、かつ各レンズの構成の最適化を図ったことで、高画素化に対応した高解像性能のレンズ系が得られる。
そして、さらに、次の好ましい構成を適宜採用して満足することで、より高性能化を図りやすくなる。
【０００８】
本発明による撮像レンズは、小型の撮像装置に適用するために、以下の条件式を満足することが好ましい。
ｆ＜５．０ｍｍ ……（２）
【０００９】
また、より高い解像性能を得るために、以下の条件式を少なくとも１つ満足することが好ましい。
ｆ１＜｜ｆ２｜＜ｆ３ ……（３）
νｄ２＜３５ ……（４）
ｆ４＜ｆ１ ……（５Ａ）
ｆ４＜｜ｆ２｜ ……（５Ｂ）
ｆ４＜ｆ３ ……（５Ｃ）
ただし、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆ３は第３レンズの焦点距離、ｆ４は第４レンズの焦点距離とする。νｄ２は第２レンズのｄ線に関するアッベ数とする。
【００１０】
また、本発明による撮像レンズにおいて、第１レンズの物体側の面は光軸近傍において物体側に凸形状であり、第４レンズの像側の面は光軸近傍において像側に凸形状であることが好ましい。
【００１１】
本発明による撮像レンズにおいて、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、および第５レンズはすべて、両面が非球面形状であることが好ましい。
【００１２】
特に、第５レンズの像側の面は、光軸近傍において凹形状であり、周辺に向かうに従い負の屈折力が光軸近傍に比べて弱くなる領域を有するものであることが好ましい。
【００１３】
本発明による撮像装置は、本発明による撮像レンズと、この撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えたものである。
【００１４】
本発明による携帯端末機器は、本発明による撮像装置と、その撮像装置によって撮像された画像を表示する表示手段とを備えたものである。
【００１５】
本発明による撮像装置または携帯端末機器では、本発明の撮像レンズによって得られた高解像の光学像に基づいて高解像の撮像信号が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の撮像レンズによれば、全体として５枚というレンズ構成において、各レンズの形状等を適切に最適化するようにしたので、高解像性能を得ることができる。
【００１７】
また、本発明の撮像装置または携帯端末機器によれば、上記本発明の高解像性能の撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するようにしたので、高解像の撮影画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応するレンズ断面図である。
【図２】撮像レンズの第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応するレンズ断面図である。
【図３】撮像レンズの第３の構成例を示すものであり、実施例３に対応するレンズ断面図である。
【図４】撮像レンズの第４の構成例を示すものであり、実施例４に対応するレンズ断面図である。
【図５】撮像レンズの第５の構成例を示すものであり、実施例５に対応するレンズ断面図である。
【図６】撮像レンズの第６の構成例を示すものであり、実施例６に対応するレンズ断面図である。
【図７】撮像レンズの第７の構成例を示すものであり、実施例７に対応するレンズ断面図である。
【図８】撮像レンズの第８の構成例を示すものであり、実施例８に対応するレンズ断面図である。
【図９】撮像レンズの第９の構成例を示すものであり、実施例９に対応するレンズ断面図である。
【図１０】撮像レンズの第１０の構成例を示すものであり、実施例１０に対応するレンズ断面図である。
【図１１】撮像レンズの第１１の構成例を示すものであり、実施例１１に対応するレンズ断面図である。
【図１２】撮像レンズの第１２の構成例を示すものであり、実施例１２に対応するレンズ断面図である。
【図１３】撮像レンズの第１３の構成例を示すものであり、実施例１３に対応するレンズ断面図である。
【図１４】実施例１に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図１５】実施例２に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図１６】実施例３に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図１７】実施例４に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図１８】実施例５に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図１９】実施例６に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２０】実施例７に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２１】実施例８に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２２】実施例９に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２３】実施例１０に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２４】実施例１１に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２５】実施例１２に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２６】実施例１３に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。
【図２７】本発明の一実施の形態に係る携帯端末機器としてのカメラ付き携帯電話機の一構成例を示す外観図である。
【図２８】本発明の一実施の形態に係る撮像装置としてのカメラモジュールの一構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例のレンズ構成に対応している。同様にして、後述の第２ないし第１３の数値実施例のレンズ構成に対応する第２ないし第１３の構成例の断面構成を、図２〜図１３に示す。図１〜図１３において、符号Ｒｉは、絞りＳｔも含めて最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では図１に示した第１の構成例を基本にして説明する。
【００２０】
図２７（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態に係る携帯端末機器の一例として、カメラ付き携帯電話機を示している。また図２８は、本実施の形態に係る撮像装置としてのカメラモジュールの一構成例を示している。図２７（Ａ），（Ｂ）に示したカメラ付き携帯電話機は、上部筐体２Ａと下部筐体２Ｂとを備え、両者が図２７（Ａ）の矢印方向に回動自在に構成されている。下部筐体２Ｂには、操作キー２１などが設けられている。上部筐体２Ａには、カメラ部１（図２７（Ｂ））および表示部（表示手段）２２（図２７（Ａ））などが設けられている。表示部２２は、ＬＣＤ（液晶パネル）やＥＬ（Electro-Luminescence）パネルなどの表示パネルによって構成されている。表示部２２は、折りたたみ時に内面となる側に配置されている。この表示部２２には、電話機能に関する各種メニュー表示のほか、カメラ部１によって撮影された画像などを表示することが可能となっている。カメラ部１は、例えば上部筐体２Ａの裏面側に配置されている。ただし、カメラ部１を設ける位置は、これに限定されない。
【００２１】
カメラ部１は、例えば図２８に示したようなカメラモジュールを有している。このカメラモジュールは、図２８に示したように、撮像レンズ２０が収納される鏡筒３と、鏡筒３を支持する支持基板４と、支持基板４上において撮像レンズ２０の結像面に対応する位置に設けられた撮像素子（図示せず）とを備えている。このカメラモジュールはまた、支持基板４上の撮像素子に電気的に接続されたフレキシブル基板５と、フレキシブル基板５に電気的に接続されると共に、電話機本体側の信号処理回路に接続可能に構成された外部接続端子６とを備えている。これらの構成要素は、一体的に構成されている。
【００２２】
カメラ部１では、撮像レンズ２０によって形成された光学像が撮像素子によって電気的な撮像信号に変換され、その撮像信号が、機器本体側の信号処理回路に出力される。このようなカメラ付き携帯電話機における撮像レンズ２０として、本実施の形態に係る撮像レンズを用いることで、収差補正の十分なされた高解像の撮像信号が得られる。電話機本体側では、その撮像信号に基づいて高解像の画像を生成することができる。
【００２３】
なお、本実施の形態に係る撮像レンズは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた各種撮像装置または携帯端末機器に適用可能である。本実施の形態に係る撮像装置または携帯端末機器は、カメラ付き携帯電話機に限らず、例えばデジタルスチルカメラやＰＤＡ等であっても良い。また、本実施の形態に係る撮像レンズは特に、画素数が２メガピクセル以上で、画素ピッチが３μｍ以下である小型で高画素の撮像素子を備えた撮像装置または携帯端末機器に好適に用いることができる。
【００２４】
この撮像レンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、第１レンズＧ１と、第２レンズＧ２と、第３レンズＧ３と、第４レンズＧ４と、第５レンズＧ５とを備えている。光学的な開口絞りＳｔは、第１レンズＧ１の前側、より詳しくは例えば、光軸Ｚ１上において第１レンズＧ１の像側の面よりも物体側に配置されている。ただし、図４〜図９の構成例のように、第１レンズＧ１の像側の面と第２レンズＧ２の物体側の面との間に開口絞りＳｔを配置することも可能である。
【００２５】
この撮像レンズの結像面Ｓｉｍｇには、ＣＣＤ等の撮像素子が配置される。第５レンズＧ５と撮像素子との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材ＧＣが配置されていても良い。例えば撮像面保護用のカバーガラスや赤外線カットフィルタなどの平板状の光学部材が配置されていても良い。この場合、光学部材ＧＣとして例えば平板状のカバーガラスに、赤外線カットフィルタやＮＤフィルタ等のフィルタ効果のあるコートが施されたものを使用しても良い。また、この撮像レンズにおいて、第１レンズＧ１ないし第５レンズＧ５のすべて、または少なくとも１つのレンズ面に赤外線カットフィルタやＮＤフィルタ等のフィルタ効果のあるコートや、反射防止のコートが施されていても良い。
【００２６】
第１レンズＧ１は正の屈折力を有している。第１レンズＧ１は、例えば光軸近傍において物体側の面が物体側に凸形状の正レンズとなっている。第１レンズＧ１は例えば、光軸近傍において両凸形状または物体側に凸のメニスカス形状となっている。
【００２７】
第２レンズＧ２は負の屈折力を有している。第２レンズＧ２は、光軸近傍において像側の面が凹形状であることが好ましい。
【００２８】
第３レンズＧ３は、光軸近傍において像側の面が凹形状の正レンズ、例えば光軸近傍において像側に凹面を向けた正のメニスカスレンズとなっている。
【００２９】
第４レンズＧ４は、光軸近傍において正の屈折力を有している。第４レンズＧ４は例えば、光軸近傍において像側の面が像側に凸形状となっている。
【００３０】
第５レンズＧ５は、光軸近傍において負の屈折力を有している。第５レンズＧ５は例えば、光軸近傍において像側の面が像側に凹形状となっている。第５レンズは、光軸近傍においてメニスカス形状（例えば図１の構成例）であっても良いし、光軸近傍において両凹形状であっても良い（例えば図１０の構成例）。
【００３１】
この撮像レンズは、以下の条件式を満足するように構成されている。
０．８＜ｆ／ｆ１≦１．２ ……（１）
ただし、ｆ１は第１レンズＧ１の焦点距離、ｆは全系の焦点距離とする。
【００３２】
この撮像レンズはまた、小型の撮像装置に適用するために、以下の条件式を満足することが好ましい。
ｆ＜５．０ｍｍ ……（２）
【００３３】
また、より高い解像性能を得るために、以下の条件式を少なくとも１つ満足することが好ましい。ただし、ｆ２は第２レンズＧ２の焦点距離、ｆ３は第３レンズＧ３の焦点距離、ｆ４は第４レンズＧ４の焦点距離とする。νｄ２は第２レンズＧ２のｄ線に関するアッベ数とする。
ｆ１＜｜ｆ２｜＜ｆ３ ……（３）
νｄ２＜３５ ……（４）
ｆ４＜ｆ１ ……（５Ａ）
ｆ４＜｜ｆ２｜ ……（５Ｂ）
ｆ４＜ｆ３ ……（５Ｃ）
【００３４】
この撮像レンズにおいて、第１レンズＧ１、第２レンズＧ２、第３レンズＧ３、第４レンズＧ４、および第５レンズＧ５はすべて、両面が非球面形状であることが好ましい。特に、第４レンズＧ４および第５レンズＧ５は、光軸近傍と周辺部とが凹凸形状の傾向の異なる非球面形状であることが好ましい。
【００３５】
例えば第５レンズＧ５の像側の面は、光軸近傍において凹形状で、周辺に向かうに従い負の屈折力が光軸近傍に比べて弱くなる領域を有していることが好ましい。また、第５レンズＧ５の像側の面は、有効径内で変曲点を有する非球面形状であることが好ましい。また、第５レンズＧ５の像側の面は、有効径内において、光軸中心以外で極点を有する非球面形状であることが好ましい。具体的には例えば、第５レンズＧ５の像側の面は、光軸近傍では凹形状で、周辺部では凸形状となるような非球面とされていることが好ましい。さらに、第５レンズＧ５の物体側の面は、有効径内で変曲点を有する非球面形状であることが好ましい。
【００３６】
なお、一般に非球面式は、以下の式（Ａ）によって表される。
Ｚ＝Ｃ・ｈ2／｛１＋（１−Ｋ’・Ｃ2・ｈ2）1/2｝＋ΣＡi・ｈi ……（Ａ）
ただし、
Ｋ’＝１＋Ｋ
Ｋ：離心率
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
ΣＡi・ｈi：ｉ＝１〜ｎとしたときのＡi・ｈiの総和（ｎ＝３以上の整数）
Ａi：第ｉ次の非球面係数
【００３７】
Ｚは、光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。すなわちＺは、光軸からの高さｈにおける面頂点位置を基準とした、非球面のサグ量（深さ）を示す。
【００３８】
［作用・効果］
次に、以上のように構成された撮像レンズの作用および効果を説明する。
この撮像レンズでは、全体として５枚のレンズ構成とし、従来の４枚構成の撮像レンズに比べてレンズ枚数を増やし、かつ各レンズの構成の最適化を図ったことで、高画素化に対応した高解像性能のレンズ系が得られる。
【００３９】
特に、第３レンズＧ３の像側の面を凹形状にすると共に、第３レンズＧ３と第４レンズＧ４との間隔を比較的広くすることで、高解像性能を得やすくなっている。第３レンズＧ３と第４レンズＧ４との間隔が比較的狭くなると、像面湾曲が大きくなってしまい、高解像性能が得られなくなってしまう。
【００４０】
条件式（１）は、第１レンズＧ１の屈折力に関する。この撮像レンズでは、条件式（１）を満たすように第１レンズＧ１が主たる結像機能を占めることにより、全長の短い光学系が得られる。条件式（１）の下限を下回ると全長が長くなってしまう。上限を超えると全長短縮には有利であるが、像面湾曲が大きくなってしまい、高解像性能が得られなくなってしまう。
【００４１】
条件式（２）は、全系の焦点距離ｆに関する。条件式（２）を満足することで、小型の撮像装置に適したレンズ系とすることができる。例えば画素数が２メガピクセル以上で、画素ピッチが３μｍ以下である小型で高画素の撮像素子を備えた撮像装置に良好に適用することができる。
【００４２】
条件式（３）は、第１レンズＧ１、第２レンズＧ２、および第３レンズＧ３の焦点距離の適切な関係を示している。条件式（４）は、第２レンズＧ２の適切なアッベ数に関する。条件式（３）および条件式（４）を満足することで色収差補正に有利となる。特に条件式（４）の上限を超えると色収差補正が不十分となってしまう。
より良好に色収差補正を行うためには、条件式（４）の上限は以下の条件式（４Ａ）の値を満たすことが好ましい。
νｄ２＜２５ ……（４Ａ）
【００４３】
条件式（５Ａ），（５Ｂ），（５Ｃ）は、第４レンズＧ４の焦点距離に対する、第１レンズＧ１、第２レンズＧ２、および第３レンズＧ３の焦点距離の適切な関係を示している。条件式（５Ａ），（５Ｂ），（５Ｃ）を満足することで、Ｆナンバーを小さくし、明るいレンズ系を実現しやすくなる。
より明るく、高い解像性能を得るために、第１レンズＧ１、第２レンズＧ２、第３レンズＧ３、および第４レンズＧ４の焦点距離は、以下の条件式（５Ｄ）の関係にあることが好ましい。
ｆ４＜ｆ１＜｜ｆ２｜＜ｆ３ ……（５Ｄ）
【００４４】
また、この撮像レンズでは、他のレンズに対して像側に配置されている第４レンズＧ４および第５レンズＧ５における非球面形状を、光軸近傍と周辺部とで凹凸形状の傾向の異なる形状とすることで、像面の中心部から周辺部にわたって像面湾曲を良好に補正することができる。特に、第５レンズＧ５の像側の面が、周辺に向かうに従い負の屈折力が光軸近傍に比べて弱くなる領域を有していることで、像面湾曲を良好に補正し、高解像性能が得られる。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態に係る撮像レンズによれば、全体として５枚というレンズ構成において、各レンズの形状等を適切に設定し、所定の条件式を満足するようにしたので、高解像性能を得ることができる。また、本実施の形態に係る撮像装置または携帯端末機器によれば、本実施の形態に係る高解像性能の撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するようにしたので、高解像の撮影画像を得ることができる。
【実施例】
【００４６】
次に、本実施の形態に係る撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、複数の数値実施例を部分的にまとめて説明する。
【００４７】
［実施例１］
［表１］〜［表２］は、図１に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。特に［表１］にはその基本的なレンズデータを示し、［表２］には非球面のデータを示す。［表１］に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、実施例１に係る撮像レンズについて、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜１３）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。Ｎｄｊおよびνｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。
【００４８】
実施例１に係る撮像レンズは、第１レンズＧ１、第２レンズＧ２、第３レンズＧ３、第４レンズＧ４、および第５レンズＧ５はすべて、両面が非球面形状となっている。［表１］の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。
【００４９】
［表２］には実施例１に係る撮像レンズにおける非球面データを示す。非球面データとして示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０-2」であることを示す。
【００５０】
実施例１に係る撮像レンズの非球面データとしては、上述の非球面式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａi，Ｋの値を記す。実施例１に係る撮像レンズは、非球面係数Ａiとして１０次までの係数を有効に用いて表されている。なお、表では省略しているが、１次および２次の非球面係数Ａ1，Ａ2は０としている（すなわちＡ1＝０，Ａ2＝０）。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
［数値実施例２〜１３］
以上の数値実施例１に係る撮像レンズと同様にして、図２に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを数値実施例２として、［表３］〜［表４］に示す。また同様にして、図３〜図１３に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを数値実施例３〜１３として、［表５］〜［表２６］に示す。
【００５４】
なお、実施例２ないし１３のいずれの撮像レンズについても、実施例１に係る撮像レンズと同様、全てのレンズ面が非球面形状となっている。
【００５５】
【表３】
【００５６】
【表４】
【００５７】
【表５】
【００５８】
【表６】
【００５９】
【表７】
【００６０】
【表８】
【００６１】
【表９】
【００６２】
【表１０】
【００６３】
【表１１】
【００６４】
【表１２】
【００６５】
【表１３】
【００６６】
【表１４】
【００６７】
【表１５】
【００６８】
【表１６】
【００６９】
【表１７】
【００７０】
【表１８】
【００７１】
【表１９】
【００７２】
【表２０】
【００７３】
【表２１】
【００７４】
【表２２】
【００７５】
【表２３】
【００７６】
【表２４】
【００７７】
【表２５】
【００７８】
【表２６】
【００７９】
［各実施例のその他の数値データ］
［表２７］には、上述の条件式（１）〜（４）および（５Ａ），（５Ｂ），（５Ｃ）に関連する値を、各実施例についてまとめたものを示す。［表２７］から分かるように、各実施例は、それらの条件式の少なくとも１つを満たしている。［表２７］にはまた、諸データとして、Ｆナンバー（ＦＮＯ．）の値についても示す。
【００８０】
【表２７】
【００８１】
［収差性能］
図１４（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、数値実施例１に係る撮像レンズにおける球面収差、非点収差、およびディストーション（歪曲収差）を示している。これらの収差図には、ｄ線を基準波長とし、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）およびＦ線（波長４８６．１３ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、（Ｓ）はサジタル方向、（Ｔ）はタンジェンシャル方向の収差を示す。ωは半画角を示す。図１４（Ａ）において縦軸はＦナンバーを示す。
【００８２】
同様に、数値実施例２に係る撮像レンズについての諸収差を図１５（Ａ）〜（Ｃ）に示す。同様にして、数値実施例３〜１３に係る撮像レンズについての諸収差を図１６〜図２６の（Ａ）〜（Ｃ）に示す。なお、図２６（Ｂ），（Ｃ）において縦軸は像高Ｙ（ｍｍ）を示す。
【００８３】
以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、全体として５枚のレンズ構成で、高解像性能の撮像レンズ系が実現できている。
【００８４】
なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【符号の説明】
【００８５】
ＧＣ…光学部材、Ｇ１…第１レンズ、Ｇ２…第２レンズ、Ｇ３…第３レンズ、Ｇ４…第４レンズ、Ｇ５…第５レンズ、Ｓｔ…開口絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、
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、
正の屈折力を有する第４レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第５レンズと
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レンズ。
０．８＜ｆ／ｆ１≦１．２ ……（１）
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
とする。
【請求項２】
さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
ｆ＜５．０ｍｍ ……（２）
【請求項３】
さらに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に記載の撮像レンズ。
ｆ１＜｜ｆ２｜＜ｆ３ ……（３）
ただし、
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
とする。
【請求項４】
さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
νｄ２＜３５ ……（４）
ただし、
νｄ２：第２レンズのｄ線に関するアッベ数
とする。
【請求項５】
さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
ｆ４＜ｆ１ ……（５Ａ）
ただし、
ｆ４：第４レンズの焦点距離
とする。
【請求項６】
さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
ｆ４＜｜ｆ２｜ ……（５Ｂ）
【請求項７】
さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
ｆ４＜ｆ３ ……（５Ｃ）
【請求項８】
前記第１レンズの物体側の面は光軸近傍において物体側に凸形状であり、
前記第４レンズの像側の面は光軸近傍において像側に凸形状である
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項９】
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、および前記第５レンズはすべて、両面が非球面形状である
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１０】
前記第５レンズの物体側の面は、有効径内で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ないし９のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１１】
前記第５レンズの像側の面は、光軸近傍において凹形状であり、周辺に向かうに従い負の屈折力が光軸近傍に比べて弱くなる領域を有する
ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１２】
前記第５レンズの像側の面は、有効径内で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ないし１１のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１３】
前記第５レンズの像側の面は、有効径内において、光軸中心以外で極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ないし１２のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の撮像レンズと、
前記撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
前記撮像素子は、画素数が２メガピクセル以上であり、画素ピッチが３μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された画像を表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする携帯端末機器。
【請求項１】
物体側から順に、
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、
正の屈折力を有する第４レンズと、
光軸近傍において負の屈折力を有する第５レンズと
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レンズ。
０．８＜ｆ／ｆ１≦１．２ ……（１）
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
とする。
【請求項２】
さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
ｆ＜５．０ｍｍ ……（２）
【請求項３】
さらに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に記載の撮像レンズ。
ｆ１＜｜ｆ２｜＜ｆ３ ……（３）
ただし、
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
とする。
【請求項４】
さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
νｄ２＜３５ ……（４）
ただし、
νｄ２：第２レンズのｄ線に関するアッベ数
とする。
【請求項５】
さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
ｆ４＜ｆ１ ……（５Ａ）
ただし、
ｆ４：第４レンズの焦点距離
とする。
【請求項６】
さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
ｆ４＜｜ｆ２｜ ……（５Ｂ）
【請求項７】
さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
ｆ４＜ｆ３ ……（５Ｃ）
【請求項８】
前記第１レンズの物体側の面は光軸近傍において物体側に凸形状であり、
前記第４レンズの像側の面は光軸近傍において像側に凸形状である
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項９】
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、および前記第５レンズはすべて、両面が非球面形状である
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１０】
前記第５レンズの物体側の面は、有効径内で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ないし９のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１１】
前記第５レンズの像側の面は、光軸近傍において凹形状であり、周辺に向かうに従い負の屈折力が光軸近傍に比べて弱くなる領域を有する
ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１２】
前記第５レンズの像側の面は、有効径内で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ないし１１のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１３】
前記第５レンズの像側の面は、有効径内において、光軸中心以外で極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ないし１２のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の撮像レンズと、
前記撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
前記撮像素子は、画素数が２メガピクセル以上であり、画素ピッチが３μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された画像を表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする携帯端末機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２０１１−２０９５５４（Ｐ２０１１−２０９５５４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７７９２５（Ｐ２０１０−７７９２５）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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