(57)【要約】【課題】広範囲でＦ値を切り替えることができ、被写体の露出や被写界深度、収差を柔軟に制御することができる光学系を提供する。【解決手段】カメラモジュール１０は、光学系１６と、像面Ｓに配置された撮像素子１８とを備える。光学系１６は、第１の開口径と第２の開口径との間で開口径を切り替えることが可能な可変絞り２０と、正の屈折力を有する第１のレンズ群２１（正の屈折力を有する第１レンズ３１と負の屈折力を有する第２レンズ３２）と、所定の開口径を有する固定絞り２３と、正の屈折力を有する第２のレンズ群２２（正の屈折力を有する第３レンズ３３と正の屈折力を有する第４レンズ３４と負の屈折力を有する第５レンズ３５）とを備える。可変絞り２０と第１のレンズ群２１と固定絞り２３と第２のレンズ群２２は、光軸Ｐに沿って被写体Ｂ側から像面Ｓ側に向けて順番に配置されている。第１のレンズ群２１の焦点距離をｆA、第２のレンズ群２２の焦点距離をｆBとすると、｜ｆA／ｆB｜＜０．４を満たしている。【選択図】図２
2020190674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って被写体側から像面側に向けて順番に配置された、
第１の開口径と第２の開口径との間で開口径を切り替えることが可能な可変絞りと、
正の屈折力を有する第１のレンズ群と、
所定の開口径を有する固定絞りと、
正の屈折力を有する第２のレンズ群と
を備え、
前記第１のレンズ群の焦点距離をｆA、前記第２のレンズ群の焦点距離をｆBとすると、
｜ｆA／ｆB｜＜０．４
を満たす、
光学系。
【請求項２】
前記第１のレンズ群の前記被写体に最も近いレンズ面から前記光軸に沿って前記像面に至るまでの距離を光学全長ＴＴＬとすると、
ＴＴＬ＜４．８ｍｍ
を満たす、請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記第１のレンズ群と前記第２のレンズ群の合成焦点距離は正の値である、請求項１又は２に記載の光学系。
【請求項４】
前記第１のレンズ群の焦点距離をｆA、前記第２のレンズ群の焦点距離をｆBとすると、
｜ｆA／ｆB｜＜０．４
を満たす、請求項１から３のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項５】
レンズ全系の焦点距離をｆとすると、
３．５ｍｍ＜ｆ＜４．３ｍｍ
を満たす、請求項１から４のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項６】
前記第２のレンズ群の前記像面に最も近いレンズ面から前記光軸に沿って前記像面に至るまでの距離を後部焦点距離ＢＦＬとすると、
０．１８５＜ＢＦＬ／ＴＴＬ＜０．２５４
を満たす、請求項１から５のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項７】
前記第１のレンズ群は、前記光軸に沿って前記被写体側から前記像面側に向けて順番に配置された、
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
から構成され、
前記第２のレンズ群は、前記光軸に沿って前記被写体側から前記像面側に向けて順番に配置された、
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、
負の屈折力を有する第５レンズと
から構成される、
請求項１から６のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項８】
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レンズの少なくとも一方のレンズ面は非球面である、請求項７に記載の光学系。
【請求項９】
前記第２レンズの焦点距離をｆ2、前記第３レンズの焦点距離をｆ3とすると、
０．２＜｜ｆ2／ｆ3｜＜０．８
を満たす、請求項７又は８に記載の光学系。
【請求項１０】
前記第２レンズの後方レンズ面と前記第３レンズの前方レンズ面との間の前記光軸と平行な方向における距離の最小値は０．３ｍｍ以上である、請求項７から９のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１１】
前記第２レンズの後方レンズ面と前記第３レンズの前方レンズ面との間の前記光軸に沿った距離は０．４ｍｍ以上である、請求項７から１０のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１２】
前記第２レンズの前方レンズ面は、少なくとも１つの変曲点を有する、請求項７から１１のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１３】
前記第３レンズの後方レンズ面は、少なくとも１つの変曲点を有する、請求項７から１２のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１４】
前記第５レンズの前方レンズ面及び後方レンズ面は、それぞれ少なくとも１つの変曲点を有する、請求項７から１３のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１５】
前記第１レンズの前方レンズ面は前記被写体側に凸であり、後方レンズ面は前記像面側に凸である、請求項７から１４のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１６】
前記第２レンズの前方レンズ面は前記被写体側に凹であり、後方レンズ面は前記像面側に凹である、請求項７から１５のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１７】
前記第３レンズの前方レンズ面は前記被写体側に凸であり、後方レンズ面は前記像面側に凸である、請求項７から１６のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１８】
前記第４レンズの前方レンズ面は前記被写体側に凹であり、後方レンズ面は前記像面側に凸である、請求項７から１７のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１９】
前記第５レンズの前方レンズ面は前記被写体側に凹であり、後方レンズ面は前記像面側に凹である、請求項７から１８のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項２０】
前記第２レンズのｄ線に対する屈折率をＮd2とすると、
１．５４＜Ｎd2＜１．６８
を満たす、請求項７から１９のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項２１】
前記第１レンズのｄ線に対する屈折率をＮd1、前記第２レンズのｄ線に対する屈折率をＮd2とすると、
Ｎd1＜Ｎd2
を満たす、請求項７から２０のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項２２】
前記第２レンズのｄ線に対する屈折率をＮd2、前記第３レンズのｄ線に対する屈折率をＮd3とすると、
Ｎd2＞Ｎd3
を満たす、請求項７から２１のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項２３】
前記第３レンズのｄ線に対する屈折率をＮd3、前記第４レンズのｄ線に対する屈折率をＮd4とすると、
Ｎd3＝Ｎd4
を満たす、請求項７から２２のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項２４】
前記第４レンズのｄ線に対する屈折率をＮd4、前記第５レンズのｄ線に対する屈折率をＮd5とすると、
Ｎd4＞Ｎd5
を満たす、請求項７から２３のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項２５】
前記第１レンズの焦点距離をｆ1、前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ12とすると、
ｆ1＜ｆ12
を満たす、請求項７から２４のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項２６】
前記第２レンズの焦点距離をｆ2、前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ12とすると、
ｆ2＜ｆ12
を満たす、請求項７から２５のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項２７】
前記第２レンズの焦点距離をｆ2、前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離をｆ23とすると、
ｆ2＞ｆ23
を満たす、請求項７から２６のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項２８】
前記第３レンズの焦点距離をｆ3、前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離をｆ23とすると、
ｆ3＞ｆ23
を満たす、請求項７から２７のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項２９】
前記第３レンズの焦点距離をｆ3、前記第３レンズと前記第４レンズの合成焦点距離をｆ34とすると、
ｆ3＞ｆ34
を満たす、請求項７から２８のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項３０】
前記第４レンズの焦点距離をｆ4、前記第３レンズと前記第４レンズの合成焦点距離をｆ34とすると、
ｆ4＞ｆ34
を満たす、請求項７から２９のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項３１】
前記第４レンズの焦点距離をｆ4、前記第４レンズと前記第５レンズの合成焦点距離をｆ45とすると、
ｆ4＞ｆ45
を満たす、請求項７から３０のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項３２】
前記第５レンズの焦点距離をｆ5、前記第４レンズと前記第５レンズの合成焦点距離をｆ45とすると、
ｆ5＞ｆ45
を満たす、請求項７から３１のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項３３】
前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ12、前記第１レンズと前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離をｆ123とすると、
ｆ12＞ｆ123
を満たす、請求項７から３２のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項３４】
前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離をｆ23、前記第１レンズと前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離をｆ123とすると、
ｆ23＜ｆ123
を満たす、請求項７から３３のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項３５】
前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離をｆ23、前記第２レンズと前記第３レンズと前記第４レンズの合成焦点距離をｆ234とすると、
ｆ23＜ｆ234
を満たす、請求項７から３４のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項３６】
前記第３レンズと前記第４レンズの合成焦点距離をｆ34、前記第２レンズと前記第３レンズと前記第４レンズの合成焦点距離をｆ234とすると、
ｆ34＜ｆ234
を満たす、請求項７から３５のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項３７】
前記第１レンズと前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離をｆ123、前記第１レンズと前記第２レンズと前記第３レンズと前記第４レンズの合成焦点距離をｆ1234とすると、
ｆ123＞ｆ1234
を満たす、請求項７から３６のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項３８】
前記第２レンズと前記第３レンズと前記第４レンズの合成焦点距離をｆ234、前記第１レンズと前記第２レンズと前記第３レンズと前記第４レンズの合成焦点距離をｆ1234とすると、
ｆ234＞ｆ1234
を満たす、請求項７から３７のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項３９】
前記第２レンズと前記第３レンズと前記第４レンズの合成焦点距離をｆ234、前記第２レンズと前記第３レンズと前記第４レンズと前記第５レンズの合成焦点距離をｆ2345とすると、
ｆ234＞ｆ2345
を満たす、請求項７から３８のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項４０】
請求項１から３９のいずれか一項に記載の光学系と、
前記像面に配置された撮像素子と
を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系及び撮像装置に係り、特に小型の撮像装置に組み込まれる光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンなどの携帯端末にカメラモジュール（撮像装置）が組み込まれることが多いが、このような携帯端末の多機能化に伴い、内蔵されるカメラモジュールも小型になってきている。このような小型のカメラモジュールにおいて、被写体の露出や被写界深度、収差の制御のために絞りを設ける場合には、スペースの関係上、レンズの被写体側に可変絞りが設けられるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、レンズの被写体側に可変絞りを設けただけのカメラモジュールにおいては、切り替えることができるＦ値の幅が例えば１．５から２．４と狭いため、被写体の露出や被写界深度、収差を十分に制御することができない場合が生じてきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８５０８８６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、広範囲でＦ値を切り替えることができ、被写体の露出や被写界深度、収差を柔軟に制御することができる光学系及び撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、広範囲でＦ値を切り替えることができ、被写体の露出や被写界深度、収差を柔軟に制御することができる光学系が提供される。この光学系は、第１の開口径と第２の開口径との間で開口径を切り替えることが可能な可変絞りと、正の屈折力を有する第１のレンズ群と、所定の開口径を有する固定絞りと、正の屈折力を有する第２のレンズ群とを備える。上記可変絞りと上記第１のレンズ群と上記固定絞りと上記第２のレンズ群は、光軸に沿って被写体側から像面側に向けて順番に配置される。上記第１のレンズ群の焦点距離をｆA、上記第２のレンズ群の焦点距離をｆBとすると、｜ｆA／ｆB｜＜０．４を満たす。
【０００６】
このような光学系によれば、広範囲でＦ値を切り替えることができ、被写体の露出や被写界深度、収差を柔軟に制御することができる。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、広範囲でＦ値を切り替えることができ、被写体の露出や被写界深度、収差を柔軟に制御することができる撮像装置が提供される。この撮像装置は、上述した光学系と、上記像面に配置された撮像素子とを備えている。
【０００８】
このような撮像装置によれば、広範囲でＦ値を切り替えることができ、被写体の露出や被写界深度、収差を柔軟に制御することができる。
【０００９】
前記第１のレンズ群の前記被写体に最も近いレンズ面から前記光軸に沿って前記像面に至るまでの距離を光学全長ＴＴＬとすると、ＴＴＬ＜４．８ｍｍを満たすことが好ましい。
【００１０】
前記第１のレンズ群と前記第２のレンズ群の合成焦点距離は正の値であることが好ましい。
【００１１】
前記第１のレンズ群の焦点距離をｆA、前記第２のレンズ群の焦点距離をｆBとすると、｜ｆA／ｆB｜＜０．４を満たすことが好ましい。
【００１２】
レンズ全系の焦点距離をｆとすると、３．５ｍｍ＜ｆ＜４．３ｍｍを満たすことが好ましい。
【００１３】
前記第２のレンズ群の前記像面に最も近いレンズ面から前記光軸に沿って前記像面に至るまでの距離を後部焦点距離ＢＦＬとすると、０．１８５＜ＢＦＬ／ＴＴＬ＜０．２５４を満たすことが好ましい。
【００１４】
前記第１のレンズ群は、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レンズとから構成されることが好ましい。この場合において、上記第１レンズと上記第２レンズは、前記光軸に沿って前記被写体側から前記像面側に向けて順番に配置される。また、前記第２のレンズ群は、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、負の屈折力を有する第５レンズとから構成されることが好ましい。この場合において、上記第３レンズと上記第４レンズと上記第５レンズは、前記光軸に沿って前記被写体側から前記像面側に向けて順番に配置される。
【００１５】
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レンズの少なくとも一方のレンズ面は非球面であることが好ましい。
【００１６】
前記第２レンズの焦点距離をｆ2、前記第３レンズの焦点距離をｆ3とすると、０．２＜｜ｆ2／ｆ3｜＜０．８を満たすことが好ましい。
【００１７】
前記第２レンズの後方レンズ面と前記第３レンズの前方レンズ面との間の前記光軸と平行な方向における距離の最小値は０．３ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１８】
前記第２レンズの後方レンズ面と前記第３レンズの前方レンズ面との間の前記光軸に沿った距離は０．４ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１９】
前記第２レンズの前方レンズ面は、少なくとも１つの変曲点を有することが好ましい。また、前記第３レンズの後方レンズ面は、少なくとも１つの変曲点を有することが好ましい。さらに、前記第５レンズの前方レンズ面及び後方レンズ面は、それぞれ少なくとも１つの変曲点を有することが好ましい。
【００２０】
前記第１レンズの前方レンズ面は前記被写体側に凸であり、後方レンズ面は前記像面側に凸であることが好ましい。また、前記第２レンズの前方レンズ面は前記被写体側に凹であり、後方レンズ面は前記像面側に凹であることが好ましい。さらに、前記第３レンズの前方レンズ面は前記被写体側に凸であり、後方レンズ面は前記像面側に凸であることが好ましい。また、前記第４レンズの前方レンズ面は前記被写体側に凹であり、後方レンズ面は前記像面側に凸であることが好ましい。前記第５レンズの前方レンズ面は前記被写体側に凹であり、後方レンズ面は前記像面側に凹であることが好ましい。
【００２１】
上記第１レンズのｄ線に対する屈折率をＮd1、上記第２レンズのｄ線に対する屈折率をＮd2、上記第３レンズのｄ線に対する屈折率をＮd3、上記第４レンズのｄ線に対する屈折率をＮd4、上記第５レンズのｄ線に対する屈折率をＮd5とすると、１．５４＜Ｎd2＜１．６８、Ｎd1＜Ｎd2、Ｎd2＞Ｎd3、Ｎd3＝Ｎd4、Ｎd4＞Ｎd5をそれぞれ満たすことが好ましい。
【００２２】
上記第１レンズの焦点距離をｆ1、上記第２レンズの焦点距離をｆ2、上記第３レンズの焦点距離をｆ3、上記第４レンズの焦点距離をｆ4、上記第５レンズの焦点距離をｆ5、上記第１レンズと上記第２レンズの合成焦点距離をｆ12、上記第２レンズと上記第３レンズの合成焦点距離をｆ23、上記第３レンズと上記第４レンズの合成焦点距離をｆ34、上記第４レンズと上記第５レンズの合成焦点距離をｆ45、上記第１レンズと上記第２レンズと上記第３レンズの合成焦点距離をｆ123、上記第２レンズと上記第３レンズと上記第４レンズの合成焦点距離をｆ234、上記第１レンズと上記第２レンズと上記第３レンズと上記第４レンズの合成焦点距離をｆ1234、上記第２レンズと上記第３レンズと上記第４レンズと上記第５レンズの合成焦点距離をｆ2345とすると、ｆ1＜ｆ12、ｆ2＜ｆ12、ｆ2＞ｆ23、ｆ3＞ｆ23、ｆ3＞ｆ34、ｆ4＞ｆ34、ｆ4＞ｆ45、ｆ5＞ｆ45、ｆ12＞ｆ123、ｆ23＜ｆ123、ｆ23＜ｆ234、ｆ34＜ｆ234、ｆ123＞ｆ1234、ｆ234＞ｆ1234、ｆ234＞ｆ2345をそれぞれ満たすことが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、広範囲でＦ値を切り替えることができ、被写体の露出や被写界深度、収差を柔軟に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における撮像装置（カメラモジュール）を内蔵したスマートフォンを示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のカメラモジュールの構成を示す模式図であり、可変絞りの開口径が第１の開口径である状態を示している。
【図３】図３は、図１のカメラモジュールの構成を示す模式図であり、可変絞りの開口径が第２の開口径である状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る光学系及び撮像装置の実施形態について図１から図３を参照して詳細に説明する。なお、図１から図３において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図１から図３においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。
【００２６】
図１は、本発明に係る撮像装置（カメラモジュール）１０を内蔵したスマートフォン１を示す斜視図であり、図２は、カメラモジュール１０の構成を模式的に示す断面図である。図１に示すように、本実施形態に係るカメラモジュール１０は、スマートフォン１の背面に埋設されている。図２に示すように、カメラモジュール１０は、ケーシング１２と、ベース板１４と、ケーシング１２とベース板１４との間に収容された光学系１６と、ベース板１４上に配置された撮像素子１８とを備えている。撮像素子１８は、光学系１６の像面Ｓに配置されている。
【００２７】
光学系１６は、可変絞り２０と、正の屈折力を有する第１のレンズ群２１と、正の屈折力を有する第２のレンズ群２２と、固定絞り２３と、第２のレンズ群２２と撮像素子１８との間に配置されたガラスフィルタ２５とを含んでいる。可変絞り２０、第１のレンズ群２１、固定絞り２３、第２のレンズ群２２、及びガラスフィルタ２５が、光軸Ｐに沿って被写体Ｂ側から像面Ｓ側に向けて順番に配置されている。なお、本明細書においては、光軸Ｐに沿って被写体側を「前方」、像面側を「後方」と定義する。
【００２８】
また、可変絞り２０は、図示しないモータにより開口径を変化させることができるように構成されており、本実施形態では、図２に示す第１の開口径と図３に示す第２の開口径との間で開口径を切り替えることができるように構成されている。なお、この可変絞り２０は、開口径を無段階で変化させることができるものであってもよい。このように、本実施形態では、第１のレンズ群２１の被写体側に、開口径を変化させることが可能な可変絞り２０が配置されている。
【００２９】
図１に示すように、第１のレンズ群２１は、被写体Ｂ側に配置された第１レンズ３１と、第１レンズ３１よりも像面Ｓ側に配置された第２レンズ３２とを含んでいる。また、第２のレンズ群２２は、被写体Ｂ側に配置された第３レンズ３３と、第３レンズ３３よりも像面Ｓ側に配置された第４レンズ３４と、第４レンズ３４よりも像面Ｓ側に配置された第５レンズ３５とを含んでいる。ここで、第１のレンズ群２１の被写体に最も近いレンズ面、すなわち第１レンズ３１の前方レンズ面３１Ａから光軸Ｐに沿って像面Ｓに至るまでの距離を光学全長ＴＴＬとすると、光学全長ＴＴＬは、以下の式（１）を満足している。
ＴＴＬ＜４．８ｍｍ    ・・・（１）
このように、本実施形態の光学系１６は、その光学全長ＴＴＬが４．８ｍｍ未満となっているので、スマートフォン１の内部のように非常に狭いスペースに収容できるようになっている。
【００３０】
ここで、第１レンズ３１は正の屈折力を有していることが好ましい。また、第１レンズ３１の前方レンズ面３１Ａは被写体Ｂ側に凸であり、後方レンズ面３１Ｂは像面Ｓ側に凸であることが好ましい。さらに、第１レンズ３１の前方レンズ面３１Ａ及び後方レンズ面３１Ｂの少なくとも一方が非球面で構成されることが好ましい。
【００３１】
また、第２レンズ３２は負の屈折力を有していることが好ましい。さらに、第２レンズ３２の前方レンズ面３２Ａは被写体Ｂ側に凹であり、後方レンズ面３２Ｂは像面Ｓ側に凹であることが好ましい。また、第２レンズ３２の前方レンズ面３２Ａ及び後方レンズ面３２Ｂの少なくとも一方が非球面で構成されることが好ましい。さらに、第２レンズ３２の前方レンズ面３２Ａは少なくとも１つの変曲点を有することが好ましい。
【００３２】
また、第３レンズ３３は正の屈折力を有していることが好ましい。さらに、第３レンズ３３の前方レンズ面３３Ａは被写体Ｂ側に凸であり、後方レンズ面３３Ｂは像面Ｓ側に凸であることが好ましい。また、第３レンズ３３の前方レンズ面３３Ａ及び後方レンズ面３３Ｂの少なくとも一方が非球面で構成されることが好ましい。さらに、第３レンズ３３の後方レンズ面３３Ｂは少なくとも１つの変曲点を有することが好ましい。
【００３３】
また、第４レンズ３４は正の屈折力を有していることが好ましい。さらに、第４レンズ３４の前方レンズ面３４Ａは被写体Ｂ側に凹であり、後方レンズ面３４Ｂは像面Ｓ側に凸であることが好ましい。また、第４レンズ３４の前方レンズ面３４Ａ及び後方レンズ面３４Ｂの少なくとも一方が非球面で構成されることが好ましい。
【００３４】
また、第５レンズ３５は負の屈折力を有していることが好ましい。さらに、第５レンズ３５の前方レンズ面３５Ａは被写体Ｂ側に凹であり、後方レンズ面３５Ｂは像面Ｓ側に凹であることが好ましい。また、第５レンズ３５の前方レンズ面３５Ａ及び後方レンズ面３５Ｂの少なくとも一方が非球面で構成されることが好ましい。さらに、第５レンズ３５の前方レンズ面３５Ａ及び後方レンズ面３５Ｂのそれぞれが少なくとも１つの変曲点を有することが好ましい。
【００３５】
第２レンズ３２と第３レンズ３３との間には固定絞り２３が配置されており、第２レンズ３２と第３レンズ３３との間にはある程度の間隔が必要となる。このため、第２レンズ３２の後方レンズ面３２Ｂと第３レンズ３３の前方レンズ面３３Ａとの間の光軸Ｐと平行な方向における距離の最小値は０．３ｍｍ以上であることが好ましく、第２レンズ３２の後方レンズ面３２Ｂと第３レンズ３３の前方レンズ面３３Ａとの間の光軸Ｐに沿った距離Ｌ23は、以下の式（２）を満たすことが好ましい。
Ｌ23≧０．４ｍｍ    ・・・（２）
【００３６】
ここで、レンズ全系の焦点距離をｆ、第１レンズ３１の焦点距離をｆ1、第２レンズ３２の焦点距離をｆ2、第３レンズ３３の焦点距離をｆ3、第４レンズ３４の焦点距離をｆ4、第５レンズ３５の焦点距離をｆ5、第１のレンズ群２１（すなわち第１レンズ３１と第２レンズ３２）の合成焦点距離をｆ12、第２のレンズ群２２（すなわち第３レンズ３３と第４レンズ３４と第５レンズ３５）の合成焦点距離をｆ345、第２レンズ３２と第３レンズ３３の合成焦点距離をｆ23、第３レンズ３３と第４レンズ３４の合成焦点距離をｆ34、第４レンズ３４と第５レンズ３５の合成焦点距離をｆ45、第１レンズ３１と第２レンズ３２と第３レンズ３３の合成焦点距離をｆ123、第２レンズ３２と第３レンズ３３と第４レンズ３４の合成焦点距離をｆ234、第３レンズ３３と第４レンズ３４と第５レンズ３５の合成焦点距離をｆ345、第１レンズ３１と第２レンズ３２と第３レンズ３３と第４レンズ３４の合成焦点距離をｆ1234、第２レンズ３２と第３レンズ３３と第４レンズ３４と第５レンズ３５の合成焦点距離をｆ2345とすると、光学系１６が以下の式（３）〜（２２）を満足していることが好ましい。
３．５ｍｍ＜ｆ＜４．３ｍｍ    ・・・（３）
｜ｆ12／ｆ345｜＜０．４    ・・・（４）
０．２＜｜ｆ2／ｆ3｜＜０．８    ・・・（５）
ｆ1＜ｆ12    ・・・（６）
ｆ2＜ｆ12    ・・・（７）
ｆ2＞ｆ23    ・・・（８）
ｆ3＞ｆ23    ・・・（９）
ｆ3＞ｆ34    ・・・（１０）
ｆ4＞ｆ34    ・・・（１１）
ｆ4＞ｆ45    ・・・（１２）
ｆ5＞ｆ45    ・・・（１３）
ｆ12＞ｆ123    ・・・（１４）
ｆ23＜ｆ123    ・・・（１５）
ｆ23＜ｆ234    ・・・（１６）
ｆ34＜ｆ234    ・・・（１７）
ｆ123＞ｆ1234    ・・・（１８）
ｆ234＞ｆ1234    ・・・（１９）
ｆ234＞ｆ2345    ・・・（２０）
【００３７】
第２のレンズ群２２の像面に最も近いレンズ面、すなわち第５レンズ３５の後方レンズ面３５Ｂから光軸Ｐに沿って像面Ｓに至るまでの距離を後部焦点距離ＢＦＬとすると、後部焦点距離ＢＦＬと光学全長ＴＴＬとは、以下の式（２１）を満たすことが好ましい。
０．１８５＜ＢＦＬ／ＴＴＬ＜０．２５４    ・・・（２１）
【００３８】
第１レンズ３１、第２レンズ３２、第３レンズ３３、第４レンズ３４、及び第５レンズ３５のｄ線に対する屈折率をそれぞれＮd1、Ｎd2、Ｎd3、Ｎd4、及びＮd5とすると、光学系１６が以下の式（２２）〜（２６）を満足していることが好ましい。
１．５４＜Ｎd2＜１．６８    ・・・（２２）
Ｎd1＜Ｎd2    ・・・（２３）
Ｎd2＞Ｎd3    ・・・（２４）
Ｎd3＝Ｎd4    ・・・（２５）
Ｎd4＞Ｎd5    ・・・（２６）
【００３９】
上述したパラメータにより構成される光学系１６によれば、広範囲でＦ値を切り替えることができ、被写体の露出や被写界深度、収差を柔軟に制御することが可能となる。
【００４０】
なお、上述した第１レンズ３１〜第５レンズ３５のレンズ面が非球面で構成される場合、この非球面のプロファイルは、以下の式（２７）により表される。
【数１】
2020190674.tif 000003
ここで、ｙは光軸Ｐに垂直な方向の高さ、Ｚ（ｙ）は高さｙにおける非球面の頂点の接平面から非球面に至るまでの光軸Ｐと平行な方向における距離（サグ量）、Ｃは非球面の頂点における曲率、κは円錐定数、Ａnはｎ次の非球面係数である。
【００４１】
上述の実施形態では、本発明に係る撮像装置の例としてスマートフォン１に内蔵されたカメラモジュール１０を説明したが、本発明に係る撮像装置はこれに限られるものではなく、狭いスペースに収容する必要のある撮像装置であれば任意の撮像装置に適用できるものである。
【実施例】
【００４２】
ここで、上述した実施形態の実施例として、光学系１６のそれぞれ要素の特性を具体的な数値とともに示す。
＜仕様諸元＞
撮像有効径＝５．８２２ｍｍ
レンズ全系の焦点距離ｆ＝３．６１ｍｍ
光学全長ＴＴＬ＝４．５１６ｍｍ
後部焦点距離ＢＦＬ＝０．９５８ｍｍ
視野対角（画角）＝７５．５°
【００４３】
＜光軸Ｐ上のレンズ面の曲率半径＞
第１レンズ３１の前方レンズ面３１Ａ：１．９５７３４ｍｍ（非球面）
第１レンズ３１の後方レンズ面３１Ｂ：−８．３１５９８ｍｍ（非球面）
第２レンズ３２の前方レンズ面３２Ａ：−１０．６０３２８ｍｍ（非球面）
第２レンズ３２の後方レンズ面３２Ｂ：５．００９８５ｍｍ（非球面）
第３レンズ３３の前方レンズ面３３Ａ：３．５８７９５ｍｍ（非球面）
第３レンズ３３の後方レンズ面３３Ｂ：６３．２６２９１ｍｍ（非球面）
第４レンズ３４の前方レンズ面３４Ａ：−５．７６３０４ｍｍ（非球面）
第４レンズ３４の後方レンズ面３４Ｂ：−１．６４５９７ｍｍ（非球面）
第５レンズ３５の前方レンズ面３５Ａ：４．２４３９１ｍｍ（非球面）
第５レンズ３５の後方レンズ面３５Ｂ：０．９６９７４ｍｍ（非球面）
【００４４】
＜光軸Ｐ上の厚さ又は間隔＞
可変絞り２０と第１レンズ３１との間の間隔ＤV1＝０．０１ｍｍ
第１レンズ３１の厚さＤ1＝０．６８４ｍｍ
第１レンズ３１と第２レンズ３２との間の間隔Ｄ12＝０．０９７ｍｍ
第２レンズ３２の厚さＤ2＝０．２４８ｍｍ
第２レンズ３２と固定絞り２３との間の間隔Ｄ2F＝０．３４３ｍｍ
固定絞り２３と第３レンズ３３との間の間隔ＤF3＝０．２０８ｍｍ
第３レンズ３３の厚さＤ3＝０．３５３ｍｍ
第３レンズ３３と第４レンズ３４との間の間隔Ｄ34＝０．５５５ｍｍ
第４レンズ３４の厚さＤ4＝０．５２２ｍｍ
第４レンズ３４と第５レンズ３５との間の間隔Ｄ45＝０．１８７ｍｍ
第５レンズ３５の厚さＤ5＝０．３６２ｍｍ
第５レンズ３５とガラスフィルタ２５との間の間隔Ｄ5G＝０．２５０ｍｍ
ガラスフィルタ２５の厚さＤF＝０．２１０ｍｍ
ガラスフィルタ２５と像面Ｓとの間の間隔ＤFS＝０．４９８ｍｍ
【００４５】
＜可変絞り２０と固定絞り２３の開口径＞
可変絞り２０の第１の開口径ｄV1＝２．５１ｍｍ
可変絞り２０の第２の開口径ｄV2＝０．９２ｍｍ
固定絞り２３の開口径ｄF＝２．０７ｍｍ
【００４６】
＜ｄ線に対する屈折率＞
第１レンズ３１の屈折率Ｎd1＝１．５４４４６
第２レンズ３２の屈折率Ｎd2＝１．６６０７４
第３レンズ３３の屈折率Ｎd3＝１．５４４４６
第４レンズ３４の屈折率Ｎd4＝１．５４４４６
第５レンズ３５の屈折率Ｎd5＝１．５３４８１
ガラスフィルタ２５の屈折率ＮdG＝１．５１６８１
【００４７】
＜アッベ数＞
第１レンズ３１のアッベ数ν1＝５５．９
第２レンズ３２のアッベ数ν2＝２０．４
第３レンズ３３のアッベ数ν3＝５５．９
第４レンズ３４のアッベ数ν4＝５５．９
第５レンズ３５のアッベ数ν5＝５５．６
ガラスフィルタ２５のアッベ数νG＝６４．２
【００４８】
＜焦点距離＞
第１レンズ３１の焦点距離ｆ1＝２．９８０ｍｍ
第２レンズ３２の焦点距離ｆ2＝−５．１１７ｍｍ
第３レンズ３３の焦点距離ｆ3＝６．９７２ｍｍ
第４レンズ３４の焦点距離ｆ4＝４．０５１ｍｍ
第５レンズ３５の焦点距離ｆ5＝−２．４４４ｍｍ
第１のレンズ群２１の合成焦点距離ｆ12＝５．６４６ｍｍ
第２のレンズ群２２の合成焦点距離ｆ345＝１５．７９２ｍｍ
第２レンズ３２と第３レンズ３３の合成焦点距離ｆ23＝−２８．０８１ｍｍ
第３レンズ３３と第４レンズ３４の合成焦点距離ｆ34＝２．８９０ｍｍ
第４レンズ３４と第５レンズ３５の合成焦点距離ｆ45＝−８．０３５ｍｍ
第１レンズ３１と第２レンズ３２と第３レンズ３３の合成焦点距離ｆ123＝３．５９０ｍｍ
第２レンズ３２と第３レンズ３３と第４レンズ３４の合成焦点距離ｆ234＝３．９９３ｍｍ
第１レンズ３１と第２レンズ３２と第３レンズ３３と第４レンズ３４の合成焦点距離ｆ1234＝２．７２４ｍｍ
第２レンズ３２と第３レンズ３３と第４レンズ３４と第５レンズ３５の合成焦点距離ｆ2345＝−５．３９７ｍｍ
【００４９】
＜非球面データ＞
第１レンズ３１の前方レンズ面３１Ａ：
κ＝−２．７２４８９
Ａ4＝３．７７５５８×１０-2
Ａ6＝−７．３４１９２×１０-3
Ａ8＝１．３８１１９×１０-4
Ａ10＝−６．９６６８７×１０-3
Ａ12＝２．６７７６３×１０-3
Ａ14＝−１．７５０７３×１０-3
Ａ16＝０
第１レンズ３１の後方レンズ面３１Ｂ：
κ＝２８．４１２８６
Ａ4＝４．２０９０９×１０-2
Ａ6＝−３．６３０６６×１０-2
Ａ8＝９．２３６３６×１０-3
Ａ10＝５．６７９５６×１０-3
Ａ12＝−６．１４６４７×１０-3
Ａ14＝１．７０６１７×１０-3
Ａ16＝０
第２レンズ３２の前方レンズ面３２Ａ：
κ＝４２．７７７３
Ａ4＝５．７６８７９×１０-2
Ａ6＝−４．７７６６２×１０-2
Ａ8＝３．７２０７９×１０-2
Ａ10＝−４．４０３７７×１０-3
Ａ12＝−３．２９１５５×１０-3
Ａ14＝４．２５５２１×１０-3
Ａ16＝０
第２レンズ３２の後方レンズ面３２Ｂ：
κ＝−２８．１６５８
Ａ4＝４．９４０３０×１０-2
Ａ6＝−７．３９７４７×１０-2
Ａ8＝７．５４１２８×１０-2
Ａ10＝８．７４０２０×１０-2
Ａ12＝−２．０５８２３×１０-1
Ａ14＝１．００４５８×１０-1
Ａ16＝０
第３レンズ３３の前方レンズ面３３Ａ：
κ＝−１１．２０６２
Ａ4＝−３．７８３３７×１０-2
Ａ6＝−２．３６６４１×１０-2
Ａ8＝−３．３１９９４×１０-3
Ａ10＝１．３７５４０×１０-2
Ａ12＝−３．９２８６４×１０-3
Ａ14＝Ａ16＝０
第３レンズ３３の後方レンズ面３３Ｂ：
κ＝０
Ａ4＝−６．０１２４０×１０-2
Ａ6＝−３．２３９９２×１０-3
Ａ8＝−４．３１０１７×１０-2
Ａ10＝３．３４０３７×１０-2
Ａ12＝−２．５７７７５×１０-3
Ａ14＝−１．３１６０１×１０-4
Ａ16＝０
第４レンズ３４の前方レンズ面３４Ａ：
κ＝４．４１１６７４
Ａ4＝−３．３４４８８×１０-2
Ａ6＝−２．４３１３１×１０-2
Ａ8＝−１．９６２９７×１０-2
Ａ10＝２．０９１５３×１０-2
Ａ12＝−１．３１０１９×１０-3
Ａ14＝−５．６７２５１×１０-4
Ａ16＝−２．９１１５９×１０-4
第４レンズ３４の後方レンズ面３４Ｂ：
κ＝−０．３２２６２
Ａ4＝２．３１８５７×１０-2
Ａ6＝１．８０４４０×１０-3
Ａ8＝３．０１９３８×１０-3
Ａ10＝１．３１７２７×１０-3
Ａ12＝１．２７０４６×１０-4
Ａ14＝−２．７５３０１×１０-4
Ａ16＝１．３６５００×１０-5
第５レンズ３５の前方レンズ面３５Ａ：
κ＝１．５６２５５９
Ａ4＝−６．１４６６０×１０-1
Ａ6＝５．３７５９３×１０-1
Ａ8＝−２．９１４６６×１０-1
Ａ10＝９．１０３９４×１０-2
Ａ12＝−１．１３１１８×１０-2
Ａ14＝−１．１８５８６×１０-3
Ａ16＝３．２４４５０×１０-4
第５レンズ３５の後方レンズ面３５Ｂ：
κ＝−４．０５９５３
Ａ4＝−２．４１７８５×１０-1
Ａ6＝１．７５５２５×１０-1
Ａ8＝−８．６１２０４×１０-2
Ａ10＝２．６９１５５×１０-2
Ａ12＝−５．０６５３４×１０-3
Ａ14＝５．２２３７９×１０-4
Ａ16＝−２．３０１４４×１０-5
【００５０】
ここで、上記式（１）〜（２６）について検討する。
１）ＴＴＬ＝４．５１６ｍｍ＜４．８ｍｍであるから式（１）を満たしている。
２）Ｌ23＝Ｄ2F＋ＤF3＝０．５５１ｍｍ≧０．４ｍｍであるから式（２）を満たしている。
３）３．５ｍｍ＜ｆ＝３．６１ｍｍ＜４．３ｍｍであるから式（３）を満たしている。
４）｜ｆ12／ｆ345｜＝０．３５８＜０．４であるから式（４）を満たしている。
５）０．２＜｜ｆ2／ｆ3｜＝０．７３４＜０．８であるから式（５）を満たしている。
６）ｆ1＝２．９８０ｍｍ＜ｆ12＝５．６４６ｍｍであるから式（６）を満たしている。
７）ｆ2＝−５．１１７ｍｍ＜ｆ12＝５．６４６ｍｍであるから式（７）を満たしている。
８）ｆ2＝−５．１１７ｍｍ＞ｆ23＝−２８．０８１ｍｍであるから式（８）を満たしている。
９）ｆ3＝６．９７２ｍｍ＞ｆ23＝−２８．０８１ｍｍであるから式（９）を満たしている。
１０）ｆ3＝６．９７２ｍｍ＞ｆ34＝２．８９０ｍｍであるから式（１０）を満たしている。
１１）ｆ4＝４．０５１ｍｍ＞ｆ34＝２．８９０ｍｍであるから式（１１）を満たしている。
１２）ｆ4＝４．０５１ｍｍ＞ｆ45＝−８．０３５５ｍｍであるから式（１２）を満たしている。
１３）ｆ5＝−２．４４４ｍｍ＞ｆ45＝−８．０３５ｍｍであるから式（１３）を満たしている。
１４）ｆ12＝５．６４６ｍｍ＞ｆ123＝３．５９０ｍｍであるから式（１４）を満たしている。
１５）ｆ23＝−２８．０８１ｍｍ＜ｆ123＝３．５９０ｍｍであるから式（１５）を満たしている。
１６）ｆ23＝−２８．０８１ｍｍ＜ｆ234＝３．９９３ｍｍであるから式（１６）を満たしている。
１７）ｆ34＝２．８９０ｍｍ＜ｆ234＝３．９９３ｍｍであるから式（１７）を満たしている。
１８）ｆ123＝３．５９０ｍｍ＞ｆ1234＝２．７２４ｍｍであるから式（１８）を満たしている。
１９）ｆ234＝３．９９３ｍｍ＞ｆ1234＝２．７２４ｍｍであるから式（１９）を満たしている。
２０）ｆ234＝３．９９３ｍｍ＞ｆ2345＝−５．３９７ｍｍであるから式（２０）を満たしている。
２１）０．１８５＜ＢＦＬ／ＴＴＬ＝０．２１２＜０．２５４であるから式（２１）を満たしている。
２２）１．５４＜Ｎd2＝１．６６０７４＜１．６８であるから式（２２）を満たしている。
２３）Ｎd1＝１．５４４４６＜Ｎd2＝１．６６０７４であるから式（２３）を満たしている。
２４）Ｎd2＝１．６６０７４＞Ｎd3＝１．５４４４６であるから式（２４）を満たしている。
２５）Ｎd3＝Ｎd4＝１．５４４４６であるから式（２５）を満たしている。
２６）Ｎd4＝１．５４４４６＞Ｎd5＝１．５３４８１であるから式（２６）を満たしている。
このように、実施例１における光学系１６は上記式（１）〜（２６）をすべて満たしている。
【００５１】
このような構成の光学系１６を用いたカメラモジュール１０によれば、可変絞り２０の開口径を第１の開口径ｄV1にした場合のＦ値は１．４となり、可変絞り２０の開口径を第２の開口径ｄV2にした場合のＦ値は４．０となった。このように、上述したパラメータにより構成される光学系１６によれば、広範囲でＦ値を切り替えることができ、被写体の露出や被写界深度、収差を柔軟に制御することが可能となる。
【００５２】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５３】
１    スマートフォン
１０    カメラモジュール（撮像装置）
１２    ケーシング
１４    ベース板
１６    光学系
１８    撮像素子
２０    可変絞り
２１    第１のレンズ群
２２    第２のレンズ群
２３    固定絞り
２５    ガラスフィルタ
３１    第１レンズ
３２    第２レンズ
３３    第３レンズ
３４    第４レンズ
３５    第５レンズ
Ｂ    被写体
Ｐ    光軸
Ｓ    像面
【図１】
2020190674.tif 000004
【図２】
2020190674.tif 000005
【図３】
2020190674.tif 000006