(57)【要約】      （修正有）【課題】小型で、比較的画角が広く、低Ｆ値を持ち、収差が良好に補正された、高性能の撮像レンズを提供する。【解決手段】物体側から像側に向かって順に、開口絞りと、光軸近傍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Ｌ１と光軸近傍で正のメニスカス形状の第２レンズＬ２と、光軸近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第３レンズＬ３と光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第４レンズＬ４とで構成し、すべてのレンズの両面が非球面で形成し、第４レンズの像側の非球面には光軸上以外の位置に変極点を有し、以下の条件式（１）、（２）を満足する。（１）０．７５＜ＴＬＡ／（２ＩＨ）＜０．９０（２）０．９０＜ＴＬＡ／ｆ＜１．３０、ただし、ＴＬＡ：第４レンズと撮像素子間に配置されたフィルタを取り外した際の第１レンズの物体側の面から撮像素子の撮像面までの光軸上の距離、ＩＨ：最大像高、ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離【選択図】図１
2014044399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子用の撮像レンズであって、物体側から像側に向かって順に、
光軸近傍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、
光軸近傍で正のメニスカス形状の第２レンズと、
光軸近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第３レンズと、
光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第４レンズとで構成され、
全てのレンズの両面が非球面で形成され、前記第４レンズの像側の非球面には光軸上以外の位置に変極点を有し、以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１）  ０．７５＜ＴＬＡ／（２ＩＨ）＜０．９０
（２）  ０．９０＜ＴＬＡ／ｆ＜１．３０
ただし、
ＴＬＡ：第４レンズと撮像素子間に配置されたフィルタを取り外した際の第１レンズの物体側の面から撮像素子の撮像面までの光軸上の距離
ＩＨ：最大像高
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
【請求項２】
以下の条件式（３）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。
（３）    ０．４＜ｆ１／ｆ３＜５．５
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
【請求項３】
以下の条件式（４）、（５）を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像レンズ。
（４）  ５０≦νｄ≦７０
（５）  νｄ１＝νｄ２＝νｄ３＝νｄ４
ただし、
νｄ：第１レンズから第４レンズのアッベ数
νｄ１：第１レンズのアッベ数
νｄ２：第２レンズのアッベ数
νｄ３：第３レンズのアッベ数
νｄ４：第４レンズのアッベ数
【請求項４】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像レンズ。
（６）  −２０．０＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜−０．５０
ただし、
ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
ｒ２：第１レンズの像側の面の曲率半径
【請求項５】
以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像レンズ
（７）  １．００＜ｆ１２３／  ｜ｆ４｜＜１．２０
ただし、
ｆ１２３：第１レンズ、第２レンズ、第３レンズの合成焦点距離
ｆ４：第４レンズの焦点距離
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の撮像レンズと１／５インチ以下の大きさであって、５メガピクセル以下の画素数を有する撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
前記第１レンズの物体側の面から前記第２レンズの像側の面のうち、少なくとも１面に回折光学面を設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は小型の撮像装置に使用されるＣＣＤセンサーやＣＭＯＳセンサーに被写体の像を結像させる撮像レンズに係り、小型化、薄型化が進む携帯電話機やスマートフォン等の携帯端末ならびにＰＤＡ等に搭載される撮像レンズを備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通話主体の携帯電話機に代わり、携帯情報端末（ＰＤＡ）やコンピュータ機能を付加した、いわゆるスマートフォンが普及している。これら、携帯端末やスマートフォンに搭載される撮像レンズについては、高解像度化、小型化、薄型化ならびに低Ｆ値化および広角化などが求められている。従来の撮像レンズの構成としては、たとえば４枚構成の撮像レンズが知られている（特許文献１、２）。近年、撮像素子のサイズが小さくなるにつれ、撮像レンズの小型化、薄型化の要求が一段と強くなっている。撮像レンズの小型化を示す指標として、光学全長と最大像高との比を表わす方法がある。この比率が小さければ小さいほど、光軸方向に対して小型化が実現されたレンズ系と言える。特許文献１には物体側から順に、物体側が凸面の正の屈折力を有する第１レンズと、開口絞りと、両面が非球面で負の屈折力を有する第２レンズと、物体側が凹面のメニスカス形状または両凸形状であり、両面が非球面の正の屈折力を有する第３レンズと、両凹形状で両面が非球面であり、負の屈折力を有する第４レンズとからなり、第４レンズの像側の面に変極点を有し、開口絞りから撮像面までの光軸上の距離と、光学全長との比の最大値を規定した撮像レンズが開示されている。この撮像レンズは、第１レンズの屈折力を強め、第４レンズの物体側を凹面とすることにより、光学系の像側主点を撮像面から遠ざけることで光学全長の短縮化を図っている。特許文献１において、光学全長（ＴＴＬ）と最大像高（ＩＨ）との比（ＴＴＬ／（２ＩＨ））は０．９前後、光学全長と焦点距離との比は１．２〜１．３程度であり、比較的小型化が実現されている。しかし、特許文献１に開示された撮像レンズは１／４インチ以上の撮像素子を想定したものであり、光学全長は４ｍｍ前後である。上述したパワー構成と面構成で更なる小型化を実現しようとすると、各レンズの中心厚やエッヂ厚の確保が困難となる。各レンズを射出成型によって製造する場合、樹脂が充填されにくいという事態が生じる。この撮像レンズを光学全長と最大像高との比を小さく維持したまま、例えば１／５インチ以下の小型の撮像素子に適応させることは構造上不可能である。特許文献２には物体側から順に、第１レンズとしての物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、明るさ絞りと、第２レンズとしての像側に凸面を向けたメニスカスレンズと、第３レンズとしての像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、第４レンズとしての負レンズを配置して構成され、第４レンズは少なくとも１面が非球面であり、第４レンズの近軸領域のパワーと最大光線高のパワーとの比及び第３レンズと第４レンズのアッべ数の差を適切な範囲に設定した撮像レンズ構成が開示されている。この撮像レンズは、第１レンズの物体側の面に強い正のパワーを持たせたメニスカス形状として第１レンズの像側主点を物体側へ移動させるとともに、第４レンズの像側の面を凹面にすることによって光学全長の短縮化を図っている。特許文献２において、光学全長と最大像高の比（ＴＴＬ／（２ＩＨ））は１．１７程度、光学全長と焦点距離との比は１．５程度であり、十分な小型化が実現されているとは言えない。また、半画角が３３°であり、広角化が図られているとはいえな���。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｐａｔｅｎｔ  ＵＳ７，８２６，１４９，Ｂ２
【特許文献２】特開２００４−３４１５１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、小型で、比較的画角が広く、低Ｆ値を持ち、収差が良好に補正された撮像レンズを提供することにある。特に、センサーサイズの縮小化に対応する、薄型の撮像レンズを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による固体撮像素子用の撮像レンズは物体側から像側に向かって順に、開口絞りと、光軸近傍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、光軸近傍で正の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、光軸近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第４レンズとで構成され、すべてのレンズの両面が非球面で形成され、前記第４レンズの像側の非球面には光軸上以外の位置に変極点を有し、以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする。
（１）  ０．７５＜ＴＬＡ／（２ＩＨ）＜０．９０
（２）  ０．９０＜ＴＬＡ／ｆ＜１．３０
ただし、
ＴＬＡ：第４レンズと撮像素子間に配置されたフィルタを取り外した際の第１レンズの物体側の面から撮像素子の撮像面までの光軸上の距離。
ＩＨ：最大像高
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
【０００６】
なお変極点とは接平面が光軸と垂直に交わる非球面上の点を指すものとする。
本発明の撮像レンズは第１、第２、第３レンズのパワーを正にすることにより各レンズ間距離を短縮し、全長の短縮化を図っている。
【０００７】
また、第４レンズのパワーを光軸近傍で負にすることにより、バックフォーカスを確保している。また、全てのレンズ面に適切な非球面形状を採用することで諸収差の良好な補正を図っている。第４レンズの像側の面は光軸近傍で凹面であり、光軸から離れた位置に変極点を有している。このような形状にすることによって、像面湾曲を良好に補正し、撮像素子への光線入射角度を適切に抑制することを可能にしている。
開口絞りは第１レンズの物体側に配置している。レンズ系の最も物体側に開口絞りを配置することで、射出瞳位置を像面から離すことができるため、撮像素子への光線入射角度を抑制することが容易になり、像側の良好なテレセントリック性を得ることができる。
【０００８】
条件式（１）は光学全長に対する最大像高の比の範囲を規定するものである。条件式（１）の上限値を上回ると最大像高に対する光学全長が長くなるため、各レンズに採用する形状の自由度が高くなり、性能を向上させやすくなるが、光学全長の短縮化に不利になる。一方、条件式（１）の下限値を下回ると、最大像高に対する光学全長が短くなりすぎ、製造可能なレンズ厚の確保が困難になるとともに、非球面形状を含む各レンズ形状の自由度が減少するため良好な諸収差を補正する為のレンズ構成が採りにくくなる。
【０００９】
条件式（２）は光学全長に対する撮像レンズ全系の焦点距離の比の範囲を規定するものである。条件式（２）の値が上限値を上回ると、光学全長の短縮化に不利になる。一方、条件式（２）の値が下限値を下回り、全系の焦点距離に対する光学全長が小さくなりすぎると、撮像レンズの像側主点位置が物体側に移動しすぎるため、製造可能なレンズ厚の確保が困難になるとともに、非球面形状を含む各レンズ形状の自由度が減少し、各レンズのパワーのバランスが崩れ、良好な諸収差の補正が困難になる。
【００１０】
本発明の撮像レンズは以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．４＜ｆ１／ｆ３＜５．５
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
【００１１】
条件式（３）は第１レンズの焦点距離に対する第３レンズの焦点距離の比の範囲を規定するものである。適切なバックフォーカスを維持しながら歪曲収差、コマ収差を良好に補正するための条件である。条件式（３）の値が上限値を上回ると第１レンズの正のパワーが相対的に弱くなるため、バックフォーカスの確保が困難になるとともに光学全長の短縮化に不利になる。一方条件式（３）の値が下限値を下回ると第１レンズの正のパワーが相対的に強くなるため、光学全長の短縮化には有利となるが歪曲収差、コマ収差の補正が困難になる。
【００１２】
本発明の撮像レンズはすべてプラスチック材料で構成され、アッベ数に関して以下の条件式（４）、（５）を満足することが望ましい。
（４）５０≦νｄ≦７０
（５）νｄ１＝νｄ２＝νｄ３＝νｄ４
ただし
νｄ：第１レンズから第４レンズのアッベ数
νｄ１：第１レンズのアッベ数
νｄ２：第２レンズのアッベ数
νｄ３：第３レンズのアッベ数
νｄ４：第４レンズのアッベ数
【００１３】
本発明で使用するレンズ材料は分散の小さいプラスチック材料であり、すべて同一の材料を採用することで、加工性ならびに低コスト化に有利である。
【００１４】
本発明の撮像レンズは以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）−２０．０＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜−０．５０
ただし、
ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
ｒ２：第１レンズの像側の面の曲率半径
【００１５】
条件式（６）の値が上限値を超えると第１レンズの物体側の面と像側の面の形状が対称に近づき、色収差が悪化する傾向となる。また、第１レンズの像側主点位置が像側へ移動するため、光学全長の短縮化に不利になる。一方、条件式（６）の値が下限値を下回ると第１レンズの像側主点位置が物体側に移動するため光学全長の短縮化には有効だが、第１レンズの物体側の面の曲率半径あるいは第１レンズの像側の面の曲率半径が小さくなりすぎ、製造誤差感度が高くなるため好ましくない。
【００１６】
本発明の撮像レンズは以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７）１．００＜ｆ１２３／  ｜ｆ４｜＜１．２０
ただし、
ｆ１２３：第１レンズ、第２レンズ、第３レンズの合成焦点距離
ｆ４：第４レンズの焦点距離
【００１７】
条件式（７）は第１レンズ、第２レンズ、第３レンズの合成焦点距離と第４レンズの焦点距離との比の範囲を規定するものである。条件式（７）を満足することによって、バックフォーカスを確保しながら光学全長を短縮するとともに、歪曲収差ならびに色収差を良好に補正することが可能である。条件式（７）の値が上限値、下限値を越えるといずれの場合も歪曲収差、色収差が大きくなる。
【００１８】
本発明の撮像レンズは１／５インチ以下の大きさであって、５メガピクセル以下の画素数を有する撮像素子を備えた撮像装置に用いることが望ましい。
【００１９】
撮像素子の撮像面の対角線長は、撮像素子のサイズが１／５インチで３．５ｍｍ程度、１／７インチで２．４６ｍｍ程度である。条件式（１）を満足する撮像レンズを得ようとすると、光学全長は１／５インチでは２．８０ｍｍ程度、１／７インチでは１．９７ｍｍ程度と、非常に短い光学系となる。本発明は各レンズのパワー配列、および各レンズの形状、ならびに配置の組み合わせを最適にすることで、４枚構成でありながら、非常に短いスペースの中にレンズを組み込み可能としている。
【００２０】
一般に、完成されたレンズ系に対して屈折率、アッベ数を変えずにレンズ系を拡大、縮小するスケーリングという手法が良く知られている。パラメータに一定の係数を乗じ、新たなレンズ系を得る際、サイズを縮小する場合には、球面収差、非点収差、コマ収差などが縮小されることが知られている。しかし、単純にスケーリングすれば小型のレンズ系が実現されるわけではない。小さくなり過ぎれば各レンズの厚みや空気間隔が確保できない問題が生じ、またゴースト、フレアーの発生を防止する遮光板の配置スペースが確保できない等の問題が発生するからである。本発明は、上述したような非常に短い光学全長で、各レンズの厚みや空気間隔、遮光板の配置スペースを十分製造可能な範囲に確保するとともに、スケーリングと同様の効果、すなわち縮小された諸収差（球面収差、非点収差、コマ収差）を実現している。
【００２１】
また、本発明の撮像レンズは第１レンズの物体側の面から第２レンズの像側の面のうち少なくとも１面に回折光学面を設けることが望ましい。回折光学面は射出光の屈折率の波長依存性が逆転することを利用して色収差補正を行うものであり、回折光学面を設けることにより、新たなレンズを付加することなく軸上色収差、および倍率色収差の良好な補正を可能にするため、適用する撮像素子のサイズにかかわらず、軸上色収差、倍率色収差を好適に補正した撮像レンズを提供することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば４枚構成でありながら小型（薄型）で、Ｆ値が小さく、比較的広角で、良好に収差が補正された撮像レンズを提供することが出来る。すべてのレンズを同一のプラスチック材料で製造することにより、高い量産性の実現と低コスト化が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る実施例１の撮像レンズの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る実施例１の諸収差図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る実施例２の撮像レンズの断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る実施例２の諸収差図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る実施例３の撮像レンズの断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る実施例３の諸収差図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る実施例４の撮像レンズの断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る実施例４の諸収差図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る実施例５の撮像レンズの断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る実施例５の諸収差図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る実施例６の撮像レンズの断面図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る実施例６の諸収差図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る実施例７の撮像レンズの断面図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係る実施例７の諸収差図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態に係る実施例８の撮像レンズの断面図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態に係る実施例８の諸収差図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る実施例９の撮像レンズの断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態に係る実施例９の諸収差図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態に係る実施例１０の撮像レンズの断面図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係る実施例１０の諸収差図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態に係る実施例１１の撮像レンズの断面図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態に係る実施例１１の諸収差図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係る実施の形態は、二つの実施形態から構成される。第１の実施形態は、物体側から像側に向かって順に、正の屈折力を有する３枚のレンズと負の屈折力を有する１枚のレンズで構成された撮像レンズである。第２の実施形態は第１の実施形態と同様に、物体側から像側に向かって順に、正の屈折力を有する３枚のレンズと負の屈折力を有する１枚のレンズで構成され、第１レンズの物体側の面から第２レンズの像側の面のうち、少なくとも１面に回折光学面を設けた撮像レンズである。
【００２５】
第１の実施形態
本発明を具体化した第１の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１、図３、図５、図７、図９、図１１、図１３、図１５はいずれも本発明の第１の実施形態の実施例１〜８に対応するレンズ断面図である。
【００２６】
第１の実施形態のすべての実施例において、開口絞りＳＴは第１レンズＬ１の物体側の面ｒ１の有効径周縁部に配置されている。第４レンズＬ４の像側の面ｒ８と撮像面ＩＭとの間にｒ９、ｒ１０で構成されるフィルタＩＲが配置されている。図においてＸは光軸を表している。なお、光軸上の距離を算出する際はｒ９、ｒ１０で構成されるフィルタＩＲは取り外して計算するものとする。
【００２７】
本実施の形態では、すべてのレンズ面を非球面で形成している。これらのレンズ面に採用される非球面形状は光軸方向の軸をＺ、光軸に直交する方向の高さをＨ、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ２ｉとした時、数式１により表わされる。
【００２８】
【数１】
2014044399.tif 000003
【００２９】
つぎに本実施の形態に係る撮像レンズの実施例を示す。各実施例において、ｆはレンズ系全体の焦点距離、ＦｎｏはＦナンバーを、ωは半画角をそれぞれ示す。ｉは物体側から数えた面番号、ｒは曲率半径、ｄは光軸上のレンズ間の距離（面間隔）、Ｎｄは基準波長ｄ線の屈折率、νｄはｄ線のアッベ数、ＩＨは撮像面の最大像高を示す。非球面に関しては、面番号ｉの後に＊（アスタリスク）を付加して示す。
【実施例１】
【００３０】
図１に示す様に、実施例１の撮像レンズは第１レンズＬ１が光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は光軸Ｘ近傍で両面凹形状の負の屈折力を有するレンズである。第４レンズＬ４の像側の非球面ｒ８には光軸Ｘ上以外の位置に変極点を有している。また、すべてのレンズの材料は同一のプラスチック材料で構成されている。
【００３１】
実施例１の基本レンズデータを表１に示す。
【表１】
2014044399.tif 000004
2014044399.tif 000005
【００３２】
各条件式の値を以下に示す。
（１）ＴＬＡ／（２ＩＨ）＝０．８２
（２）ＴＬＡ／ｆ＝１．１８
（３）ｆ１／ｆ３＝３．０４３
（４）νｄ＝５６．１６
（５）νｄ１＝νｄ２＝νｄ３＝νｄ４
（６）（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝−４．１５
（７）ｆ１２３／｜ｆ４｜＝１．０８
【００３３】
このように、実施例１に係る撮像レンズは各請求項の条件式（１）〜（７）を満足する。光学全長は２．０３ｍｍであり、小型化が実現されている。
【００３４】
図２は実施例１の撮像レンズについて球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）、および倍率色収差（ｍｍ）を示したものである。これらの収差図において、球面収差図には、４７０．０ｎｍ、５１０．０ｎｍ、５５５．０ｎｍ、６１０．０ｎｍ、および６５０．０ｎｍの各波長に対する収差量を示し、非点収差図にはサジタル像面Ｓにおける収差量とタンジェンシャル像面Ｔにおける収差量を示し、倍率色収差図には４７０．０ｎｍを基準波長としたときの５５５．０ｎｍの収差量と４７０．０ｎｍを基準波長としたときの６５０．０ｎｍの収差量を示す。（図２、４、６、８、１０、１２、１４、１６においても同じ）。
【００３５】
図２に示されるように実施例１に係る撮像レンズによれば諸収差は良好に補正されている。
【実施例２】
【００３６】
図３に示す様に実施例２の撮像レンズは第１レンズＬ１が光軸Ｘ近傍で両凸の正の屈折力を有するレンズであり、第２レンズＬ２は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は光軸Ｘ近傍で両面凹形状の負の屈折力を有するレンズである。第４レンズＬ４の像側の非球面ｒ８には光軸Ｘ上以外の位置に変極点を有している。また、すべてのレンズの材料は同一のプラスチック材料で構成されている。
【００３７】
実施例２の基本レンズデータを表２に示す。
【表２】
2014044399.tif 000006
2014044399.tif 000007
【００３８】
各条件式の値を以下に示す。
（１）ＴＬＡ／（２ＩＨ）＝０．８４
（２）ＴＬＡ／ｆ＝１．０６
（３）ｆ１／ｆ３＝０．４７９
（４）νｄ＝５６．１６
（５）νｄ１＝νｄ２＝νｄ３＝νｄ４
（６）（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝−０．９０
（７）ｆ１２３／｜ｆ４｜＝１．０９
【００３９】
このように、実施例２に係る撮像レンズは各請求項の条件式（１）〜（７）を満足する。光学全長は２．０８ｍｍであり、小型化が実現されている。
【００４０】
図４は実施例２の撮像レンズについて球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）、および倍率色収差（ｍｍ）を示したものである。
【００４１】
図４に示されるように実施例２に係る撮像レンズによれば諸収差は良好に補正されている。
【実施例３】
【００４２】
図５に示す様に実施例３の撮像レンズは第１レンズＬ１が光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は光軸Ｘ近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズである。第４レンズＬ４の像側の非球面ｒ８には光軸Ｘ上以外の位置に変極点を有している。また、すべてのレンズの材料は同一のプラスチック材料で構成されている。
【００４３】
実施例３の基本レンズデータを表３に示す。
【表３】
2014044399.tif 000008
2014044399.tif 000009
【００４４】
各条件式の値を以下に示す。
（１）ＴＬＡ／（２ＩＨ）＝０．８６
（２）ＴＬＡ／ｆ＝１．２２
（３）ｆ１／ｆ３＝２．７７８
（４）νｄ＝５６．１６
（５）νｄ１＝νｄ２＝νｄ３＝νｄ４
（６）（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝−２．２７
（７）ｆ１２３／｜ｆ４｜＝１．１４
【００４５】
このように、実施例３に係る撮像レンズは各請求項の条件式（１）〜（７）を満足する。光学全長は２．１３ｍｍであり、小型化が実現されている。
【００４６】
図６は実施例３の撮像レンズについて球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）、および倍率色収差（ｍｍ）を示したものである。
【００４７】
図６に示されるように実施例３に係る撮像レンズによれば諸収差は良好に補正されている。
【実施例４】
【００４８】
図７に示す様に実施例４の撮像レンズは第１レンズＬ１が光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は光軸Ｘ近傍で両面凹形状の負の屈折力を有するレンズである。第４レンズＬ４の像側の非球面ｒ８には光軸Ｘ上以外の位置に変極点を有している。また、すべてのレンズの材料は同一のプラスチック材料で構成されている。
【００４９】
実施例４の基本レンズデータを表４に示す。
【表４】
2014044399.tif 000010
2014044399.tif 000011
【００５０】
各条件式の値を以下に示す。
（１）ＴＬＡ／（２ＩＨ）＝０．８４
（２）ＴＬＡ／ｆ＝１．２０
（３）ｆ１／ｆ３＝５．３３７
（４）νｄ＝５６．１６
（５）νｄ１＝νｄ２＝νｄ３＝νｄ４
（６）（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝−７．４９
（７）ｆ１２３／｜ｆ４｜＝１．１４
【００５１】
このように、実施例４に係る撮像レンズは各請求項の条件式（１）〜（７）を満足する。光学全長は２．０８ｍｍであり、小型化が実現されている。
【００５２】
図８は実施例４の撮像レンズについて球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）および倍率色収差（ｍｍ）を示したものである。
【００５３】
図８に示されるように実施例４に係る撮像レンズによれば諸収差は良好に補正されている。
【実施例５】
【００５４】
図９に示す様に実施例５の撮像レンズは第１レンズＬ１が光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は光軸Ｘ近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズである。第４レンズＬ４の像側の非球面ｒ８には光軸Ｘ上以外の位置に変極点を有している。また、すべてのレンズの材料は同一のプラスチック材料で構成されている。
【００５５】
実施例５の基本レンズデータを表５に示す。
【表５】
2014044399.tif 000012
2014044399.tif 000013
【００５６】
各条件式の値を以下に示す。
（１）ＴＬＡ／（２ＩＨ）＝０．８２
（２）ＴＬＡ／ｆ＝１．２７６
（３）ｆ１／ｆ３＝２．５９３
（４）νｄ＝５６．１６
（５）νｄ１＝νｄ２＝νｄ３＝νｄ４
（６）（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝−２．１８
（７）ｆ１２３／｜ｆ４｜＝１．０４
【００５７】
このように、実施例５に係る撮像レンズは各請求項の条件式（１）〜（７）を満足する。光学全長は２．０３ｍｍであり、小型化が実現されている。
【００５８】
図１０は実施例５の撮像レンズについて球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）、および倍率色収差（ｍｍ）を示したものである。
【００５９】
図１０に示されるように実施例５に係る撮像レンズによれば諸収差は良好に補正されている。
【実施例６】
【００６０】
図１１に示す様に実施例６の撮像レンズは第１レンズＬ１が光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は光軸Ｘ近傍で両面凹形状の負の屈折力を有するレンズである。第４レンズＬ４の像側の非球面ｒ８には光軸Ｘ上以外の位置に変極点を有している。また、すべてのレンズの材料は同一のプラスチック材料で構成されている。
【００６１】
実施例６の基本レンズデータを表６に示す。
【表６】
2014044399.tif 000014
2014044399.tif 000015
【００６２】
各条件式の値を以下に示す。
（１）ＴＬＡ／（２ＩＨ）＝０．８２
（２）ＴＬＡ／ｆ＝１．１４
（３）ｆ１／ｆ３＝３．２８９
（４）νｄ＝５６．１６
（５）νｄ１＝νｄ２＝νｄ３＝νｄ４
（６）（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝−１２．７４
（７）ｆ１２３／｜ｆ４｜＝１．１１
【００６３】
このように、実施例６に係る撮像レンズは各請求項の条件式（１）〜（７）を満足する。光学全長は２．０２ｍｍであり、小型化が実現されている。
【００６４】
図１２は実施例６の撮像レンズについて球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）、および倍率色収差（ｍｍ）を示したものである。
【００６５】
図１２に示されるように実施例６に係る撮像レンズによれば諸収差は良好に補正されている。
【実施例７】
【００６６】
図１３に示す様に実施例７の撮像レンズは第１レンズＬ１が光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は光軸Ｘ近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズである。第４レンズＬ４の像側の非球面ｒ８には光軸Ｘ上以外の位置に変極点を有している。また、すべてのレンズの材料は同一のプラスチック材料で構成されている。
【００６７】
実施例７の基本レンズデータを表７に示す。
【表７】
2014044399.tif 000016
2014044399.tif 000017
【００６８】
各条件式の値を以下に示す。
（１）ＴＬＡ／（２ＩＨ）＝０．８１
（２）ＴＬＡ／ｆ＝１．１７
（３）ｆ１／ｆ３＝０．８４
（４）νｄ＝５６．１６
（５）νｄ１＝νｄ２＝νｄ３＝νｄ４
（６）（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝−１．７４
（７）ｆ１２３／｜ｆ４｜＝１．１３
【００６９】
このように、実施例７に係る撮像レンズは各請求項の条件式（１）〜（７）を満足する。光学全長は１．９９ｍｍであり、小型化が実現されている。
【００７０】
図１４は実施例７の撮像レンズについて球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）、および倍率色収差（ｍｍ）を示したものである。
図１４に示されるように実施例７に係る撮像レンズによれば諸収差は良好に補正されている。
【実施例８】
【００７１】
図１５に示す様に実施例８の撮像レンズは第１レンズＬ１が光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は光軸Ｘ近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズである。第４レンズＬ４の像側の非球面ｒ８には光軸Ｘ上以外の位置に変極点を有している。また、すべてのレンズの材料は同一のプラスチック材料で構成されている。
【００７２】
実施例８の基本レンズデータを表８に示す。
【表８】
2014044399.tif 000018
2014044399.tif 000019
【００７３】
各条件式の値を以下に示す。
（１）ＴＬＡ／（２ＩＨ）＝０．８６
（２）ＴＬＡ／ｆ＝１．２２
（３）ｆ１／ｆ３＝２．７８８
（４）νｄ＝５６．１６
（５）νｄ１＝νｄ２＝νｄ３＝νｄ４
（６）（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝−２．２７
（７）ｆ１２３／｜ｆ４｜＝１．１４
【００７４】
このように、実施例８に係る撮像レンズは各請求項の条件式（１）〜（７）を満足する。光学全長は２．１３ｍｍであり、小型化が実現されている。
【００７５】
図１６は実施例８の撮像レンズについて球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）、および倍率色収差（ｍｍ）を示したものである。
【００７６】
図１６に示されるように実施例８に係る撮像レンズによれば諸収差は良好に補正されている。
【００７７】
第２の実施形態
本発明を具体化した第２の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１７、図１９、図２１はいずれも本発明の第２の実施形態である実施例９〜１１に対応するレンズ断面図である。第２の実施形態においても、すべての実施例において、開口絞りＳＴは第１レンズＬ１の物体側の面ｒ１の有効径周縁部に配置されている。第４レンズＬ４の像側の面ｒ８と撮像面ＩＭとの間にｒ９、ｒ１０で構成されるフィルタＩＲが配置されている。図においてＸは光軸を表している。なお、光軸上の距離を算出する際はｒ９、ｒ１０で構成されるフィルタＩＲは取り外して計算するものとする。
【００７８】
第２の実施形態は、第１の実施形態に比較して、適切な面に回折光学面を形成したことを特徴としている。さらなる色収差の補正を可能にするものである。回折光学面は射出光の屈折率の波長依存性が逆転することを利用して色収差の補正を行うものであり、新たなレンズを付加することなく色収差の補正を可能にする。
【００７９】
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様にすべてのレンズ面を数式１で表わされる非球面で形成している。また、図においてＤＯＥは回折光学面であることを表わしている。回折光学面ＤＯＥは第１レンズＬ１の物体側の面ｒ１から第２レンズＬ２の像側の面ｒ４のうち、少なくとも１面に数式２で表わされる光路差関数で形成されている。
【００８０】
【数２】
2014044399.tif 000020
ただし、
Ｐ    ：光路差
Ｂ２ｉ  ：光路差関数係数（ｉ＝１〜７）
【実施例９】
【００８１】
本実施例では、最大像高を他の実施例よりも大きく設定してあり、例えば１／４インチの撮像素子への適用を想定している。一般に撮像素子のサイズを大きくすれば、それにつれて光学系も大きくなり、その結果諸収差の補正が困難になる。特に、良好に色収差を補正するためには、アッベ数の小さな負のレンズをレンズ構成内に配置するのが周知技術である。しかし、レンズ構成内に負の屈折力が増えることは光学全長の短縮化に不利な条件となる。
【００８２】
図１７に示す様に実施例９の撮像レンズは第１レンズＬ１が光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は光軸Ｘ近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズである。第４レンズＬ４の像側の非球面ｒ８には光軸Ｘ上以外の位置に変極点を有している。また、すべてのレンズの材料は同一のプラスチック材料で構成されている。回折光学面ＤＯＥは第１レンズＬ１の像側の面ｒ２に形成されている。
【００８３】
実施例９の基本レンズデータを表９に示す。
【表９】
2014044399.tif 000021
2014044399.tif 000022
【００８４】
各条件式の値を以下に示す。
（１）ＴＬＡ／（２ＩＨ）＝０．８２
（２）ＴＬＡ／ｆ＝１．２９
（３）ｆ１／ｆ３＝１．０９６
（４）νｄ＝５６．１６
（５）νｄ１＝νｄ２＝νｄ３＝νｄ４
（６）（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝−１．３３
（７）ｆ１２３／｜ｆ４｜＝１．０５
【００８５】
このように、実施例９に係る撮像レンズは各請求項の条件式（１）〜（７）を満足する。光学全長は３．６９ｍｍであり、小型化が実現されている。
【００８６】
本実施例のように、第１レンズＬ１の像側の面ｒ２に色収差補正機能を発揮する回折光学面を形成することによって、負の屈折力のレンズを配置することなく良好な色収差補正を実現する事が可能になる。
【００８７】
図１８は実施例９の撮像レンズについて球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）、および倍率色収差（ｍｍ）を示したものである。これらの収差図において、球面収差図には、４７０．０ｎｍ、５１０．０ｎｍ、５５５．０ｎｍ、６１０．０ｎｍ、および６５０．０ｎｍの各波長に対する収差量を示し、非点収差図にはサジタル像面Ｓにおける収差量とタンジェンシャル像面Ｔにおける収差量を示し、倍率色収差図には４７０．０ｎｍを基準波長としたときの５５５．０ｎｍと４７０．０ｎｍを基準波長としたときの６５０．０ｎｍの収差量を示す。（図２０、２２においても同じ）。
【００８８】
図１８に示されるように実施例９に係る撮像レンズによれば諸収差は良好に補正されている。
【実施例１０】
【００８９】
図１９に示す様に実施例１０の撮像レンズは第１レンズＬ１が光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は光軸Ｘ近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズである。第４レンズＬ４の像側の非球面ｒ８には光軸Ｘ上以外の位置に変極点を有している。また、すべてのレンズの材料は同一のプラスチック材料で構成されている。回折光学面ＤＯＥは第１レンズＬ１の像側の面ｒ２に形成されている。
【００９０】
実施例１０の基本レンズデータを表１０に示す。
【表１０】
2014044399.tif 000023
2014044399.tif 000024
【００９１】
各条件式の値を以下に示す。
（１）ＴＬＡ／（２ＩＨ）＝０．８０
（２）ＴＬＡ／ｆ＝１．２６
（３）ｆ１／ｆ３＝０．９４４
（４）νｄ＝５６．１６
（５）νｄ１＝νｄ２＝νｄ３＝νｄ４
（６）（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝−１．３９
（７）ｆ１２３／｜ｆ４｜＝１．０３
【００９２】
このように、実施例１０に係る撮像レンズは各請求項の条件式（１）〜（７）を満足する。光学全長は１．９８ｍｍであり、小型化が実現されている。
【００９３】
図２０は実施例１０の撮像レンズについて球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）、および倍率色収差（ｍｍ）を示したものである。
【００９４】
図２０に示されるように実施例１０に係る撮像レンズによれば諸収差は良好に補正されている。
【実施例１１】
【００９５】
図２１に示す様に実施例１１の撮像レンズは第１レンズＬ１が光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第２レンズＬ２は光軸Ｘ近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第３レンズＬ３は光軸Ｘ近傍で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、第４レンズＬ４は光軸Ｘ近傍で両面凹形状の負の屈折力を有するレンズである。第４レンズＬ４の像側の非球面ｒ８には光軸Ｘ上以外の位置に変極点を有している。また、すべてのレンズの材料は同一のプラスチック材料で構成されている。
回折光学面ＤＯＥは第２レンズＬ２の物体側の面ｒ３に形成されている。
【００９６】
実施例１１の基本レンズデータを表１１に示す。
【表１１】
2014044399.tif 000025
2014044399.tif 000026
【００９７】
各条件式の値を以下に示す。
（１）ＴＬＡ／（２ＩＨ）＝０．８４
（２）ＴＬＡ／ｆ＝１．１６
（３）ｆ１／ｆ３＝２．７２０
（４）νｄ＝５６．１６
（５）νｄ１＝νｄ２＝νｄ３＝νｄ４
（６）（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝−５．４７
（７）ｆ１２３／｜ｆ４｜＝１．０１
【００９８】
このように、実施例１１に係る撮像レンズは各請求項の条件式（１）〜（７）を満足する。光学全長は２．０８ｍｍであり、小型化が実現されている。
【００９９】
図２２は実施例１１の撮像レンズについて球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）、および倍率色収差（ｍｍ）を示したものである。
【０１００】
図２２に示されるように実施例１１に係る撮像レンズによれば諸収差は良好に補正されている。
【０１０１】
本発明の実施形態に係る撮像レンズは半画角が３２．２°〜３８．３°と、広い画角を達成している。また、Ｆ値も２．２〜２．５と比較的小さな値を達成しており、明るいレンズ系の要求が強い高密度化された撮像素子に十分適用が可能である。さらに、諸収差も良好に補正されている。
【０１０２】
本発明の実施形態に係る撮像レンズを、例えば１／５インチ程度以下の小型の撮像素子に適用する場合、４枚構成でありながら光学全長は、２．０ｍｍ前後の非常に小さなサイズに収めることができる。また、撮像素子のサイズがある程度大きくなったとしても、回折光学面の効果によって、色収差の問題を解決できるため、光学全長と最大像高との比を小さく抑えたままで小型の撮像レンズを実現することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
各実施の形態に係る撮像レンズをスマートフォン等の携帯端末や携帯電話機あるいはゲーム機等の撮像装置に内蔵される光学系に適用した場合、当該カメラは小型化と高性能化の両立を図ることができる。特に光軸方向の距離に関して小型化を達成しているため、益々機器の薄型化の要求が強い携帯機器等の撮像レンズの分野において好適に利用できる可能性が高く、産業上の貢献度は大きい。
【符号の説明】
【０１０４】
ＳＴ  開口絞り
Ｌ１  第１レンズ
Ｌ２  第２レンズ
Ｌ３  第３レンズ
Ｌ４  第４レンズ
ＩＲ  フィルタ
ＩＭ    撮像面
ＩＨ  最大像高
【図１】
2014044399.tif 000027
【図２】
2014044399.tif 000028
【図３】
2014044399.tif 000029
【図４】
2014044399.tif 000030
【図５】
2014044399.tif 000031
【図６】
2014044399.tif 000032
【図７】
2014044399.tif 000033
【図８】
2014044399.tif 000034
【図９】
2014044399.tif 000035
【図１０】
2014044399.tif 000036
【図１１】
2014044399.tif 000037
【図１２】
2014044399.tif 000038
【図１３】
2014044399.tif 000039
【図１４】
2014044399.tif 000040
【図１５】
2014044399.tif 000041
【図１６】
2014044399.tif 000042
【図１７】
2014044399.tif 000043
【図１８】
2014044399.tif 000044
【図１９】
2014044399.tif 000045
【図２０】
2014044399.tif 000046
【図２１】
2014044399.tif 000047
【図２２】
2014044399.tif 000048