(57)【要約】【課題】  高解像度と光学全長の短縮化を確保した上で明るいＦナンバーを確保する。【解決手段】  開口絞りと、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有し光軸近傍の面が両凹形状の第２レンズと、正の屈折力を有し物体側における光軸近傍の面が物体側に凹の第３レンズと、負の屈折力を有し物体側における光軸近傍の面が物体側に凸の第４レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、第１レンズの両面と第２レンズの両面と第３レンズの両面と第４レンズの両面とが非球面に形成され、以下の条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足する。（１）−１．０９≦ｆ２／ｆ≦−０．８１（２）−１．６２≦ｆ２／ｆ１≦−１．４２（３）０．６５≦ｆ３／ｆ≦０．９７但し、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、ｆ：レンズ全系の焦点距離とする。【選択図】  図１
2012073535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口絞りと、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有し光軸近傍の面が両凹形状の第２レンズと、正の屈折力を有し物体側における光軸近傍の面が物体側に凹の第３レンズと、負の屈折力を有し物体側における光軸近傍の面が物体側に凸の第４レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、
前記第１レンズの両面と前記第２レンズの両面と前記第３レンズの両面と前記第４レンズの両面とが非球面に形成され、
以下の条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足する
撮像レンズ。
（１）−１．０９≦ｆ２／ｆ≦−０．８１
（２）−１．６２≦ｆ２／ｆ１≦−１．４２
（３）０．６５≦ｆ３／ｆ≦０．９７
但し、
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
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【請求項２】
以下の条件式（４）を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
（４）０．６８≦Ｒ４／ｆ≦０．９０
但し、
Ｒ４：第２レンズの像側の面の曲率半径
とする。
【請求項３】
以下の条件式（５）を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
（５）Ｌ／Ｙ≦１．５８
但し、
Ｌ：第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離
Ｙ：像高
とする。
【請求項４】
Ｆナンバーの値が２．４７以下にされた
請求項１に記載の撮像レンズ。
【請求項５】
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を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、
前記撮像レンズは、
開口絞りと、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有し光軸近傍の面が両凹形状の第２レンズと、正の屈折力を有し物体側における光軸近傍の面が物体側に凹の第３レンズと、負の屈折力を有し物体側における光軸近傍の面が物体側に凸の第４レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、
前記第１レンズの両面と前記第２レンズの両面と前記第３レンズの両面と前記第４レンズの両面とが非球面に形成され、
以下の条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足する
撮像装置。
（１）−１．０９≦ｆ２／ｆ≦−０．８１
（２）−１．６２≦ｆ２／ｆ１≦−１．４２
（３）０．６５≦ｆ３／ｆ≦０．９７
但し、
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
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像レンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、高解像度と光学全長の短縮化を確保した上で明るいＦナンバーを確保する撮像レンズ及びこれを備えた撮像装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の携帯用機器が普及し、これらの携帯用機器にはカメラ機能が組み込まれているものが多く、組み込まれたカメラ機能の高性能化の要求が高い。このような携帯用機器にあっては、特に、薄型化を図るために撮像レンズ（カメラモジュール用レンズ）の光学全長の短縮化と共に高解像度であることの要求が高くなっている。
【０００３】
携帯用機器に組み込まれる撮像レンズには、例えば、物体側から像側へ順に４枚のレンズが配置されて成る４枚構成のタイプがある。このような４枚構成のタイプの撮像レンズにおいて、従来は、Ｆナンバーが２．８程度の明るさにおいて高解像度と光学全長の短縮化が図られているものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８６１５３
【特許文献２】特開２００９−６９１９３
【特許文献３】特開２００９−１２２６３４
【特許文献４】特開２００９−２８８３７７
【特許文献５】特開２０１０−１０２１６２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、明るい光学系が確保された中において高解像度が確保された撮像レンズは撮影上の利点が多く、近年、このような撮影上の利点の多い撮像レンズの要求が特に高まっている。
【０００６】
ところが、上記した特許文献１乃至特許文献５に記載された撮像レンズにあっては、高解像度と光学全長の短縮化は図られているが、Ｆナンバーが２．８程度であり、ユーザーの要求を十分に満たしているとは言い難い。
【０００７】
そこで、本発明撮像レンズ及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、高解像度と光学全長の短縮化を確保した上で明るいＦナンバーを確保することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
撮像レンズは、上記した課題を解決するために、開口絞りと、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有し光軸近傍の面が両凹形状の第２レンズと、正の屈折力を有し物体側における光軸近傍の面が物体側に凹の第３レンズと、負の屈折力を有し物体側における光軸近傍の面が物体側に凸の第４レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第１レンズの両面と前記第２レンズの両面と前記第３レンズの両面と前記第４レンズの両面とが非球面に形成され、以下の条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足するものである。
（１）−１．０９≦ｆ２／ｆ≦−０．８１
（２）−１．６２≦ｆ２／ｆ１≦−１．４２
（３）０．６５≦ｆ３／ｆ≦０．９７
但し、
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
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【０００９】
従って、撮像レンズにあっては、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レンズと正の屈折力を有する第３レンズとの焦点距離の配分が適切に行われる。
【００１０】
上記した撮像レンズにおいては、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．６８≦Ｒ４／ｆ≦０．９０
但し、
Ｒ４：第２レンズの像側の面の曲率半径
とする。
【００１１】
撮像レンズが条件式（４）を満足することにより、第２レンズの屈折力が適正化される。
【００１２】
上記した撮像レンズにおいては、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）Ｌ／Ｙ≦１．５８
但し、
Ｌ：第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離
Ｙ：像高
とする。
【００１３】
撮像レンズが条件式（５）を満足することにより、第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離が像高に対して長くなり過ぎない。
【００１４】
上記した撮像レンズにおいては、Ｆナンバーの値が２．４７以下にされることが望ましい。
【００１５】
Ｆナンバーの値が２．４７以下にされることにより明るい光学系が実現される。
【００１６】
撮像装置は、上記した課題を解決するために、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を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記撮像レンズは、開口絞りと、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有し光軸近傍の面が両凹形状の第２レンズと、正の屈折力を有し物体側における光軸近傍の面が物体側に凹の第３レンズと、負の屈折力を有し物体側における光軸近傍の面が物体側に凸の第４レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成り、前記第１レンズの両面と前記第２レンズの両面と前記第３レンズの両面と前記第４レンズの両面とが非球面に形成され、以下の条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足するものである。
（１）−１．０９≦ｆ２／ｆ≦−０．８１
（２）−１．６２≦ｆ２／ｆ１≦−１．４２
（３）０．６５≦ｆ３／ｆ≦０．９７
但し、
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
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【００１７】
従って、撮像装置にあっては、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レンズと正の屈折力を有する第３レンズとの焦点距離の配分が適切に行われる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明撮像レンズ及び撮像装置は、高解像度と光学全長の短縮化を確保した上で明るいＦナンバーを確保することができる。特に、Ｆナンバーの値が２．４７以下の明るい撮像光学系を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明撮像レンズ及び撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。
【００２０】
［撮像レンズの構成］
本発明撮像レンズは、開口絞りと、正の屈折力を有する第１レンズと、光軸近傍の面が両凹形状の負の屈折力を有する第２レンズと、物体側における光軸近傍の面が物体側に凹の正の屈折力を有する第３レンズと、物体側における光軸近傍の面が物体側に凸の負の屈折力を有する第４レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
【００２１】
また、本発明撮像レンズは、第１レンズの両面と第２レンズの両面と第３レンズの両面と第４レンズの両面とが非球面に形成されている。
【００２２】
さらに、本発明撮像レンズは、以下の条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足する。
（１）−１．０９≦ｆ２／ｆ≦−０．８１
（２）−１．６２≦ｆ２／ｆ１≦−１．４２
（３）０．６５≦ｆ３／ｆ≦０．９７
但し、
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
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【００２３】
条件式（１）は、負の屈折力を有する第２レンズの焦点距離とレンズ全系の焦点距離との比を規定する式である。
【００２４】
撮像レンズが条件式（１）の上限を上回ると、ペッツバール和が小さくなり過ぎ、像面がアンダー側に倒れ過ぎてしまう。
【００２５】
逆に、撮像レンズが条件式（１）の下限を下回ると、ペッツバール和が大きくなり過ぎ、像面がオーバー側へ倒れ過ぎてしまう。
【００２６】
条件式（２）は、負の屈折力を有する第２レンズの焦点距離と正の屈折力を有する第１レンズの焦点距離との比を規定する式である。
【００２７】
撮像レンズが条件式（２）の下限を下回ると、軸上色収差の補正が過剰になり、歪曲収差が悪化してしまう。また、サジタル／タンジェンシャル方向における像面がアンダーになり過ぎてしまう。
【００２８】
逆に、撮像レンズが条件式（２）の上限を上回ると、軸上色収差の補正が不十分になり解像度の低下を来たしてしまう。
【００２９】
撮像レンズが条件式（１）及び条件式（２）を満足することにより、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レンズとの焦点距離の配分が適切に行われる。従って、軸上色収差及び球面収差を良好に補正することができる。また、軸上色収差及び球面収差を良好に補正することにより、Ｆナンバーを明るくしたときにも、高周波領域に至るまでの高解像度を確保することができる。
【００３０】
条件式（３）は、正の屈折力を有する第３レンズの焦点距離とレンズ全系の焦点距離との比を規定する式である。
【００３１】
条件式（３）の下限を下回ると、ペッツバール和が小さくなり過ぎ、像面がアンダー側に倒れ過ぎてしまう。
【００３２】
逆に、条件式（３）の上限を上回ると、ペッツバール和が大きくなり過ぎ、像面がオーバー側に倒れ過ぎてしまう。
【００３３】
撮像レンズが条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足することにより、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レンズとの焦点距離の配分が適切に行われる。従って、球面収差及び像面湾曲を良好に補正することができ、サジタル／タンジェンシャル方向における像面を適切に補正することができる。
【００３４】
尚、Ｆナンバーが２．８程度の撮像光学系において、開口（絞りの径）を広げてＦナンバーを２．４程度にすることも可能であるが、この場合には残存収差の影響により高解像度を確保することが困難である。また、開口を広げた場合には、レンズの周辺領域における非点収差及び像面湾曲の補正が不十分になる。特に、非点収差の補正が不十分になると、画像処理によって解像度の調整を行う所謂アパーチャーコントロールの効果がタンジェンシャル方向とサジタル方向において異なってしまい、画像が不自然になり画質の劣化を来たしてしまう。
【００３５】
そこで、レンズの適宜の面を非球面に形成することにより収差補正を行うことも考えられるが、非球面のみによって収差補正を行おうとすると、レンズの成形の困難性が高くなったり、レンズの組立や歪に対する敏感度が高くなり量産性が困難になる可能性がある。
【００３６】
これに対して本発明撮像レンズにおいては、構成する各レンズの焦点距離配分や非球面係数の使い方を最適化することにより、製造性及び量産性に配慮した設計とされている。
【００３７】
上記のように、本発明撮像レンズは、条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足するため、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レンズとの焦点距離の配分が適切に行われる。
【００３８】
従って、軸上色収差、球面収差及び像面湾曲が良好に補正され、明るく高解像度の広画角化が図られた撮像レンズを実現することができる。
【００３９】
具体的には、Ｆナンバーが２．４程度、３５ｍｍ換算で２８ｍｍ相当の広い画角を有し、レンズの周辺領域に至るまで高い解像性能が確保される。例えば、８００万画素〜１３００万画素の携帯用機器のカメラ用のレンズとして用いるのに十分な解像度が確保される。
【００４０】
また、上記したように、本発明撮像レンズは、光学全長の短縮化と明るさ及び高解像化との両立化が図られている。
【００４１】
具体的には、１／３．２サイズの撮像素子に対して光学全長が４．５ｍｍ程度とされる。
【００４２】
尚、一般に、光学全長の短縮化を図るためには、製造性、量産性に関して以下のような問題がある。
【００４３】
例えば、レンズの厚みやレンズ間の空気間隔の短縮化のみにより光学全長の短縮化を図ろうとした場合には、レンズの成形性やレンズを保持する鏡筒の加工精度には限界があるため、必要とされる光学全長の短縮化を図ることができなくなるおそれがある。
【００４４】
また、バックフォーカスを短縮して光学全長の短縮化を図ろうとした場合には、撮像素子とレンズの間にカバーガラスや赤外線カットフィルターが配置されると共に画像に塵埃や傷等が結像されて目立ってしまうおそれがあるため、バックフォーカスの短縮による光学全長の短縮化にも限度がある。
【００４５】
さらに、例えば、換算焦点距離が２８ｍｍ相当の広角において光学全長の短縮化を図ろうとした場合には、コサイン４乗則や口径食により周辺画角における光束の断面積が狭くなる。従って、画像に結像される塵埃が目立ってしまう程度のサイズとなり塵埃のサイズが管理しきれないレベルになる可能性がある。
【００４６】
本発明撮像レンズは、上記のような問題点を生じないようにするため、十分な製造性及び量産性を考慮した設計とされ、光学全長の短縮化と明るさ及び高解像化との両立化が図られている。
【００４７】
本発明の一実施形態による撮像レンズにあっては、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．６８≦Ｒ４／ｆ≦０．９０
但し、
Ｒ４：第２レンズの像側の面の曲率半径
とする。
【００４８】
条件式（４）は、第２レンズの像側の面の曲率半径とレンズ全系の焦点距離との比を示す式である。
【００４９】
条件式（４）の下限を下回ると、第２レンズの屈折力が強くなり過ぎてしまい、像面がオーバー側に倒れ過ぎてしまう。
【００５０】
逆に、条件式（４）の上限を上回ると、第２レンズの屈折力が弱くなり過ぎてしまい、像面がアンダー側に倒れ過ぎてしまう。
【００５１】
従って、撮像レンズが条件式（４）を満足することにより、第２レンズの屈折力が適正化され、像面湾曲、球面収差及びコマ収差を良好に補正することができる。
【００５２】
本発明の一実施形態による撮像レンズにあっては、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）Ｌ／Ｙ≦１．５８
但し、
Ｌ：第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離
Ｙ：像高
とする。
【００５３】
条件式（５）は、第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離と像高の比を規定する式である。像高とは像面における光軸と像点の距離を示すものであり、撮像素子の対角長／２によって表される。
【００５４】
条件式（５）の上限を上回ると、第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離が像高に対して長くなり過ぎてしまい、高解像度を確保した上での光学全長の短縮化を図ることができなくなってしまう。
【００５５】
従って、撮像レンズが条件式（５）を満足することにより、高解像度を確保した上で光学全長の短縮化を図ることができる。
【００５６】
本発明の一実施形態による撮像レンズにあっては、Ｆナンバーの値が２．４７以下にされることが望ましい。
【００５７】
Ｆナンバーの値が２．４７以下にされることにより、高解像度と光学全長の短縮化を確保した上で明るい光学系を実現することができる。
【００５８】
［撮像レンズの数値実施例］
以下に、本発明撮像レンズの具体的な実施の形態及び実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。
【００５９】
尚、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。
【００６０】
「面番号Ｓｉ」は物体側から像側へ数えた第ｉ番目の面、「曲率半径Ｒｉ」は第ｉ番目の面の曲率半径、「間隔Ｄｉ」は第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面の間の軸上面間隔（レンズの中心の厚み又は空気間隔）、「屈折率Ｎｄｉ」は第ｉ番目の面から始まるレンズ等のｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）における屈折率、「νｄｉ」は第ｉ番目の面から始まるレンズ等のｄ線におけるアッベ数を示す。
【００６１】
「面番号Ｓｉ」に関し「ＳＴＯ」は開口絞りであることを示し、「曲率半径Ｒｉ」に関し「∞」は当該面が平面であることを示す。尚、「面番号Ｓｉ」に関しては、物体側から順に「０」から始まることとして番号を付することとする。
【００６２】
「Ｋ」は円錐定数（コーニック定数）、「Ａ３」、「Ａ４」、・・・は３次、４次、・・・の非球面係数を示す。
【００６３】
尚、以下の非球面係数を示す各表において、「Ｅ−ｎ」は１０を底とする指数表現、即ち、「１０のマイナスｎ乗」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×（１０のマイナス五乗）」を表している。
【００６４】
各実施の形態において用いられた撮像レンズには、レンズ面が非球面に形成されたものがある。非球面の深さを「Ｚ」とし、光軸からの高さを「Ｙ」とし、曲率半径を「Ｒ」とし、円錐定数を「Ｋ」とし、第ｉ次（ｉは３以上の整数）の非球面係数を「Ａｉ」とすると、非球面形状は以下の数式１によって定義される。
【００６５】
【数１】
2012073535.tif 000003
【００６６】
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態における撮像レンズ１のレンズ構成を示している。
【００６７】
撮像レンズ１は、開口絞りＳＴＯと、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、正の屈折力を有する第３レンズＧ３と、負の屈折力を有する第４レンズＧ４とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
【００６８】
第１レンズＧ１は光軸近傍の面が両凸形状に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料又はガラス材料によって形成されている。
【００６９】
第２レンズＧ２は光軸近傍の面が両凹形状に形成され、例えば、屈折率が１．６以上でアッベ数が２６以下の樹脂材料又はガラス材料によって形成され、像側の面の曲率半径が物体側の面の曲率半径より小さくされている。
【００７０】
第３レンズＧ３は光軸近傍の面が物体側に凹に形成され像側に凸に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料によって形成され、像側の面における有効径内に変曲点を有している。
【００７１】
第４レンズＧ４は光軸近傍の面が物体側に凸に形成され像側に凹に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料によって形成され、物体側の面における有効径内と像側の面における有効径内にそれぞれ変曲点を有している。
【００７２】
第４レンズＧ４と像面ＩＭＧの間にはシールガラスＣＧが配置されている。
【００７３】
第１の実施の形態における撮像レンズ１に具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデーターを表１に示す。
【００７４】
【表１】
2012073535.tif 000004
【００７５】
撮像レンズ１において、第１レンズＧ１の両面（第１面、第２面）、第２レンズＧ２の両面（第３面、第４面）、第３レンズＧ３の両面（第５面、第６面）及び第４レンズＧ４の両面（第７面、第８面）は非球面に形成されている。数値実施例１における非球面の非球面係数を円錐定数Ｋと共に表２に示す。
【００７６】
【表２】
2012073535.tif 000005
【００７７】
図２は数値実施例１の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図を示す。
【００７８】
図２には、球面収差図において、二点鎖線でｇ線（波長４３５．８４００ｎｍ）、実線でｄ線（波長５８７．５６００ｎｍ）、点線でｃ線（波長６５６．２７００ｎｍ）における値をそれぞれ示す。非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、点線でメリディオナル像面における値を示す。
【００７９】
各収差図から、数値実施例１は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【００８０】
＜第２の実施の形態＞
図３は、第２の実施の形態における撮像レンズ２のレンズ構成を示している。
【００８１】
撮像レンズ２は、開口絞りＳＴＯと、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、正の屈折力を有する第３レンズＧ３と、負の屈折力を有する第４レンズＧ４とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
【００８２】
第１レンズＧ１は光軸近傍の面が両凸形状に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料又はガラス材料によって形成されている。
【００８３】
第２レンズＧ２は光軸近傍の面が両凹形状に形成され、例えば、屈折率が１．６以上でアッベ数が２６以下の樹脂材料又はガラス材料によって形成され、像側の面の曲率半径が物体側の面の曲率半径より小さくされている。
【００８４】
第３レンズＧ３は光軸近傍の面が物体側に凹に形成され像側に凸に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料によって形成され、像側の面における有効径内に変曲点を有している。
【００８５】
第４レンズＧ４は光軸近傍の面が物体側に凸に形成され像側に凹に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料によって形成され、物体側の面における有効径内と像側の面における有効径内にそれぞれ変曲点を有している。
【００８６】
第４レンズＧ４と像面ＩＭＧの間にはシールガラスＣＧが配置されている。
【００８７】
第２の実施の形態における撮像レンズ２に具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデーターを表３に示す。
【００８８】
【表３】
2012073535.tif 000006
【００８９】
撮像レンズ２において、第１レンズＧ１の両面（第１面、第２面）、第２レンズＧ２の両面（第３面、第４面）、第３レンズＧ３の両面（第５面、第６面）及び第４レンズＧ４の両面（第７面、第８面）は非球面に形成されている。数値実施例２における非球面の非球面係数を円錐定数Ｋと共に表４に示す。
【００９０】
【表４】
2012073535.tif 000007
【００９１】
図４は数値実施例２の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図を示す。
【００９２】
図４には、球面収差図において、二点鎖線でｇ線（波長４３５．８４００ｎｍ）、実線でｄ線（波長５８７．５６００ｎｍ）、点線でｃ線（波長６５６．２７００ｎｍ）における値をそれぞれ示す。非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、点線でメリディオナル像面における値を示す。
【００９３】
各収差図から、数値実施例２は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【００９４】
＜第３の実施の形態＞
図５は、第３の実施の形態における撮像レンズ３のレンズ構成を示している。
【００９５】
撮像レンズ３は、開口絞りＳＴＯと、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、正の屈折力を有する第３レンズＧ３と、負の屈折力を有する第４レンズＧ４とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
【００９６】
第１レンズＧ１は光軸近傍の面が両凸形状に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料又はガラス材料によって形成されている。
【００９７】
第２レンズＧ２は光軸近傍の面が両凹形状に形成され、例えば、屈折率が１．６以上でアッベ数が２６以下の樹脂材料又はガラス材料によって形成され、像側の面の曲率半径が物体側の面の曲率半径より小さくされている。
【００９８】
第３レンズＧ３は光軸近傍の面が物体側に凹に形成され像側に凸に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料によって形成され、像側の面における有効径内に変曲点を有している。
【００９９】
第４レンズＧ４は光軸近傍の面が物体側に凸に形成され像側に凹に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料によって形成され、物体側の面における有効径内と像側の面における有効径内にそれぞれ変曲点を有している。
【０１００】
第４レンズＧ４と像面ＩＭＧの間にはシールガラスＣＧが配置されている。
【０１０１】
第３の実施の形態における撮像レンズ３に具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデーターを表５に示す。
【０１０２】
【表５】
2012073535.tif 000008
【０１０３】
撮像レンズ３において、第１レンズＧ１の両面（第１面、第２面）、第２レンズＧ２の両面（第３面、第４面）、第３レンズＧ３の両面（第５面、第６面）及び第４レンズＧ４の両面（第７面、第８面）は非球面に形成されている。数値実施例３における非球面の非球面係数を円錐定数Ｋと共に表６に示す。
【０１０４】
【表６】
2012073535.tif 000009
【０１０５】
図６は数値実施例３の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図を示す。
【０１０６】
図６には、球面収差図において、二点鎖線でｇ線（波長４３５．８４００ｎｍ）、実線でｄ線（波長５８７．５６００ｎｍ）、点線でｃ線（波長６５６．２７００ｎｍ）における値をそれぞれ示す。非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、点線でメリディオナル像面における値を示す。
【０１０７】
各収差図から、数値実施例３は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【０１０８】
＜第４の実施の形態＞
図７は、第４の実施の形態における撮像レンズ４のレンズ構成を示している。
【０１０９】
撮像レンズ４は、開口絞りＳＴＯと、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、正の屈折力を有する第３レンズＧ３と、負の屈折力を有する第４レンズＧ４とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
【０１１０】
第１レンズＧ１は光軸近傍の面が両凸形状に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料又はガラス材料によって形成されている。
【０１１１】
第２レンズＧ２は光軸近傍の面が両凹形状に形成され、例えば、屈折率が１．６以上でアッベ数が２６以下の樹脂材料又はガラス材料によって形成され、像側の面の曲率半径が物体側の面の曲率半径より小さくされている。
【０１１２】
第３レンズＧ３は光軸近傍の面が物体側に凹に形成され像側に凸に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料によって形成され、像側の面における有効径内に変曲点を有している。
【０１１３】
第４レンズＧ４は光軸近傍の面が物体側に凸に形成され像側に凹に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料によって形成され、物体側の面における有効径内と像側の面における有効径内にそれぞれ変曲点を有している。
【０１１４】
第４レンズＧ４と像面ＩＭＧの間にはシールガラスＣＧが配置されている。
【０１１５】
第４の実施の形態における撮像レンズ４に具体的数値を適用した数値実施例４のレンズデーターを表７に示す。
【０１１６】
【表７】
2012073535.tif 000010
【０１１７】
撮像レンズ４において、第１レンズＧ１の両面（第１面、第２面）、第２レンズＧ２の両面（第３面、第４面）、第３レンズＧ３の両面（第５面、第６面）及び第４レンズＧ４の両面（第７面、第８面）は非球面に形成されている。数値実施例４における非球面の非球面係数を円錐定数Ｋと共に表８に示す。
【０１１８】
【表８】
2012073535.tif 000011
【０１１９】
図８は数値実施例４の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図を示す。
【０１２０】
図８には、球面収差図において、二点鎖線でｇ線（波長４３５．８４００ｎｍ）、実線でｄ線（波長５８７．５６００ｎｍ）、点線でｃ線（波長６５６．２７００ｎｍ）における値をそれぞれ示す。非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、点線でメリディオナル像面における値を示す。
【０１２１】
各収差図から、数値実施例４は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【０１２２】
＜第５の実施の形態＞
図９は、第５の実施の形態における撮像レンズ５のレンズ構成を示している。
【０１２３】
撮像レンズ５は、開口絞りＳＴＯと、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、正の屈折力を有する第３レンズＧ３と、負の屈折力を有する第４レンズＧ４とが物体側から像側へ順に配置されて成る。
【０１２４】
第１レンズＧ１は光軸近傍の面が両凸形状に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料又はガラス材料によって形成されている。
【０１２５】
第２レンズＧ２は光軸近傍の面が両凹形状に形成され、例えば、屈折率が１．６以上でアッベ数が２６以下の樹脂材料又はガラス材料によって形成され、像側の面の曲率半径が物体側の面の曲率半径より小さくされている。
【０１２６】
第３レンズＧ３は光軸近傍の面が物体側に凹に形成され像側に凸に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料によって形成され、像側の面における有効径内に変曲点を有している。
【０１２７】
第４レンズＧ４は光軸近傍の面が物体側に凸に形成され像側に凹に形成され、例えば、屈折率が１．５以上でアッベ数が５６以上の樹脂材料によって形成され、物体側の面における有効径内と像側の面における有効径内にそれぞれ変曲点を有している。
【０１２８】
第４レンズＧ４と像面ＩＭＧの間にはシールガラスＣＧが配置されている。
【０１２９】
第５の実施の形態における撮像レンズ５に具体的数値を適用した数値実施例５のレンズデーターを表９に示す。
【０１３０】
【表９】
2012073535.tif 000012
【０１３１】
撮像レンズ５において、第１レンズＧ１の両面（第１面、第２面）、第２レンズＧ２の両面（第３面、第４面）、第３レンズＧ３の両面（第５面、第６面）及び第４レンズＧ４の両面（第７面、第８面）は非球面に形成されている。数値実施例５における非球面の非球面係数を円錐定数Ｋと共に表１０に示す。
【０１３２】
【表１０】
2012073535.tif 000013
【０１３３】
図１０は数値実施例５の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図を示す。
【０１３４】
図１０には、球面収差図において、二点鎖線でｇ線（波長４３５．８４００ｎｍ）、実線でｄ線（波長５８７．５６００ｎｍ）、点線でｃ線（波長６５６．２７００ｎｍ）における値をそれぞれ示す。非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、点線でメリディオナル像面における値を示す。
【０１３５】
各収差図から、数値実施例５は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【０１３６】
［撮像レンズの条件式の各値］
表１１に撮像レンズ１乃至撮像レンズ５における条件式（１）乃至条件式（５）の各値を示す。
【０１３７】
【表１１】
2012073535.tif 000014
【０１３８】
表１１から明らかなように、撮像レンズ１乃至撮像レンズ５は条件式（１）乃至条件式（５）を満足するようにされている。
【０１３９】
［撮像装置の構成］
本発明撮像装置は、撮像レンズと撮像レンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、撮像レンズが、開口絞りと、正の屈折力を有する第１レンズと、光軸近傍の面が両凹形状の負の屈折力を有する第２レンズと、物体側における光軸近傍の面が物体側に凹の正の屈折力を有する第３レンズと、物体側における光軸近傍の面が物体側に凸の負の屈折力を有する第４レンズとが物体側から像側へ順に配置されて成る。
【０１４０】
また、本発明撮像装置は、撮像レンズが、第１レンズの両面と第２レンズの両面と第３レンズの両面と第４レンズの両面とが非球面に形成されている。
【０１４１】
さらに、本発明撮像装置は、以下の条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足する。
（１）−１．０９≦ｆ２／ｆ≦−０．８１
（２）−１．６２≦ｆ２／ｆ１≦−１．４２
（３）０．６５≦ｆ３／ｆ≦０．９７
但し、
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
ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
【０１４２】
条件式（１）は、負の屈折力を有する第２レンズの焦点距離とレンズ全系の焦点距離との比を規定する式である。
【０１４３】
撮像装置が条件式（１）の上限を上回ると、ペッツバール和が小さくなり過ぎ、像面がアンダー側に倒れ過ぎてしまう。
【０１４４】
逆に、撮像装置が条件式（１）の下限を下回ると、ペッツバール和が大きくなり過ぎ、像面がオーバー側へ倒れ過ぎてしまう。
【０１４５】
条件式（２）は、負の屈折力を有する第２レンズの焦点距離と正の屈折力を有する第１レンズの焦点距離との比を規定する式である。
【０１４６】
撮像装置が条件式（２）の下限を下回ると、軸上色収差の補正が過剰になり、歪曲収差が悪化してしまう。また、サジタル／タンジェンシャル方向における像面がアンダーになり過ぎてしまう。
【０１４７】
逆に、撮像装置が条件式（２）の上限を上回ると、軸上色収差の補正が不十分になり解像度の低下を来たしてしまう。
【０１４８】
撮像装置が条件式（１）及び条件式（２）を満足することにより、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レンズとの焦点距離の配分が適切に行われる。従って、軸上色収差及び球面収差を良好に補正することができる。また、軸上色収差及び球面収差を良好に補正することにより、Ｆナンバーを明るくしたときにも、高周波領域に至るまでの高解像度を確保することができる。
【０１４９】
条件式（３）は、正の屈折力を有する第３レンズの焦点距離とレンズ全系の焦点距離との比を規定する式である。
【０１５０】
条件式（３）の下限を下回ると、ペッツバール和が小さくなり過ぎ、像面がアンダー側に倒れ過ぎてしまう。
【０１５１】
逆に、条件式（３）の上限を上回ると、ペッツバール和が大きくなり過ぎ、像面がオーバー側に倒れ過ぎてしまう。
【０１５２】
撮像装置が条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足することにより、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レンズとの焦点距離の配分が適切に行われる。従って、球面収差及び像面湾曲を良好に補正することができ、サジタル／タンジェンシャル方向における像面を適切に補正することができる。
【０１５３】
尚、Ｆナンバーが２．８程度の撮像光学系において、開口（絞りの径）を広げてＦナンバーを２．４程度にすることも可能であるが、この場合には残存収差の影響により高解像度を確保することが困難である。また、開口を広げた場合には、レンズの周辺領域における非点収差及び像面湾曲の補正が不十分になる。特に、非点収差の補正が不十分になると、画像処理によって解像度の調整を行う所謂アパーチャーコントロールの効果がタンジェンシャル方向とサジタル方向において異なってしまい、画像が不自然になり画質の劣化を来たしてしまう。
【０１５４】
そこで、レンズの適宜の面を非球面に形成することにより収差補正を行うことも考えられるが、非球面のみによって収差補正を行おうとすると、レンズの成形の困難性が高くなったり、レンズの組立や歪に対する敏感度が高くなり量産性が困難になる可能性がある。
【０１５５】
これに対して本発明撮像装置においては、構成する各レンズの焦点距離配分や非球面係数の使い方を最適化することにより、製造性及び量産性に配慮した設計とされている。
【０１５６】
上記のように、本発明撮像装置は、条件式（１）、条件式（２）及び条件式（３）を満足するため、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レンズとの焦点距離の配分が適切に行われる。
【０１５７】
従って、軸上色収差、球面収差及び像面湾曲が良好に補正され、明るく高解像度の広画角化が図られた撮像装置を実現することができる。
【０１５８】
具体的には、Ｆナンバーが２．４程度、３５ｍｍ換算で２８ｍｍ相当の広い画角を有し、レンズの周辺領域に至るまで高い解像性能が確保される。例えば、８００万画素〜１３００万画素の携帯用機器のカメラ用のレンズとして用いるのに十分な解像度が確保される。
【０１５９】
また、上記したように、本発明撮像装置は、光学全長の短縮化と明るさ及び高解像化との両立化が図られている。
【０１６０】
具体的には、１／３．２サイズの撮像素子に対して光学全長が４．５ｍｍ程度とされる。
【０１６１】
尚、一般に、光学全長の短縮化を図るためには、製造性、量産性に関して以下のような問題がある。
【０１６２】
例えば、レンズの厚みやレンズ間の空気間隔の短縮化のみにより光学全長の短縮化を図ろうとした場合には、レンズの成形性やレンズを保持する鏡筒の加工精度には限界があるため、必要とされる光学全長の短縮化を図ることができなくなるおそれがある。
【０１６３】
また、バックフォーカスを短縮して光学全長の短縮化を図ろうとした場合には、撮像素子とレンズの間にカバーガラスや赤外線カットフィルターが配置されると共に画像に塵埃や傷等が結像されて目立ってしまうおそれがあるため、バックフォーカスの短縮による光学全長の短縮化にも限度がある。
【０１６４】
さらに、例えば、換算焦点距離が２８ｍｍ相当の広角において光学全長の短縮化を図ろうとした場合には、コサイン４乗則や口径食により周辺画角における光束の断面積が狭くなる。従って、画像に結像される塵埃が目立ってしまう程度のサイズとなり塵埃のサイズが管理しきれないレベルになる可能性がある。
【０１６５】
本発明撮像装置は、上記のような問題点を生じないようにするため、十分な製造性及び量産性を考慮した設計とされ、光学全長の短縮化と明るさ及び高解像化との両立化が図られている。
【０１６６】
［撮像装置の一実施形態］
次に、本発明撮像装置を携帯電話に適用した本発明の一実施形態について説明する（図１１乃至図１３参照）。
【０１６７】
携帯電話１０は、図１１及び図１２に示すように、表示部２０と本体部３０がヒンジ部４０によって折り畳み可能に連結され、携行時には図１１に示すように表示部２０と本体部３０を折り畳んだ状態とし、通話時等の使用時には図１２に示すように表示部２０と本体部３０を開いた状態とする。
【０１６８】
表示部２０の一方の面には液晶表示パネル２１が配置され、液晶表示パネル２１の上方にスピーカー２２が設けられている。表示部２０には撮像レンズ１、撮像レンズ２、撮像レンズ３、撮像レンズ４又は撮像レンズ５を有する撮像ユニット１００が組み込まれている。表示部２０には赤外線による通信を行うための赤外線通信部２３が設けられている。
【０１６９】
表示部２０の他方の面には撮像ユニット１００の第１レンズＧ１の物体側に位置するカバーレンズ２４が配置されている。
【０１７０】
本体部３０の一方の面には数字キーや電源キー等の各種の操作キー３１、３１、・・・が設けられている。本体部３０の一方の面にはマイクロフォン３２が設けられている。本体部３０の側面にはメモリーカードスロット３３が形成され、メモリーカードスロット３３に対してメモリーカード４０が挿脱される。
【０１７１】
図１３は、携帯電話１０の構成を示すブロック図である。
【０１７２】
携帯電話１０はＣＰＵ（Central Processing Unit）５０を備え、ＣＰＵ５０によって携帯電話１０の全体の動作が制御される。例えば、ＣＰＵ５０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）５１に記憶されている制御プログラムをＲＡＭ５２（Random Access Memory）に展開し、バス５３を介して携帯電話１０の動作を制御する。
【０１７３】
カメラ制御部６０は、撮像ユニット１００を制御して静止画や動画の画像の撮影を行う機能を有し、撮影によって得られた画像情報に関してＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）やＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group）等への圧縮加工を行った後に、圧縮したデーターをバス５３に送出する。撮像ユニット１００は、撮像レンズ１、撮像レンズ２又は撮像レンズ３の他、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子１０１を有している。
【０１７４】
バス５３に送出された画像情報は、ＲＡＭ５２に一時的に保存され、必要に応じてメモリーカードインターフェース４１に出力され、メモリーカードインターフェース４１によってメモリーカード４０に保存されたり、或いは、表示制御部５４を介して液晶表示パネル２１に表示される。また、撮影時には、同時にマイクロフォン３２を通じて収録された音声情報も音声コーデック７０を介してＲＡＭ５２に一時的に保存されたり、メモリーカード４０に保存され、また、液晶表示パネル２１への画像表示と同時に音声コーデック７０を介してスピーカー２２から出力される。
【０１７５】
画像情報や音声情報は、必要に応じて、赤外線インターフェース５５に出力され、赤外線インターフェース５５によって赤外線通信部２３を介して外部に出力され、赤外線通信部を備えた他の機器、例えば、携帯電話、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等に伝達される。尚、ＲＡＭ５２やメモリーカード４０に保存されている画像情報に基づいて液晶表示パネル２１に動画あるいは静止画を表示するときには、カメラ制御部６０において、ＲＡＭ５２やメモリーカード４０に保存されているファイルのデコードや解凍を行った後の画像データーがバス５３を介して表示制御部５４に送出される。
【０１７６】
通信制御部８０は、表示部２０に内蔵された図示しないアンテナを介して基地局との間で電波の送受信を行う。通信制御部８０は、音声通話モードにおいては、受信した音声情報を処理した後に音声コーデック７０を介してスピーカー２２に出力し、また、マイクロフォン３２が集音した音声を音声コーデック７０を介して受信して所定の処理を施した後に送信する。
【０１７７】
上記した撮像レンズ１、撮像レンズ２、撮像レンズ３、撮像レンズ４及び撮像レンズ５にあっては、上記したように、光学全長の短縮化を図ることができるため、携帯電話１０のような薄型化を必要とする撮像装置に容易に組み込むことが可能である。
【０１７８】
尚、上記した実施の形態においては、撮像装置を携帯電話に適用した例を示したが、撮像装置の適用範囲は携帯電話に限られることはなく、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、カメラが組み込まれたパーソナルコンピューター、カメラが組み込まれたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の各種のデジタル入出力機器に広く適用することができる。
【０１７９】
上記した各実施の形態において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】撮像レンズの第１の実施の形態のレンズ構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。
【図３】撮像レンズの第２の実施の形態のレンズ構成を示す図である。
【図４】第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。
【図５】撮像レンズの第３の実施の形態のレンズ構成を示す図である。
【図６】第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。
【図７】撮像レンズの第４の実施の形態のレンズ構成を示す図である。
【図８】第４の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。
【図９】撮像レンズの第５の実施の形態のレンズ構成を示す図である。
【図１０】第５の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。
【図１１】図１２及び図１３と共に本発明撮像装置を適用した携帯電話を示すものであり、本図は、閉じられた状態を示す斜視図である。
【図１２】開かれた状態を示す斜視図である。
【図１３】ブロック図である。
【符号の説明】
【０１８１】
１…撮像レンズ、２…撮像レンズ、３…撮像レンズ、４…撮像レンズ、５…撮像レンズ、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、ＳＴＯ…開口絞り、１０…携帯電話（撮像装置）、１０１…撮像素子
【図１】
2012073535.tif 000015
【図２】
2012073535.tif 000016
【図３】
2012073535.tif 000017
【図４】
2012073535.tif 000018
【図５】
2012073535.tif 000019
【図６】
2012073535.tif 000020
【図７】
2012073535.tif 000021
【図８】
2012073535.tif 000022
【図９】
2012073535.tif 000023
【図１０】
2012073535.tif 000024
【図１１】
2012073535.tif 000025
【図１２】
2012073535.tif 000026
【図１３】
2012073535.tif 000027