(57)【要約】【課題】全長の短縮化および高解像化を実現した撮像レンズおよびこの撮像レンズを備えた撮像装置を実現する。【解決手段】物体側から順に、物体側の面が物体側に凸形状であり、正の屈折力を有する第１レンズ（Ｌ１）と、負の屈折力を有する第２レンズ（Ｌ２）と、正の屈折力を有する第３レンズ（Ｌ３）と、物体側の面が物体側に凹形状であり、負の屈折力を有する第４レンズ（Ｌ４）と、負の屈折力を有し、光軸から半径方向外側に向かうに従って負の屈折力が弱くなる領域を有する第５レンズ（Ｌ５）から構成される実質的に５個のレンズからなり、かつ所定の条件式を満足する。【選択図】図１
2013099255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、
開口絞りと、
物体側の面が物体側に凸形状であり、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、
物体側の面が物体側に凹形状であり、負の屈折力を有する第４レンズと、
負の屈折力を有し、光軸から半径方向外側に向かうに従って負の屈折力が弱くなる領域を有する第５レンズと、
から構成される実質的に５個のレンズからなり、
下記条件式を満足するように構成されていることを特徴とする撮像レンズ。
４．２＜ｆ３／ｆ１＜２５．０          （１）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
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。
−４．０＜ｆ２／ｆ１＜−１．８          （２）
ただし、
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
とする。
【請求項３】
光軸近傍において前記第５レンズが物体側に凸面を向けたメニスカス形状であ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。
【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。
０．０９＜Ｄ６／ｆ＜０．２０            （３）
ただし
Ｄ６：前記第３レンズと前記第４レンズの光軸上の間隔
ｆ：全系の焦点距離
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。
２．００＜Ｄ６／Ｄ８＜６．００          （４）
ただし
Ｄ６：前記第３レンズと前記第４レンズの光軸上の間隔
Ｄ８：前記第４レンズと前記第５レンズの光軸上の間隔
とする。
【請求項６】
光軸近傍において前記第３レンズが物体側に凸面を向けてい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。
【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。
νｄ１＞５０          （５）
νｄ２＜３０          （６）
ただし、
νｄ１：前記第１レンズのｄ線に関するアッベ数
νｄ２：前記第２レンズのｄ線に関するアッベ数
とする。
【請求項８】
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７のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
０．０９＜Ｄ２／Ｄ１＜０．２５            （７）
ただし、
Ｄ１：前記第１レンズの中心厚
Ｄ２：前記第１レンズと第２レンズの光軸上の間隔
とする。
【請求項９】
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８のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
３．０＜｜Ｒ３／ｆ２｜＜４０．０          （８）
ただし、
Ｒ３：前記第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
とする。
【請求項１０】
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９のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
１．０＜ＴＬ／ｆ＜１．２          （９）
ただし、
ＴＬ：前記第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さ
ｆ：全系の焦点距離
とする。
【請求項１１】
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１０のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
−１．９＜（Ｒ７−Ｒ８）／（Ｒ７＋Ｒ８）＜０        （１０）
ただし、
Ｒ７：前記第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径
Ｒ８：前記第４レンズの像側の面の近軸曲率半径
とする。
【請求項１２】
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１１のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
４．２＜ｆ３／ｆ１＜２０．０            （１−１）
【請求項１３】
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１２のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
−３．５＜ｆ２／ｆ１＜−１．８          （２−１）
ただし、
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
とする。
【請求項１４】
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１３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
０．０９＜Ｄ６／ｆ＜０．１８            （３−１）
ただし
Ｄ６：前記第３レンズと前記第４レンズの光軸上の間隔
ｆ：全系の焦点距離
とする。
【請求項１５】
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１４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
２．２０＜Ｄ６／Ｄ８＜５．６０          （４−１）
ただし
Ｄ６：前記第３レンズと前記第４レンズの光軸上の間隔
Ｄ８：前記第４レンズと前記第５レンズの光軸上の間隔
とする。
【請求項１６】
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１５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
νｄ１＞５３          （５−１）
νｄ２＜２５          （６−１）
ただし、
νｄ１：前記第１レンズのｄ線に関するアッベ数
νｄ２：前記第２レンズのｄ線に関するアッベ数
とする。
【請求項１７】
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１６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
０．０９＜Ｄ２／Ｄ１＜０．２２          （７−１）
ただし、
Ｄ１：前記第１レンズの中心厚
Ｄ２：前記第１レンズと第２レンズの光軸上の間隔
とする。
【請求項１８】
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１７のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
３．３＜｜Ｒ３／ｆ２｜＜３５．０          （８−１）
ただし、
Ｒ３：前記第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
とする。
【請求項１９】
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１８のいずれか１項に
記載の撮像レンズ。
１．０５＜ＴＬ／ｆ＜１．１５              （９−１）
ただし、
ＴＬ：前記第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さ
ｆ：全系の焦点距離
とする。
【請求項２０】
請求項１に記載された撮像レンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
【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やカメラ付き携帯電話機、情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistance）、スマートフォン、タブレット型端末および携帯型ゲーム機等の撮像装置に関する。
【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、スマートフォン、またはタブレット型端末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。例えば２メガピクセル以上、さらに好適には５メガピクセル以上、よりさらに好適には８メガピクセル以上の高画素に対応した性能が要求されている。【０００３】
このような要求に対しては、例えば全長の短縮化および高解像化を図るためにレンズ枚数が比較的多い５枚構成とすることが考えられる（特許文献１乃至６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６４１８０号公報
【特許文献２】特開２００７−２９８５７２号公報
【特許文献３】特開２０１０−２５６６０８号公報
【特許文献４】特開２０１１−８５７３３号公報
【特許文献５】中国実用新案第２０２１１０３２５号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１２／０８７０１９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１乃至６に記載の５枚構成のレンズは、さらに軸上色収差をさらに良好に補正することが求められる。また、上記特許文献３に記載の撮像レンズは、全長をさらに短縮することが求められる。また、上記特許文献４に記載の撮像レンズは、像面湾曲をより良好に補正することが求められる。さらに、上記特許文献５に記載のレンズは、全長をさらに短縮し、かつ、歪曲収差をより良好に補正することが求められる。【０００６】
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、全長の短縮化を図りつつ、特に軸上の色収差および結像領域の周辺部の色収差が良好に補正され、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を実現することができる撮像レンズ、およびその撮像レンズを搭載して高解像の撮像画像を得ることができる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮像レンズは、物体側から順に、開口絞りと、物体側の面が物体側に凸形状であり、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、物体側の面が物体側に凹形状であり、負の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有し、光軸から半径方向外側に向かうに従って負の屈折力が弱くなる領域を有する第５レンズとから構成される実質的に５個のレンズからなり、下記条件式を満足するように構成されていることを特徴とするものである。
４．２＜ｆ３／ｆ１＜２５．０          （１）
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
とする。【０００８】
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、各レンズ要素の構成を最適化したので、全長を短縮化しながらも、高解像性能を有するレンズ系を実現できる。特に、第１レンズの焦点距離と第３レンズの焦点距離が式（１）を満足するようにすることにより、第１および第３レンズのパワーのバランスをとることができるため、全長の短縮化を図りつつ、球面収差および非点収差などの諸収差を良好に補正することができる。【０００９】
本発明の撮像レンズにおいて、さらに、次の好ましい構成を採用して満足することで、光学性能をより良好なものとすることができる。【００１０】
本発明の第１の態様による撮像レンズは、以下の条件式（２）から（１０）のいずれかを満足することが好ましい。なお、好ましい態様としては、条件式（２）から（１０）のいずれか一つを満たすものでもよく、あるいは任意の組合せを満たすものでもよい。ただし、条件式（５）および（６）については、両条件式を同時に満足することが好ましい。
４．２＜ｆ３／ｆ１＜２０．０              （１−１）
−４．０＜ｆ２／ｆ１＜−１．８            （２）
−３．５＜ｆ２／ｆ１＜−１．８            （２−１）
０．０９＜Ｄ６／ｆ＜０．２０              （３）
０．０９＜Ｄ６／ｆ＜０．１８              （３−１）
２．００＜Ｄ６／Ｄ８＜６．００            （４）
２．２０＜Ｄ６／Ｄ８＜５．６０            （４−１）
νｄ１＞５０                              （５）
νｄ１＞５３                              （５−１）
νｄ２＜３０                              （６）
νｄ２＜２５                              （６−１）
０．０９＜Ｄ２／Ｄ１＜０．２５            （７）
０．０９＜Ｄ２／Ｄ１＜０．２２            （７−１）
３．０＜｜Ｒ３／ｆ２｜＜４０．０          （８）
３．３＜｜Ｒ３／ｆ２｜＜３５．０          （８−１）
１．０＜ＴＬ／ｆ＜１．２                  （９）
１．０５＜ＴＬ／ｆ＜１．１５              （９−１）
−１．９＜（Ｒ７−Ｒ８）／（Ｒ７＋Ｒ８）＜０        （１０）
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
Ｄ６：第３レンズと第４レンズの光軸上の間隔
ｆ：全系の焦点距離
Ｄ８：第４レンズと第５レンズの光軸上の間隔
νｄ１：第１レンズのｄ線に関するアッベ数
νｄ２：第２レンズのｄ線に関するアッベ数
Ｄ１：第１レンズの中心厚
Ｄ２：第１レンズと第２レンズの光軸上の間隔
Ｒ３：第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ＴＬ：第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さ
Ｒ７：第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径
Ｒ８：第４レンズの像側の面の近軸曲率半径
とする。なお、上記第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さＴＬについてバックフォーカス分は空気換算した値を用いるものとする。例えば、最も像側のレンズと結像面との間にフィルタやカバーガラス等の屈折力を持たない部材が挿入されているときは、この部材の厚みを空気換算して算出するものとする。【００１１】
また、本発明の第１の態様による撮像レンズにおいて、光軸近傍において第３レンズが物体側に凸面を向けていることが好ましい。【００１２】
また、本発明の第１の態様による撮像レンズにおいて、光軸近傍において第５レンズは物体側に凸面を向けたメニスカス形状であることが好ましい。【００１３】
なお、上記本発明の撮像レンズにおいて、「実質的に５個のレンズからなり、」とは、本発明の撮像レンズが、５個のレンズ以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手振れ補正機構等の機構部分、等を持つものも含むことを意味する。【００１４】
本発明による撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えたものである。【００１５】
本発明による撮像装置では、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を得ることができる。
【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、各レンズ要素の構成を最適化し、特に第２レンズの分散が適切なものとなるように構成し、第３レンズと第１レンズの焦点距離の比および第４レンズと第５レンズの焦点距離の比を好適に設定したので、全長の短縮化を図りつつ、特に軸上の色収差が良好に補正され、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を有するレンズ系を実現できる。【００１７】
また、本発明の撮像装置によれば、上記本発明の高い結像性能を有する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】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第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】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第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】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第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】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第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】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第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】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第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】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第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】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第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】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第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】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第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】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第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】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第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】本発明の実施例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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図１５】本発明の実施例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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図１６】本発明の実施例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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図１７】本発明の実施例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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図１８】本発明の実施例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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図１９】本発明の実施例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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図２０】本発明の実施例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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図２１】本発明の実施例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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図２２】本発明の実施例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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図２３】本発明の実施例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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図２４】本発明の実施例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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図２５】本発明の実施例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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図２６】本発明の実施例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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図２７】本発明に係る撮像レンズを備えた携帯電話端末である撮像装置を示す図。
【図２８】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第１４の構成例を示すものであり、実施例１４に対応するレンズ断面図である。
【図２９】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第１５の構成例を示すものであり、実施例１５に対応するレンズ断面図である。
【図３０】本発明の実施例１４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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図３１】本発明の実施例１５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（像面湾曲）、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率色収差を示す。
【図３２】本発明の撮像レンズにおける結像に寄与しない光束の遮光方法の一例を示す図。
【図３３】本発明に係る撮像レンズを備えたスマートフォンである撮像装置を示す図。
【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。
【００２０】
図１は、本発明の第１の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（表１、表１４）のレンズ構成に対応している。同様にして、後述の第２乃至第１３の数値実施例（表２〜表１３および表１５〜表２６）のレンズ構成に対応する第２乃至第１３の実施形態にかかる撮像レンズの断面構成を、図２〜図１３にそれぞれ示す。また、後述の第１４乃至第１５の数値実施例（表２８〜表３１）のレンズ構成に対応する第１４乃至第１５の実施形態にかかる撮像レンズの断面構成を、図２８〜図２９にそれぞれ示す。図１〜図１５において、符号Ｒｉは、最も物体側のレンズ要素の面を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であるため、以下では、図１に示した撮像レンズの構成例を基本にして説明し、必要に応じて図２〜図１５の構成例についても説明する。
【００２１】
本発明の実施の形態と同様に、本発明の実施の形態に係る撮像レンズＬは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた各種撮像機器、特に、比較的小型の携帯端末機器、例えばデジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機、およびＰＤＡ、スマートフォンまたはタブレット端末等に用いて好適なものである。この撮像レンズＬは、光軸Ｚ１に沿って、物体側から順に、開口絞りＳｔと、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５とを備えている。
【００２２】
図２７に、本発明の実施の形態にかかる撮像装置１である携帯電話端末の概観図を示す。本発明の実施の形態に係る撮像装置１は、本実施の形態に係る撮像レンズＬと、この撮像レンズＬ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ＣＣＤなどの撮像素子１００（図１参照）とを備えて構成される。撮像素子１００は、この撮像レンズＬの結像面（撮像面）に配置される。
【００２３】
図３３に、本発明の実施の形態にかかる撮像装置５０１であるスマートフォンの概観図を示す。本発明の実施の形態に係る撮像装置５０１は、本実施の形態に係る撮像レンズＬと、この撮像レンズＬ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ＣＣＤなどの撮像素子１００（図１参照）とを有するカメラ部５４１を備えて構成される。撮像素子１００は、この撮像レンズＬの結像面（撮像面）に配置される。
【００２４】
図３２に、本発明の実施の形態にかかる撮像レンズにおける結像に寄与しない光束の遮光方法の例を示す。図３２は、第１４の実施形態のレンズ断面図（図２９参照）の光軸Ｚ１から上の部分のみを部分的に拡大して示した図である。撮像レンズの有効径の外側を通過する、結像に寄与しない光束は、結像面において有害な光となってしまう場合があるため、このような結像に寄与しない光束を除去するために、遮光板を各レンズ間の有効径より外側に配置する方法が一般的に用いられている。図３２に示す撮像レンズにおいては、第１レンズＬ１より物体側に、第１レンズの有効径の外側に位置するように開口絞りＳｔが設けられ、第１レンズＬ１から第５レンズＬ５の各隣接するレンズ間に、各レンズの有効径の外側に位置するように遮光板Ｂがそれぞれ設けられている。さらに、図３２では、第４レンズＬ４の像側の面と第５レンズＬ５の像側の面に、各レンズの有効径の外側の領域に遮光のための塗料Ａがそれぞれ塗布されている。このように、遮光のための塗料をレンズの有効径の外側の所望の領域に塗布することにより、遮光板の形状や配置スペースの制限などにより遮光板だけでは遮光をしにくい領域においても結像に寄与しない光線を好適に遮光することができる。
【００２５】
第５レンズＬ５と撮像素子１００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ＣＧ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ＣＧ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。
【００２６】
また、光学部材ＣＧを用いずに、第５レンズＬ５にコートを施す等して光学部材ＣＧと同等の効果を持たせるようにしても良い。これにより、部品点数の削減と全長の短縮を図ることができる。
【００２７】
この撮像レンズＬはまた、開口絞りＳｔを有している。開口絞りＳｔは、光学的な開口絞りであるとともに、最も物体側に配置されたいわゆる「前側絞り」である。ここで、「前側絞り」とは、光軸方向における開口絞りの位置が、軸上マージナル光線と第１レンズＬ１の物体側の面の交点と同じ位置かそれより物体側にあることを意味する。本実施の形態において、第１乃至第１５の構成例のレンズ（図１〜図１３、図２８、図２９）が、この前側絞りに相当する構成例である。このように開口絞りＳｔを配置することにより、全長に対して結像面から瞳までの距離をより大きく設定できるため、撮像素子への入射角度を小さくすることができ、より高い光学性能を実現することができるとともに、焦点距離に対してレンズ全長を短く維持することができ、レンズ全長を良好に短縮化できる。
【００２８】
この撮像レンズＬは、高性能化のために、第１レンズＬ１乃至第５レンズＬ５のそれぞれのレンズの少なくとも一方の面に、非球面を用いることが好適である。
【００２９】
この撮像レンズＬにおいて、第１レンズＬ１は光軸近傍において正の屈折力を有している。第１レンズＬ１は、物体側の面が光軸近傍において物体側に凸形状とされている。このように、主たる結像機能を占める第１レンズＬ１の物体側の面を物体側に凸形状にすることにより、第１レンズが十分な正の屈折力を有するものとなり、好適にレンズ全長を短縮化できる。
【００３０】
第２レンズＬ２は、光軸近傍において負の屈折力を有している。
【００３１】
第３レンズＬ３は、光軸近傍において正の屈折力を有している。第３レンズＬ３は、光軸近傍で物体側の面が物体側に凸形状であることが好ましい。第３レンズＬ３の物体側の面を光軸近傍で物体側に凸形状にすることにより、良好に軸上色収差を補正することができる。また、この効果をさらに高めるために、第３レンズＬ３を光軸近傍において両凸形状とすることがより好ましい。また、第３レンズＬ３を光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状としてもよい。第３レンズＬ３を光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状とした場合には、より好適に全長の短縮化を図ることができる。
【００３２】
また、第３レンズＬ３を光軸近傍で像側に凸面を向けたメニスカス形状としてもよい。この場合には、良好に非点収差を補正することができる。
【００３３】
第４レンズＬ４は、光軸近傍において負の屈折力を有している。また、第４レンズＬ４は、光軸近傍において物体側の面が物体側に凹形状とされている。第４レンズＬ４が光軸近傍で物体側の面を物体側に凹形状にすることにより、周辺光量の低下を抑えることができる。
【００３４】
第５レンズＬ５は、光軸近傍において負の屈折力を有している。また、第５レンズＬ５は、光軸から半径方向外側に向かうに従って負の屈折力が弱くなる領域を有する。第５レンズＬ５が光軸から半径方向外側に向かうに従って負の屈折力が弱くなる領域を有する場合には、光学系を通過する光線の結像面（撮像素子）への入射角が大きくなるのを抑制することができる。なお、ここでいう「光軸から半径方向外側に向かうに従って負の屈折力が弱くなる」とは、光軸近傍において凹面形状となる部分を少なくとも一つ有する面において、光軸からレンズの半径方向外側に向かうに従って負の屈折力が弱くなるものであればよく、例えば、光軸からレンズの半径方向外側に向かうに従って正の屈折力が強くなるものであってもよい。例えば、図１〜１５に示す撮像レンズにおいては、第５レンズＬ５の像側の面が光軸からレンズの半径方向外側に向かうに従って像側に対して凹形状から凸形状に変化する領域を有することにより、光軸からレンズの半径方向外側に向かうに従って第５レンズＬ５の像側の面の負の屈折力が弱くなっている。このように、第５レンズを負の屈折力を有するものとすることで、諸収差、特に球面収差と軸上色収差の補正に有利である。また、第５レンズは、光軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状とされることが好ましい。第５レンズが光軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状である場合には、球面収差及び軸上色収差をより良好に補正することができる。
【００３５】
また、上記撮像レンズＬを構成する各レンズＬ１乃至Ｌ５は接合レンズでなく単レンズとすることが好ましい。各レンズＬ１乃至Ｌ５のいずれかを接合レンズとした場合よりも、非球面数が多いため、各レンズの設計自由度が高くなり、好適に全長の短縮化を図ることができるからである。
【００３６】
次に、以上のように構成された撮像レンズＬの条件式に関する作用および効果をより詳細に説明する。
【００３７】
まず、第３レンズの焦点距離ｆ３および第１レンズの焦点距離ｆ１は、以下の条件式（１）を満足する。
４．２＜ｆ３／ｆ１＜２５．０          （１）
条件式（１）は、本発明における撮像レンズＬの各構成を備えた場合における第１レンズの焦点距離ｆ１に対する第３レンズの焦点距離ｆ３の比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式（１）の上限を上まわると、レンズ系全体に対して第１レンズＬ１の正の屈折力が強くなりすぎて、球面収差を十分補正することが難しくなる。条件式（１）の下限を下まわると、第１レンズＬ１に対して第３レンズＬ３の正の屈折力が強くなりすぎて、非点収差を十分補正することが難しくなる。このため、条件式（１）の範囲を満たすことで、レンズ系全体の長さを短縮化しつつ諸収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式（１−１）を満たすことがより好ましく、条件式（１−２）を満たすことがよりさらに好ましい。
４．２＜ｆ３／ｆ１＜２０．０          （１−１）
５．０＜ｆ３／ｆ１＜２０．０          （１−２）
【００３８】
また、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１に対する第２レンズの焦点距離ｆ２の比は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
−４．０＜ｆ２／ｆ１＜−１．８          （２）
条件式（２）は、第１レンズの焦点距離ｆ１に対する第２レンズの焦点距離ｆ２の比の好ましい数値範囲を規定する。条件式（２）の上限を上まわると、レンズ系全体における主たる負の屈折作用を有する第２レンズＬ２の負の屈折力が、レンズ系全体における主たる正の屈折作用を有する第１レンズＬ１の正の屈折力に対して強くなりすぎて、球面収差の増大を招いてしまうとともにレンズ全長の短縮化が難しくなる。条件式(４)の下限を下まわると、第２レンズＬ２の負の屈折力が第１レンズＬ１の正の屈折力に対して弱くなりすぎて、色収差の補正に不利である。さらに、条件式(４)の下限を下まわると、非点収差の補正が困難になると同時に、周辺光量の低下を抑えることが難しくなる。従って、上記条件式（２）の範囲を満たすことで、レンズ系全長の短縮化を実現しつつ色収差、非点収差、球面収差などの諸収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式（２−１）を満たすことがより好ましく、条件式（２−２）を満たすことがよりさらに好ましい。
−３．５＜ｆ２／ｆ１＜−１．８          （２−１）
−３．２＜ｆ２／ｆ１＜−１．８          （２−２）
【００３９】
また、第３レンズＬ３と第４レンズＬ３の光軸上の間隔Ｄ６と全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．０９＜Ｄ６／ｆ＜０．２０          （３）
条件式（３）は、全系の焦点距離ｆに対する第３レンズＬ３と第４レンズＬ３の光軸上の間隔Ｄ６の比の好ましい数値範囲を規定する。条件式（３）の上限を上まわるとレンズ全長が長くなってしまう。条件式（３）の下限を下まわると、第３レンズＬ３の像側の面と第４レンズＬ４の物体側の面の間隙により形成される空気レンズの厚さが薄くなり、レンズ全長の短縮化には有利であるが、諸収差、特に像面湾曲の補正が不十分となり、高解像性能が得られない。以上により、条件式（３）の範囲を満たすことで、レンズ系全長の短縮化を図りつつ像面湾曲などの諸収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式（３−１）を満たすことがより好ましく、条件式（３−２）を満たすことがよりさらに好ましい。
０．０９＜Ｄ６／ｆ＜０．１８          （３−１）
０．０９＜Ｄ６／ｆ＜０．１６          （３−２）
【００４０】
また、第３レンズＬ３と第４レンズＬ３の光軸上の間隔Ｄ６と、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の光軸上の間隔Ｄ８は、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
２．００＜Ｄ６／Ｄ８＜６．００          （４）
条件式（４）は、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の光軸上の間隔Ｄ８と第３レンズＬ３と第４レンズＬ３の光軸上の間隔Ｄ６の比の好ましい数値範囲を規定する。条件式（４）の上限を上まわると、第４レンズＬ４の像側の面と第５レンズＬ５の物体側の面の微小な間隙により形成される空気レンズの厚さが、第３レンズＬ３の像側の面と第４レンズＬ４の物体側の面の間隙により形成される空気レンズの厚さに対して薄くなりすぎてしまい、球面収差を十分に補正することが難しくなる。条件式（４）の下限を下まわると、非点収差と像面湾曲を十分に補正することが難しくなる。条件式（４）を満たすことで、球面収差、非点収差、像面湾曲などの諸収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式（４−１）を満たすことがより好ましく、条件式（４−２）を満たすことがよりさらに好ましい。
２．２０＜Ｄ６／Ｄ８＜５．６０          （４−１）
２．３０＜Ｄ６／Ｄ８＜５．４０          （４−２）
【００４１】
また、第１レンズＬ１のｄ線に関するアッベ数νｄ１および第２レンズＬ２のｄ線に関するアッベ数νｄ２は、さらに以下の条件式（５）および（６）を満足することが好ましい。
νｄ１＞５０          （５）
νｄ２＜３０          （６）
条件式（５）および（６）は、本発明の第１の態様における撮像レンズＬの各構成を備えた場合における第１レンズＬ１のｄ線に関するアッベ数νｄ１および第２レンズＬ２のｄ線に関するアッベ数νｄ２の好ましい数値範囲をそれぞれ規定する。条件式（５）、（６）を同時に満足することで、色収差の補正に有利になる。このために、下記条件式（５−１）および条件式（６−１）のいずれかをさらに満たすことがさらに好ましく、条件式（５−１）および条件式（６−１）の両方を同時に満たすことがよりさらに好ましい。
νｄ１＞５３          （５−１）
νｄ２＜２５          （６−１）
【００４２】
また、第１レンズＬ１の中心厚Ｄ１と、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の光軸上の間隔Ｄ２は、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
０．０９＜Ｄ２／Ｄ１＜０．２５          （７）
条件式（７）は、第１レンズＬ１の中心厚Ｄ１に対する第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の光軸上の間隔Ｄ２の比の好ましい数値範囲を規定する。条件式（７）の上限を上まわると、十分に色収差を補正することが難しくなる。条件式（７）の下限を下まわると、色収差の補正に有利であるが、球面収差を十分に補正することが難しくなる。このため、条件式（７）の範囲を満たすことで、色収差を良好に補正することができる。上記の観点により、下記条件式（７−１）を満たすことがより好ましく、条件式（７−２）を満たすことがよりさらに好ましい。
０．０９＜Ｄ２／Ｄ１＜０．２２          （７−１）
０．０９＜Ｄ２／Ｄ１＜０．２０          （７−２）
【００４３】
また、第２レンズＬ２焦点距離ｆ２に対する第３レンズＬ３の物体側の面の近軸曲率半径Ｒ３は、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
３．０＜｜Ｒ３／ｆ２｜＜４０．０          （８）
条件式（８）は、第２レンズＬ２焦点距離ｆ２に対する第３レンズＬ３の物体側の面の近傍曲率半径Ｒ３の好ましい数値範囲を規定する。条件式（８）の上限を上まわると、非点収差を十分に補正することが難しくなる。下限を下まわると、軸上色収差を十分に補正に補正することが難しくなる。条件式（８）の範囲を満たすことで、非点収差及び軸上色収差を良好に補正することができる。上記の観点により、下記条件式（８−１）を満たすことがより好ましい。
３．３＜｜Ｒ３／ｆ２｜＜３５．０          （８−１）
【００４４】
また、レンズ系全体の焦点距離ｆに対する第１レンズのＬ１物体側の面から結像面までの長さＴＬの比は、以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
１．０＜ＴＬ／ｆ＜１．２          （９）
条件式（９）は、レンズ系全体の焦点距離ｆに対する第１レンズＬ１の物体側の面から結像面までの長さＴＬの比の好ましい数値範囲を規定する。なお、上記第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さＴＬについてバックフォーカス分は空気換算した値を用いるものとする。例えば、最も像側のレンズと結像面との間にフィルタやカバーガラス等の屈折力を持たない部材が挿入されているときは、この部材の厚みを空気換算して算出するものとする。また、本明細書中で、レンズ全長とは、第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さＴＬを意味する。条件式（９）の上限を上まわると、レンズ系全長ＴＬが大きくなりすぎてしまい、レンズ系全長ＴＬの短縮化に不利となる。下限を下まわると、全長ＴＬの短縮化のためには有利であるが、十分に諸収差の補正を行うことが難しくなるため、高解像性能を得るのが困難になる。このため、条件式（９）を満たすことで、レンズ系全長ＴＬを短縮化しつつ、諸収差を良好に補正することができる。上記の観点により、下記条件式（９−１）を満たすことがより好ましい。
１．０５＜ＴＬ／ｆ＜１．１５          （９−１）
【００４５】
また、第４レンズＬ４の物体側の面の近軸曲率半径Ｒ７と第４レンズＬ４の像側の面の近軸曲率半径Ｒ８は、以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。
−１．９＜（Ｒ７−Ｒ８）／（Ｒ７＋Ｒ８）＜０        （１０）
条件式（１０）は、第４レンズＬ４の物体側の面の近軸曲率半径Ｒ７と第４レンズＬ４の像側の面の近軸曲率半径Ｒ８に関する好ましい数値範囲を規定する。条件式（１０）の上限を上まわると、周辺光量比の低下を抑制するためには好適であるが、諸収差特に非点収差を十分に補正することが難しくなる。下限を下まわると、周辺光量比の低下を十分に抑制することが難しくなる。このため、条件式（１０）の範囲を満たすことで、周辺光量比の低下を抑えつつ諸収差を良好に補正することができる。
【００４６】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る撮像レンズＬによれば、全体として５枚というレンズ構成において、各レンズ要素の構成を最適化し、特に第３レンズと第１レンズの焦点距離の比を好適に設定したので、全長を短縮化しながらも、特に球面収差および非点収差が良好に補正され、Ｆナンバーが小さく高解像性能を有するレンズ系を実現できる。
【００４７】
また、適宜好ましい条件を満足することで、より高い結像性能を実現できる。また、本実施の形態に係る撮像装置によれば、本実施の形態に係る高性能の撮像レンズＬ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、中心画角から周辺画角まで高解像の撮影画像を得ることができる。
【００４８】
次に、本発明の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まとめて説明する。
【００４９】
後掲の表１および表１４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１４には非球面に関するデータを示す。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、最も物体側のレンズ要素の面を１番目（開口絞りＳｔを０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の欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数の値を示す。
【００５０】
この実施例１に係る撮像レンズは、第１レンズＬ１乃至第５レンズＬ５の両面がすべて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（近軸曲率半径）の数値を示している。
【００５１】
表１４には実施例１の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。
【００５２】
非球面データとしては、以下の式（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。Ｚは、より詳しくは、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。
【００５３】
Ｚ＝Ｃ・ｈ2／｛１＋（１−Ｋ・Ｃ2・ｈ2）1/2｝＋ΣＡｉ・ｈi ……（Ａ）
ただし、
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）
Ａｉ：第ｉ次（ｉは３以上の整数）の非球面係数
Ｋ：非球面係数
【００５４】
以上の実施例１の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実施例２として、表２および表１５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実施例３乃至実施例１３として、表３〜表１３および表１６〜表２６に示す。また同様にして、図２８〜図２９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実施例１４乃至実施例１５として、表２８〜表３１に示す。これらの実施例１〜１５に係る撮像レンズでは、第１レンズＬ１乃至第５レンズＬ５の両面がすべて非球面形状となっている。
【００５５】
図１４（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、実施例１の撮像レンズにおける球面収差、非点収差（像面湾曲）、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差図を示している。球面収差、非点収差（像面湾曲）、ディストーション（歪曲収差）を表す各収差図には、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図、非点収差図、倍率色収差図には、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）についての収差も示す。また、倍率色収差図には、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向（Ｓ）、破線はタンジェンシャル方向（Ｔ）の収差を示す。また、ＦｎｏはＦナンバーを、ωは半画角をそれぞれ示す。
【００５６】
同様に、実施例２の撮像レンズについての諸収差を図１５（Ａ）〜（Ｄ）に示す。同様にして、実施例３乃至実施例１５の撮像レンズについての諸収差を図１６（Ａ）〜（Ｃ）乃至図２６（Ａ）〜（Ｄ）および図３０（Ａ）〜（Ｄ）乃至図３１（Ａ）〜（Ｄ）に示す。なお、図３０（Ａ）〜（Ｄ）および図３１（Ａ）〜（Ｄ）では、非点収差図において、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）を基準波長とした収差のみを示す。
【００５７】
また、表２７には、本発明に係る各条件式（１）〜（１０）に関する値を、各実施例１〜１５についてそれぞれまとめたものを示す。
【００５８】
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、全長の短縮化と共に高い結像性能が実現されている。
【００５９】
なお、本発明の撮像レンズには、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、屈折率、アッベ数、非球面係数の値などは、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。
【００６０】
また、上記各実施例では、すべて固定焦点で使用する前提での記載とされているが、フォーカス調整可能な構成とすることも可能である。例えばレンズ系全体を繰り出したり、一部のレンズを光軸上で動かしてオートフォーカス可能な構成とすることも可能である。
【表１】
2013099255.tif 000003
【表２】
2013099255.tif 000004
【表３】
2013099255.tif 000005
【表４】
2013099255.tif 000006
【表５】
2013099255.tif 000007
【表６】
2013099255.tif 000008
【表７】
2013099255.tif 000009
【表８】
2013099255.tif 000010
【表９】
2013099255.tif 000011
【表１０】
2013099255.tif 000012
【表１１】
2013099255.tif 000013
【表１２】
2013099255.tif 000014
【表１３】
2013099255.tif 000015
【表１４】
2013099255.tif 000016
【表１５】
2013099255.tif 000017
【表１６】
2013099255.tif 000018
【表１７】
2013099255.tif 000019
【表１８】
2013099255.tif 000020
【表１９】
2013099255.tif 000021
【表２０】
2013099255.tif 000022
【表２１】
2013099255.tif 000023
【表２２】
2013099255.tif 000024
【表２３】
2013099255.tif 000025
【表２４】
2013099255.tif 000026
【表２５】
2013099255.tif 000027
【表２６】
2013099255.tif 000028
【表２７】
2013099255.tif 000029
【表２８】
2013099255.tif 000030
【表２９】
2013099255.tif 000031
【表３０】
2013099255.tif 000032
【表３１】
2013099255.tif 000033
【図１】
2013099255.tif 000034
【図２】
2013099255.tif 000035
【図３】
2013099255.tif 000036
【図４】
2013099255.tif 000037
【図５】
2013099255.tif 000038
【図６】
2013099255.tif 000039
【図７】
2013099255.tif 000040
【図８】
2013099255.tif 000041
【図９】
2013099255.tif 000042
【図１０】
2013099255.tif 000043
【図１１】
2013099255.tif 000044
【図１２】
2013099255.tif 000045
【図１３】
2013099255.tif 000046
【図１４】
2013099255.tif 000047
【図１５】
2013099255.tif 000048
【図１６】
2013099255.tif 000049
【図１７】
2013099255.tif 000050
【図１８】
2013099255.tif 000051
【図１９】
2013099255.tif 000052
【図２０】
2013099255.tif 000053
【図２１】
2013099255.tif 000054
【図２２】
2013099255.tif 000055
【図２３】
2013099255.tif 000056
【図２４】
2013099255.tif 000057
【図２５】
2013099255.tif 000058
【図２６】
2013099255.tif 000059
【図２７】
2013099255.tif 000060
【図２８】
2013099255.tif 000061
【図２９】
2013099255.tif 000062
【図３０】
2013099255.tif 000063
【図３１】
2013099255.tif 000064
【図３２】
2013099255.tif 000065
【図３３】
2013099255.tif 000066
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月8日(2014.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、
開口絞りと、
物体側の面が物体側に凸形状であり、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、
物体側の面が物体側に凹形状であり、負の屈折力を有する第４レンズと、
負の屈折力を有し、光軸から半径方向外側に向かうに従って負の屈折力が弱くなる領域を有する第５レンズと、
から構成される実質的に５個のレンズからなり、
下記条件式を満足するように構成されていることを特徴とする撮像レンズ。
４．２＜ｆ３／ｆ１＜２５．０          （１）
３．０＜｜Ｒ３／ｆ２｜＜４０．０      （８）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
Ｒ３：前記第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径
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。
−４．０＜ｆ２／ｆ１＜−１．８          （２）
ただし、
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
とする。
【請求項３】
光軸近傍において前記第５レンズが物体側に凸面を向けたメニスカス形状であ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。
【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。
０．０９＜Ｄ６／ｆ＜０．２０            （３）
ただし
Ｄ６：前記第３レンズと前記第４レンズの光軸上の間隔
ｆ：全系の焦点距離
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。
２．００＜Ｄ６／Ｄ８＜６．００          （４）
ただし
Ｄ６：前記第３レンズと前記第４レンズの光軸上の間隔
Ｄ８：前記第４レンズと前記第５レンズの光軸上の間隔
とする。
【請求項６】
光軸近傍において前記第３レンズが物体側に凸面を向けてい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。
【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。
νｄ１＞５０          （５）
νｄ２＜３０          （６）
ただし、
νｄ１：前記第１レンズのｄ線に関するアッベ数
νｄ２：前記第２レンズのｄ線に関するアッベ数
とする。
【請求項８】
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７のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
０．０９＜Ｄ２／Ｄ１＜０．２５            （７）
ただし、
Ｄ１：前記第１レンズの中心厚
Ｄ２：前記第１レンズと第２レンズの光軸上の間隔
とする。
【請求項９】
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８のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
１．０＜ＴＬ／ｆ＜１．２          （９）
ただし、
ＴＬ：前記第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さ
ｆ：全系の焦点距離
とする。
【請求項１０】
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９のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
−１．９＜（Ｒ７−Ｒ８）／（Ｒ７＋Ｒ８）＜０        （１０）
ただし、
Ｒ７：前記第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径
Ｒ８：前記第４レンズの像側の面の近軸曲率半径
とする。
【請求項１１】
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１０のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
４．２＜ｆ３／ｆ１＜２０．０            （１−１）
【請求項１２】
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１１のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
−３．５＜ｆ２／ｆ１＜−１．８          （２−１）
ただし、
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
とする。
【請求項１３】
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１２のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
０．０９＜Ｄ６／ｆ＜０．１８            （３−１）
ただし
Ｄ６：前記第３レンズと前記第４レンズの光軸上の間隔
ｆ：全系の焦点距離
とする。
【請求項１４】
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１３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
２．２０＜Ｄ６／Ｄ８＜５．６０          （４−１）
ただし
Ｄ６：前記第３レンズと前記第４レンズの光軸上の間隔
Ｄ８：前記第４レンズと前記第５レンズの光軸上の間隔
とする。
【請求項１５】
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１４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
νｄ１＞５３          （５−１）
νｄ２＜２５          （６−１）
ただし、
νｄ１：前記第１レンズのｄ線に関するアッベ数
νｄ２：前記第２レンズのｄ線に関するアッベ数
とする。
【請求項１６】
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１５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
０．０９＜Ｄ２／Ｄ１＜０．２２          （７−１）
ただし、
Ｄ１：前記第１レンズの中心厚
Ｄ２：前記第１レンズと前記第２レンズの光軸上の間隔
とする。
【請求項１７】
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１６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
３．３＜｜Ｒ３／ｆ２｜＜３５．０          （８−１）
ただし、
Ｒ３：前記第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
とする。
【請求項１８】
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１７のいずれか１項に
記載の撮像レンズ。
１．０５＜ＴＬ／ｆ＜１．１５              （９−１）
ただし、
ＴＬ：前記第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さ
ｆ：全系の焦点距離
とする。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか１項に記載された撮像レンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の撮像レンズは、物体側から順に、開口絞りと、物体側の面が物体側に凸形状であり、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、物体側の面が物体側に凹形状であり、負の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有し、光軸から半径方向外側に向かうに従って負の屈折力が弱くなる領域を有する第５レンズとから構成される実質的に５個のレンズからなり、下記条件式を満足するように構成されていることを特徴とするものである。
４．２＜ｆ３／ｆ１＜２５．０          （１）
３．０＜｜Ｒ３／ｆ２｜＜４０．０      （８）
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
Ｒ３：第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径
とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
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、各レンズ要素の構成を最適化したので、全長を短縮化しながらも、高解像性能を有するレンズ系を実現できる。特に、第１レンズの焦点距離と第３レンズの焦点距離が式（１）を満足するようにすることにより、第１および第３レンズのパワーのバランスをとることができるため、全長の短縮化を図りつつ、球面収差および非点収差などの諸収差を良好に補正することができる。また、第２レンズの焦点距離と第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径が式（８）を満足するようにすることにより、非点収差及び軸上色収差を良好に補正することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の第１の態様による撮像レンズは、以下の条件式（２）から（１０）のいずれかを満足することが好ましい。なお、好ましい態様としては、条件式（２）から（１０）のいずれか一つを満たすものでもよく、あるいは任意の組合せを満たすものでもよい。ただし、条件式（５）および（６）については、両条件式を同時に満足することが好ましい。
４．２＜ｆ３／ｆ１＜２０．０              （１−１）
−４．０＜ｆ２／ｆ１＜−１．８            （２）
−３．５＜ｆ２／ｆ１＜−１．８            （２−１）
０．０９＜Ｄ６／ｆ＜０．２０              （３）
０．０９＜Ｄ６／ｆ＜０．１８              （３−１）
２．００＜Ｄ６／Ｄ８＜６．００            （４）
２．２０＜Ｄ６／Ｄ８＜５．６０            （４−１）
νｄ１＞５０                              （５）
νｄ１＞５３                              （５−１）
νｄ２＜３０                              （６）
νｄ２＜２５                              （６−１）
０．０９＜Ｄ２／Ｄ１＜０．２５            （７）
０．０９＜Ｄ２／Ｄ１＜０．２２            （７−１）
３．３＜｜Ｒ３／ｆ２｜＜３５．０          （８−１）
１．０＜ＴＬ／ｆ＜１．２                  （９）
１．０５＜ＴＬ／ｆ＜１．１５              （９−１）
−１．９＜（Ｒ７−Ｒ８）／（Ｒ７＋Ｒ８）＜０        （１０）
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
Ｄ６：第３レンズと第４レンズの光軸上の間隔
ｆ：全系の焦点距離
Ｄ８：第４レンズと第５レンズの光軸上の間隔
νｄ１：第１レンズのｄ線に関するアッベ数
νｄ２：第２レンズのｄ線に関するアッベ数
Ｄ１：第１レンズの中心厚
Ｄ２：第１レンズと第２レンズの光軸上の間隔
Ｒ３：第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ＴＬ：第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さ
Ｒ７：第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径
Ｒ８：第４レンズの像側の面の近軸曲率半径
とする。なお、上記第１レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の長さＴＬについてバックフォーカス分は空気換算した値を用いるものとする。例えば、最も像側のレンズと結像面との間にフィルタやカバーガラス等の屈折力を持たない部材が挿入されているときは、この部材の厚みを空気換算して算出するものとする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図１は、本発明の第１の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（表１、表１４）のレンズ構成に対応している。同様にして、後述の第２乃至第１３の数値実施例（表２〜表１３および表１５〜表２６）のレンズ構成に対応する第２乃至第１３の実施形態にかかる撮像レンズの断面構成を、図２〜図１３にそれぞれ示す。また、後述の第１４乃至第１５の数値実施例（表２８〜表３１）のレンズ構成に対応する第１４乃至第１５の実施形態にかかる撮像レンズの断面構成を、図２８〜図２９にそれぞれ示す。図１〜図１３及び図２８〜２９において、符号Ｒｉは、最も物体側のレンズ要素の面を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であるため、以下では、図１に示した撮像レンズの構成例を基本にして説明し、必要に応じて図２〜図１３及び図２８〜２９の構成例についても説明する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図３２に、本発明の実施の形態にかかる撮像レンズにおける結像に寄与しない光束の遮光方法の例を示す。図３２は、第１４の実施形態のレンズ断面図（図２８参照）の光軸Ｚ１から上の部分のみを部分的に拡大して示した図である。撮像レンズの有効径の外側を通過する、結像に寄与しない光束は、結像面において有害な光となってしまう場合があるため、このような結像に寄与しない光束を除去するために、遮光板を各レンズ間の有効径より外側に配置する方法が一般的に用いられている。図３２に示す撮像レンズにおいては、第１レンズＬ１より物体側に、第１レンズの有効径の外側に位置するように開口絞りＳｔが設けられ、第１レンズＬ１から第５レンズＬ５の各隣接するレンズ間に、各レンズの有効径の外側に位置するように遮光板Ｂがそれぞれ設けられている。さらに、図３２では、第４レンズＬ４の像側の面と第５レンズＬ５の像側の面に、各レンズの有効径の外側の領域に遮光のための塗料Ａがそれぞれ塗布されている。このように、遮光のための塗料をレンズの有効径の外側の所望の領域に塗布することにより、遮光板の形状や配置スペースの制限などにより遮光板だけでは遮光をしにくい領域においても結像に寄与しない光線を好適に遮光することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
第５レンズＬ５は、光軸近傍において負の屈折力を有している。また、第５レンズＬ５は、光軸から半径方向外側に向かうに従って負の屈折力が弱くなる領域を有する。第５レンズＬ５が光軸から半径方向外側に向かうに従って負の屈折力が弱くなる領域を有する場合には、光学系を通過する光線の結像面（撮像素子）への入射角が大きくなるのを抑制することができる。なお、ここでいう「光軸から半径方向外側に向かうに従って負の屈折力が弱くなる」とは、光軸近傍において凹面形状となる部分を少なくとも一つ有する面において、光軸からレンズの半径方向外側に向かうに従って負の屈折力が弱くなるものであればよく、例えば、光軸からレンズの半径方向外側に向かうに従って正の屈折力が強くなるものであってもよい。例えば、図１〜１３及び図２８〜２９に示す撮像レンズにおいては、第５レンズＬ５の像側の面が光軸からレンズの半径方向外側に向かうに従って像側に対して凹形状から凸形状に変化する領域を有することにより、光軸からレンズの半径方向外側に向かうに従って第５レンズＬ５の像側の面の負の屈折力が弱くなっている。このように、第５レンズを負の屈折力を有するものとすることで、諸収差、特に球面収差と軸上色収差の補正に有利である。また、第５レンズは、光軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状とされることが好ましい。第５レンズが光軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状である場合には、球面収差及び軸上色収差をより良好に補正することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
また、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１に対する第２レンズの焦点距離ｆ２の比は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
−４．０＜ｆ２／ｆ１＜−１．８          （２）
条件式（２）は、第１レンズの焦点距離ｆ１に対する第２レンズの焦点距離ｆ２の比の好ましい数値範囲を規定する。条件式（２）の上限を上まわると、レンズ系全体における主たる負の屈折作用を有する第２レンズＬ２の負の屈折力が、レンズ系全体における主たる正の屈折作用を有する第１レンズＬ１の正の屈折力に対して強くなりすぎて、球面収差の増大を招いてしまうとともにレンズ全長の短縮化が難しくなる。条件式(２)の下限を下まわると、第２レンズＬ２の負の屈折力が第１レンズＬ１の正の屈折力に対して弱くなりすぎて、色収差の補正に不利である。さらに、条件式(２)の下限を下まわると、非点収差の補正が困難になると同時に、周辺光量の低下を抑えることが難しくなる。従って、上記条件式（２）の範囲を満たすことで、レンズ系全長の短縮化を実現しつつ色収差、非点収差、球面収差などの諸収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式（２−１）を満たすことがより好ましく、条件式（２−２）を満たすことがよりさらに好ましい。
−３．５＜ｆ２／ｆ１＜−１．８          （２−１）
−３．２＜ｆ２／ｆ１＜−１．８          （２−２）
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
また、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の光軸上の間隔Ｄ６と全系の焦点距離ｆは、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．０９＜Ｄ６／ｆ＜０．２０          （３）
条件式（３）は、全系の焦点距離ｆに対する第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の光軸上の間隔Ｄ６の比の好ましい数値範囲を規定する。条件式（３）の上限を上まわるとレンズ全長が長くなってしまう。条件式（３）の下限を下まわると、第３レンズＬ３の像側の面と第４レンズＬ４の物体側の面の間隙により形成される空気レンズの厚さが薄くなり、レンズ全長の短縮化には有利であるが、諸収差、特に像面湾曲の補正が不十分となり、高解像性能が得られない。以上により、条件式（３）の範囲を満たすことで、レンズ系全長の短縮化を図りつつ像面湾曲などの諸収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式（３−１）を満たすことがより好ましく、条件式（３−２）を満たすことがよりさらに好ましい。
０．０９＜Ｄ６／ｆ＜０．１８          （３−１）
０．０９＜Ｄ６／ｆ＜０．１６          （３−２）
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
同様に、実施例２の撮像レンズについての諸収差を図１５（Ａ）〜（Ｄ）に示す。同様にして、実施例３乃至実施例１５の撮像レンズについての諸収差を図１６（Ａ）〜（Ｄ）乃至図２６（Ａ）〜（Ｄ）および図３０（Ａ）〜（Ｄ）乃至図３１（Ａ）〜（Ｄ）に示す。なお、図３０（Ａ）〜（Ｄ）および図３１（Ａ）〜（Ｄ）では、非点収差図において、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）を基準波長とした収差のみを示す。
【国際調査報告】
2013099255.tif 000067
2013099255.tif 000068
2013099255.tif 000069
2013099255.tif 000070