JP5426313B2

JP5426313B2 - 撮像レンズ系

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Publication number: JP5426313B2
Application number: JP2009238113A
Authority: JP
Inventors: 真輝山▲崎▼; 隆杉山; 清倫宮嶋
Original assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Current assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-10-15
Also published as: JP2011085733A

Description

本発明は、撮像レンズ系に関する。

ＣＣＤ(Charge Coupled Device)等のイメージセンサの高画素化の進展に伴い、イメージセンサ上に配置される撮像レンズ系には高い解像力が求められている。また、本体機器（デジタルスチルカメラ、携帯電話等）の小型化・薄型化の進展に伴い、本体機器に搭載される撮像レンズ系の小型化・薄型化も強く求められている。

高屈折率の硝材を用いてレンズを非球面化すること、レンズ枚数を増加すること等により、高い解像度を実現することが可能になる。しかしながら、単純にレンズ枚数を増加させる場合には、撮像レンズ系が大型化し、その小型化の要請に反することになる。

特許文献１には、第１〜第３群から構成された小型レンズが開示されている。この小型レンズでは、第１群に含まれる第１レンズと第２群の物体側凹面間に絞りが配置されており、第２群及び第３群に含まれるレンズの少なくとも一面が非球面とされ、かつ所望の条件式が満足される。これによって、小型／高解像で、加工性、組立性の良い小型レンズを提供することが可能になる。なお、特許文献１は、４枚玉レンズを用いた場合には、フレアカット、絞りを具現化する部材を追加する必要が生じる点を問題点として挙げている。

特開特開２００６−３０１２３０号公報

高解像力の撮像レンズ系を実現するためには、撮像レンズ系を構成するレンズ枚数を単純に増加させることが最も簡便である。レンズ枚数の増加に伴い、撮像レンズ系のコストは上昇してしまうが、撮像レンズ系の製造が複雑化してしまうことを抑制することができる。しかしながら、レンズ枚数を単純に増加させると、撮像レンズ系が大型化してしまうため、高解像力を具備するとしても小型化の要請を満足することはなく、結局、解像力／小型化をある程度犠牲とせざるを得なくなる。

このように、撮像レンズ系の大型化を抑制する態様にて撮像レンズ系に対して高解像力を具備させることが強く要求されている。

本発明に係る撮像レンズ系は、
物体側に凸状の第１レンズを含む第１レンズ群、結像側に凹状の第２レンズからなる第２レンズ群、物体側に凹面が配されたメニスカス形状の第３レンズからなる第３レンズ群、物体側に凹面が配されたメニスカス形状の第４レンズからなる第４レンズ群、及び物体側に変曲点を有する非球面が配されたメニスカス形状の第５レンズからなる第５レンズ群が物体側からこの順に配置された、前記第１レンズ群〜前記第５レンズ群からなる撮像レンズ系であって、
前記第５レンズは、光軸を含む平面において当該第５レンズを断面視したとき、当該第５レンズの中心から当該第５レンズの外周方向へ離間する方向において当該第５レンズの輪郭線の延在方向が最初に変化する第１及び第２変曲点夫々を物体側の物体側面及び結像側の結像側面夫々に有する非球面レンズであり、
当該撮像レンズ系の焦点距離をｆ、前記光軸からの前記第１変曲点の高さをｉ１、前記光軸からの前記第２変曲点の高さをｉ２としたとき、ｉ１／ｆ＜０．２０を満足し、かつｉ２／ｆ＜０．２６を満足する。

前記物体側面を構成する前記輪郭線は、前記第１変曲点から前記第５レンズの外周方向へ延在するに応じて物体側へ近づき、かつ前記結像側面を構成する前記輪郭線は、前記第２変曲点から前記第５レンズの外周方向へ延在するに応じて物体側へ近づく、と良い。

結像側へと向かう方向を正の値とし物体側へと向かう方向を負の値とする条件を前提とし、
前記第５レンズにおいて、
前記物体側面上の前記第１変曲点の、前記物体側面上の光軸位置を含む光軸に垂直な平面からの最短距離をＳＬ１とし、
前記物体側面の有効径位置上の点の、前記第１変曲点を含む光軸に垂直な平面からの最短距離をＳＨ１とし、
前記結像側面上の前記第２変曲点の、前記結像側面上の光軸位置を含む光軸に垂直な平面からの最短距離をＳＬ２とし、
前記結像側面の有効径位置上の点の、前記第２変曲点を含む光軸に垂直な平面からの最短距離をＳＨ２としたとき、
ＳＬ１及びＳＬ２は正の値であり、ＳＨ１及びＳＨ２は負の値である、と良い。

｜ＳＨ１／ＳＬ１｜＞２を満足し、かつ｜ＳＨ２／ＳＬ２｜＞２．５を満足する、と良い。

前記第２変曲点は、前記第１変曲点よりも前記第５レンズの外周側に位置する、と良い。

当該撮像レンズ系の焦点距離をｆ、前記第１レンズの焦点距離をｆ１としたとき、０．４５＜ｆ１／ｆ＜０．６０を満足する、と良い。

当該撮像レンズ系の焦点距離をｆ、前記第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、−０．７５＜ｆ１／ｆ２＜−０．６０を満足する、と良い。

当該撮像レンズ系の焦点距離をｆ、前記第３レンズの焦点距離をｆ３としたとき、１．５０＜ｆ３／ｆ＜３．５０を満足する、と良い。

前記第１レンズは正のパワーを有し、前記第２レンズは負のパワーを有し、前記第３レンズは正のパワーを有し、前記第４レンズは負のパワーを有し、かつ前記第５レンズは、正又は負のパワーを有する、と良い。

前記第５レンズは、当該撮像レンズ系に含まれるレンズの中で最もレンズ径が大きくなると良い。前記第３乃至第５レンズは、この順で、レンズ径が大きくなる、と良い。前記第１レンズ群は、複数のレンズから構成される、と良い。

本発明によれば、撮像レンズ系の大型化を抑制する態様にて撮像レンズ系に対して高解像力を具備させることができる。

本発明の第１実施形態に係るカメラモジュールの概略的な構成模式図である。本発明の第１実施形態に係る撮像レンズ系に含まれるレンズの概略的な構成模式図である。本発明の第１実施例に係るカメラモジュールの概略的な構成模式図である。本発明の第１実施例に係る撮像レンズ系の諸条件を示す表である。本発明の第１実施例に係る非球面レンズの非球面係数を示す表である。本発明の第１実施例に係る撮像レンズ系の横収差を示す収差図である。本発明の第１実施例に係る撮像レンズ系の球面収差を示す収差図である。本発明の第１実施例に係る撮像レンズ系の像面湾曲、歪曲を示す特性図である。本発明の第１実施例に係るカメラモジュールの概略的な構成模式図である。本発明の第２実施例に係る撮像レンズ系の諸条件を示す表である。本発明の第２実施例に係る非球面レンズの非球面係数を示す表である。本発明の第２実施例に係る撮像レンズ系の横収差を示す収差図である。本発明の第２実施例に係る撮像レンズ系の球面収差を示す収差図である。本発明の第２実施例に係る撮像レンズ系の像面湾曲、歪曲を示す特性図である。本発明の第３実施例に係るカメラモジュールの概略的な構成模式図である。本発明の第３実施例に係る撮像レンズ系の諸条件を示す表である。本発明の第３実施例に係る非球面レンズの非球面係数を示す表である。本発明の第３実施例に係る撮像レンズ系の横収差を示す収差図である。本発明の第３実施例に係る撮像レンズ系の球面収差を示す収差図である。本発明の第３実施例に係る撮像レンズ系の像面湾曲、歪曲を示す特性図である。本発明の第４実施例に係るカメラモジュールの概略的な構成模式図である。本発明の第４実施例に係る撮像レンズ系の諸条件を示す表である。本発明の第４実施例に係る非球面レンズの非球面係数を示す表である。本発明の第４実施例に係る撮像レンズ系の横収差を示す収差図である。本発明の第４実施例に係る撮像レンズ系の球面収差を示す収差図である。本発明の第４実施例に係る撮像レンズ系の像面湾曲、歪曲を示す特性図である。本発明の比較例に係るカメラモジュールの概略的な構成模式図である。本発明の第５実施例に係るカメラモジュールの概略的な構成模式図である。本発明の第５実施例に係る撮像レンズ系の諸条件を示す表である。本発明の第５実施例に係る非球面レンズの非球面係数を示す表である。本発明の第５実施例に係る撮像レンズ系の横収差を示す収差図である。本発明の第５実施例に係る撮像レンズ系の球面収差を示す収差図である。本発明の第５実施例に係る撮像レンズ系の像面湾曲、歪曲を示す特性図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視した場合を前提として用いるものとする。

［第１実施形態］
図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。

図１に示すように、カメラモジュール（画像取得装置）１００は、絞り部材５０、レンズ１、レンズ２、レンズ３、レンズ４、レンズ５、透明基板１０、及びイメージセンサ（撮像素子）２０を有する。

絞り部材５０、レンズ１、レンズ２、レンズ３、レンズ４、レンズ５、透明基板１０、及びイメージセンサ２０は、光軸ＡＸに沿って、この順で配置されている。レンズ１〜レンズ５は、レンズホルダ（不図示）に対して固定されており、互いに隣り合うレンズ間には空間（空気層）が設けられている。つまり、レンズ１〜レンズ５は、互いに離間して配置され、一方が他方のレンズに対して接合等により固着（一体化）されていない。

物体側から到来する光束は、絞り部材５０の開口ＯＰ５０、レンズ１〜５、及び透明基板１０を介して、イメージセンサ２０の撮像面２５に到達する。イメージセンサ２０の撮像面２５には、ｚｙ平面にてマトリクス状に複数の画素が配置されている。各画素は、入力光を光電変換し、入力光の強度に応じて電荷量の電荷を蓄積／生成する。各画素で蓄積／生成された電荷を各画素からリードし、リードしたアナログ値をデジタル値に変換することによって、イメージセンサ２０の撮像面２５上に結像された光像は画像データに変換される。

絞り部材５０は、光軸ＡＸに対応する位置に開口ＯＰ５０を有する。絞り部材５０は、例えば、黒色樹脂が成型された輪状部材である。

レンズ１は、第１レンズ群を構成する非球面レンズである。レンズ１は、物体側に凸状のレンズ面を有する。レンズ１は、正のパワーを有する。レンズ１は、例えば、ガラス、プラスチック等の材料の成型により製造される。

レンズ２は、第２レンズ群を構成する非球面レンズである。レンズ２は、結像側に凹状のレンズ面を有する。レンズ２は、負のパワーを有する。レンズ２は、例えば、ガラス、プラスチック等の材料の成型により製造される。

レンズ３は、第３レンズ群を構成する非球面レンズである。レンズ３は、物体側に凹状のレンズ面を有し、結像側に凸状のレンズ面を有する。つまり、レンズ３は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズである。レンズ３は、正のパワーを有する。レンズ３は、例えば、ガラス、プラスチック等の材料の成型により製造される。

レンズ４は、第４レンズ群を構成する非球面レンズである。レンズ４は、物体側に凹状のレンズ面を有し、結像側に凸状のレンズ面を有する。つまり、レンズ４は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズである。レンズ４は、負のパワーを有する。レンズ４は、例えば、ガラス、プラスチック等の材料の成型により製造される。

レンズ５は、第５レンズ群を構成する非球面レンズである。レンズ５は、物体側に凸状のレンズ面５ａを有し、結像側に凹状のレンズ面５ｂを有する。つまり、レンズ５は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズである。換言すれば、レンズ５は、物体側に変曲点を有する非球面が配されたメニスカス形状のレンズである。なお、レンズ面５ａは、光軸ＡＸに対応する位置において凸状であるが、全体としては凹状のレンズ面を有する。また、レンズ面５ｂは、全体としては凸状のレンズ面であるが、光軸ＡＸに対応する位置に凹状のレンズ面を有する。レンズ５は、正又は負のパワーを有する。レンズ５は、例えば、ガラス、プラスチック等の材料の成型により製造される。なお、一般的には、上型と下型とを積層し、上型と下型間に形成される空間内に樹脂又はガラスを充填し、これらを冷却することによって、個々のレンズは一括して製造される。

図１に模式的に示すように、光軸ＡＸを含む平面（光軸ＡＸに対して平行、かつ光軸ＡＸを含む平面）においてレンズ５を断面視すると、レンズ５は、変曲点５ｐ、変曲点５ｑを有し、かつ中心点５ｒ、中心点５ｓを有する。変曲点５ｐは、光軸ＡＸに平行な軸線とレンズ面５ａとの交点に対応する。変曲点５ｑは、光軸ＡＸに平行な軸線ｘ４とレンズ面５ｂとの交点に対応する。中心点５ｒは、光軸ＡＸとレンズ面５ａとの交点に対応する。中心点５ｓは、光軸ＡＸとレンズ面５ｂとの交点に対応する。

変曲点は、光軸ＡＸからレンズの外周方向へ延在するレンズの輪郭線が方向変換する位置にある。換言すると、変曲点は、レンズの輪郭線の曲がる方向が変化する位置にある。輪郭線は、光軸ＡＸを含む平面において、レンズを断面視したときに現われる。

輪郭線は、次のように延在する。レンズ５のレンズ面５ａを構成する輪郭線は、中心点５ｒを始点として上側（外周側）へ延在する。まず、輪郭線は、中心点５ｒから変曲点５ｐへ結像側に近づきながら延在する。次に、輪郭線は、変曲点５ｐから上側へ物体側に近づきながら延在する。下側（外周側）についても同様の説明があてはまる。

レンズ５のレンズ面５ｂを構成する輪郭線は、中心点５ｓを始点として上側（外周側）へ延在する。まず、輪郭線は、中心点５ｓから変曲点５ｑへ結像側へ近づきながら延在する。次に、輪郭線は、変曲点５ｑから上側へ物体側へ近づきながら延在する。下側（外周側）についても同様の説明があてはまる。

変曲点５ｐは、変曲点５ｑよりも光軸ＡＸ側に位置する。変曲点５ｑは、変曲点５ｐよりもレンズ５の外周側に位置する。換言すると、光軸ＡＸからの変曲点５ｐの高さｉ１は、光軸ＡＸからの変曲点５ｑの高さｉ２よりも小さい。このように変曲点の位置を設定することによって、所望のレンズ特性を維持しつつ、レンズ５の大きさを効果的に小さくすることが可能になる。

なお、変曲点５ｐの高さｉ１は、光軸ＡＸと軸線ｘ２間の距離（軸線ｘ１の長さ）に対応する。同様に、変曲点５ｑの高さｉ２は、光軸ＡＸと軸線ｘ４間の距離（軸線ｘ３の長さ）に対応する。軸線ｘ１は、光軸ＡＸの垂線であり、軸線ｘ２との交点まで延在する。軸線ｘ３は、光軸ＡＸの垂線であり、軸線ｘ４との交点まで延在する。

図１を正面視して光軸ＡＸの下半分の部分にある変曲点については、変曲点５ｐ、５ｑと同様の説明があてはまるため、重複する説明は省略する。

本実施形態では、図１に模式的に示すように、レンズ１〜レンズ５の全系の焦点距離をｆとし、光軸ＡＸからの変曲点５ｐまでの高さをｉ１とし、光軸ＡＸからの変曲点５ｑまでの高さをｉ２としたとき、次の条件式（１）、条件式（２）を満足する。
ｉ１／ｆ＜０．２０（１）
ｉ２／ｆ＜０．２６（２）

なお、レンズ全系の焦点距離ｆは、図１に模式的に示すように、レンズ全系の後側主点位置とイメージセンサ２０の撮像面間の距離に相当する。光軸ＡＸからの変曲点までの高さは、上述したとおりである。

このように、レンズ面５ａ、５ｂに対して変曲点を持たせ、かつ条件式（１）、条件式（２）を満足させることによって、レンズ５を効果的に小型化することが可能になる。条件式（１）（２）の上限値を超えると、レンズ５のレンズ径が大きくならざるを得ず、撮像レンズ系を十分に小型化することが困難になってしまう。

図１から明らかなように、レンズ５は、最もレンズ径が大きなレンズである。最もレンズ径が大きいレンズ５の小型化を可能とすることによって、仮にレンズ５枚を単純配置する構成を採用するとしても、それが許容範囲外に大型化してしまうことを抑制し、高解像度を有し、コンパクトな大きさの撮像レンズ系を簡易に実現することが可能になる。レンズ１〜レンズ５を接合等する必要もなく、単純にレンズホルダに対して取り付ければ良く、その製造時のハンドリング性も良好なものとすることができる。

図２を参照して、更に説明をする。

図２に示すように、結像側のサグ量を正（＋）の値とし、物体側のサグ量を負（−）の値としたとき、次のように説明できる。中心点５ｒから変曲点５ｐのサグ量ＳＬ１は、正の値となる。変曲点５ｐから有効径位置５ｔまでのサグ量ＳＨ１は、負の値となる。中心点５ｓから変曲点５ｑのサグ量ＳＬ２は、正の値となる。変曲点５ｑから有効径位置５ｕまでのサグ量ＳＨ２は、負の値となる。

このとき、次の条件式（３）（４）を満足すると良い。
｜ＳＨ１／ＳＬ１｜＞２（３）
｜ＳＨ２／ＳＬ２｜＞２．５（４）

条件式（３）、（４）を満足することによって、レンズ５のレンズ系を効果的に小さくすることが可能になる。これによって、撮像レンズ系の小型化を十分に図ることが可能になる。なお、有効径位置は、有効径上の点に相当する。

サグ量ＳＬ１は、軸線ｘ５と軸線ｘ６間の間隔に相当する。サグ量ＳＬ２は、軸線ｘ８と軸線ｘ９間の間隔に相当する。サグ量ＳＨ１は、軸線ｘ６と軸線ｘ７間の間隔に相当する。サグ量ＳＨ２は、軸線ｘ９と軸線ｘ１０間の間隔に相当する。

軸線ｘ５は、中心点５ｒ上に存在し、光軸ＡＸに対して垂直に交差する。軸線ｘ６は、変曲点５ｐ上に存在し、光軸ＡＸに対して垂直に交差する。軸線ｘ７は、有効径位置５ｔ上に存在し、光軸ＡＸに対して垂直に交差する。軸線ｘ８は、中心点５ｓ上に存在し、光軸ＡＸに対して垂直に交差する。軸線ｘ９は、変曲点５ｑ上に存在し、光軸ＡＸに対して垂直に交差する。軸線ｘ１０は、有効径位置５ｕ上に存在し、光軸ＡＸに対して垂直に交差する。

図１に戻って説明する。図１に示すように、レンズ１のレンズ面１ａの中心点１ｐからイメージセンサ２０の撮像面２５間の距離をＴＬとし、レンズ１のレンズ面１ａの中心点１ｐからレンズ５のレンズ面５ｂの中心点５ｓ間の間隔をＬＬとすると、次の条件式（５）、（６）を満足する。
１．０５＜ＴＬ／ｆ＜１．１４（５）
０．７０＜ＬＬ／ｆ＜０．８０（６）

条件式（５）の上限値を超えると、カメラモジュール１００の全長が長くなり、カメラモジュール１００の薄型化が困難になってしまう。条件式（５）の下限値を下回ると焦点距離ｆが長くなり、十分な画角を得られなくなり、かつ撮像レンズ系の性能確保が困難になってしまう。更に、各レンズの肉厚、コバ厚が薄くなり、その製造が困難になってしまう。

条件式（６）の上限値を超えると、各レンズのレンズ系が大きくなり、撮像レンズ系の小型化が困難になってしまう。条件式（６）の下限値を下回ると、撮像レンズ系の性能確保が困難になってしまう。更に、各レンズの肉厚、コバ厚が薄くなり、その製造が困難になってしまう。

本実施形態では、条件式（５）、（６）を満足することによって、撮像レンズ系の性能劣化を抑制しつつ、カメラモジュール１００の小型化／薄型化を図ることができる。

また、レンズ１の焦点距離をｆ１とし、レンズ２の焦点距離をｆ２とし、レンズ３の焦点距離をｆ３としたとき、次の条件式（７）、（８）、及び（９）を満足する。
０．４５＜ｆ１／ｆ＜０．６０（７）
−０．７５＜ｆ１／ｆ２＜−０．６０（８）
１．５０＜ｆ３／ｆ＜３．５０（９）

条件式（７）の上限値を超えると、撮像レンズ系の全長が長くなり、カメラモジュール１００の薄型化を図ることが困難になってしまう。条件式（７）の下限値を下回ると、撮像レンズ系の下方コマ収差が増大し、その補正が困難になってしまう。条件式（８）を満足しない場合、色収差を適切に補正することが困難になってしまう。条件式（９）を満足しない場合、像面湾曲(Field Curvature)を適切に補正することが困難になってしまう。

本実施形態では、条件式（７）（８）（９）を満足することによって、撮像レンズ系の所望の特性とすることが可能になる。このような条件式（７）乃至（９）を満足することによって、撮像レンズ系の性能劣化を抑制しつつ、撮像レンズ系の小型化を図り、ひいては、これを内蔵するカメラモジュール１００の小型化／薄型化を図ることが可能になる。

［第１実施例］
図３乃至図８を参照して第１実施例について説明する。図３に示すように、第１実施例に係るカメラモジュール１００は、第１実施形態と同様の構成を有する。第１実施例に係るカメラモジュール１００は、条件式（１）〜（９）をすべて満足する。

本実施例に係る撮像レンズ系は、図４に示す条件で構成される。なお、面番号が、物体側から順にｉ＝１、ｉ＝２、・・・と設定されている。ｉ＝１の面は、レンズ１の物体側レンズ面である。ｉ＝２の面は、レンズ１の結像側レンズ面である。ｉ＝３の面は、レンズ２の物体側レンズ面である。ｉ＝４の面は、レンズ２の結像側レンズ面である。他の面番号についても同様である。ただし、ｉ＝１１の面は、透明基板１０の前面（入力面）である。ｉ＝１２の面は、透明基板１０の後面（出力面）である。

面間隔は、直後の面までの距離である。例えば、ｉ＝２の面間隔Ｄｉは、ｉ＝２のレンズ面からｉ＝３のレンズ面までの距離である。ただし、ｉ＝１２の面間隔Ｄｉは、レンズ面ｉ＝１２から撮像面までの距離を示す。

レンズ１〜５は、非球面レンズであり、図５に示すような非球面係数により表現される。なお、非球面形状は、次式（１０）により表現される。

ただし、サグ量：Ｚ、光軸からの高さ：h、曲率：c、円錐係数：k、非球面係数：α_2iとする。

図６に、撮像レンズ系の横収差を表す収差図を示す。図７に、撮像レンズ系の球面収差を表す収差図を示す。図８に、撮像レンズ系の像面湾曲(Field Curvature)を示す特性図（紙面に向かって左側）、その歪曲(Distortion)を表す特性図（紙面に向かって右側）を示す。これらの図から明らかなように、本実施形態に係る撮像レンズ系は、近時の高画素化に対応するのに十分な性能を有する。なお、図６乃至図８では、実線は、波長５４６ｎｍの場合を示す。より粗い破線は、波長６５６ｎｍの場合を示す。よりきめ細かい破線は、波長４８６ｎｍの場合を示す。これらの点は、後述の実施形態においても同様である。また、図６の左上の部分は、半画角：０．００ＤＥＧの場合の横収差を示す。図６の右上の部分は、半画角：２４．１０ＤＥＧの場合の横収差を示す。図６の下部分は、半画角：３２．８０ＤＥＧの場合の横収差を示す。

［第２実施例］
図９乃至図１４を参照して第２実施例について説明する。図９に示すように、第２実施例に係るカメラモジュール１００は、第１実施形態と同様の構成を有する。第２実施例に係るカメラモジュール１００は、条件式（１）〜（９）をすべて満足する。

本実施例に係る撮像レンズ系は、図１０に示す条件で構成される。なお、面番号は、上述の場合と同様、物体側から順にｉ＝１、ｉ＝２、・・・と設定されている。面間隔についても、上述の場合と同様である。

レンズ１〜５は、非球面レンズであり、図１１に示すような非球面係数により表現される。非球面形状は、上述の式（１０）と同様である。

図１２に、撮像レンズ系の横収差を表す収差図を示す。図１３に、撮像レンズ系の球面収差を表す収差図を示す。図１４に、撮像レンズ系の像面湾曲を示す特性図（紙面に向かって左側）、その歪曲を表す特性図（紙面に向かって右側）を示す。これらの図から明らかなように、本実施系に係る撮像レンズ系は、近時の高画素化に対応するのに十分な性能を有する。なお、図１２の左上の部分は、半画角：０．００ＤＥＧの場合の横収差を示す。図１２の右上の部分は、半画角：２３．５０ＤＥＧの場合の横収差を示す。図１２の下部分は、半画角：３２．００ＤＥＧの場合の横収差を示す。

［第３実施例］
図１５乃至図２０を参照して第３実施例について説明する。図１５に示すように、第３実施例に係るカメラモジュール１００は、第１実施形態と同様の構成を有する。第３実施例に係るカメラモジュール１００は、条件式（１）〜（９）をすべて満足する。

本実施例に係る撮像レンズ系は、図１６に示す条件で構成される。なお、面番号は、上述の場合と同様、物体側から順にｉ＝１、ｉ＝２、・・・と設定されている。面間隔についても、上述の場合と同様である。

レンズ１〜５は、非球面レンズであり、図１７に示すような非球面係数により表現される。非球面形状は、上述の式（１０）と同様である。

図１８に、撮像レンズ系の横収差を表す収差図を示す。図１９に、撮像レンズ系の球面収差を表す収差図を示す。図２０に、撮像レンズ系の像面湾曲を示す特性図（紙面に向かって左側）、その歪曲を表す特性図（紙面に向かって右側）を示す。これらの図から明らかなように、本実施系に係る撮像レンズ系は、近時の高画素化に対応するのに十分な性能を有する。なお、図１８の左上の部分は、半画角：０．００ＤＥＧの場合の横収差を示す。図１８の右上の部分は、半画角：２３．８０ＤＥＧの場合の横収差を示す。図１８の下部分は、半画角：３２．３０ＤＥＧの場合の横収差を示す。

［第４実施例］
図２１乃至図２６を参照して第４実施例について説明する。図２１に示すように、第４実施例に係るカメラモジュール１００は、第１実施形態と同様の構成を有する。第４実施例に係るカメラモジュール１００は、条件式（１）〜（９）をすべて満足する。

本実施例に係る撮像レンズ系は、図２２に示す条件で構成される。なお、面番号は、上述の場合と同様、物体側から順にｉ＝１、ｉ＝２、・・・と設定されている。面間隔についても、上述の場合と同様である。

レンズ１〜５は、非球面レンズであり、図２３に示すような非球面係数により表現される。非球面形状は、上述の式（１０）と同様である。

図２４に、撮像レンズ系の横収差を表す収差図を示す。図２５に、撮像レンズ系の球面収差を表す収差図を示す。図２６に、撮像レンズ系の像面湾曲を示す特性図（紙面に向かって左側）、その歪曲を表す特性図（紙面に向かって右側）を示す。これらの図から明らかなように、本実施系に係る撮像レンズ系は、近時の高画素化に対応するのに十分な性能を有する。なお、図２４の左上の部分は、半画角：０．００ＤＥＧの場合の横収差を示す。図２４の右上の部分は、半画角：２４．３０ＤＥＧの場合の横収差を示す。図２４の下部分は、半画角：３３．００ＤＥＧの場合の横収差を示す。

［比較例］
図２７を参照して、比較例について説明する。図２７に示すように、比較系に係る撮像レンズ系は、第１実施形態とは異なり、条件式（１）〜（６）を満足しない。このような場合、レンズ５の小型化を図ることができず、撮像レンズ系全体の長さが増大し、カメラモジュール１００の薄型化／小型化を図ることが困難になってしまう。なお、比較例の場合にも、条件式（７）〜（９）は満足している。

［第５実施例］
図２８乃至図３３を参照して第５実施例について説明する。図２８に示すように、第５実施例に係るカメラモジュール１００は、第１実施形態とは異なり、６つのレンズから構成される。このような場合であっても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、レンズの数が５つ以上の場合であっても同様の効果を得ることができる。なお、第５実施例に係るカメラモジュール１００は、条件式（１）〜（９）をすべて満足する。

図２８に示すように、レンズ１の物体側には新たにレンズ６が配置されている。レンズ６は、第１レンズ群を構成する非球面レンズである。レンズ６は、物体側に僅かに凸状のレンズ面を有し、結像側に僅かに凹状のレンズ面を有する。レンズ６は、正のパワーを有する。レンズ６は、例えば、ガラス、プラスチック等の材料の成型により製造される。

本実施例に係る撮像レンズ系は、図２９に示す条件で構成される。なお、面番号は、上述の場合と同様、物体側から順にｉ＝１、ｉ＝２、・・・と設定されている。面間隔についても、上述の場合と同様である。

レンズ１〜６は、非球面レンズであり、図３０に示すような非球面係数により表現される。非球面形状は、上述の式（１０）と同様である。

図３１に、撮像レンズ系の横収差を表す収差図を示す。図３２に、撮像レンズ系の球面収差を表す収差図を示す。図３３に、撮像レンズ系の像面湾曲を示す特性図（紙面に向かって左側）、及びその歪曲を表す特性図（紙面に向かって右側）を示す。これらの図から明らかなように、本実施系に係る撮像レンズ系は、近時の高画素化に対応するのに十分な性能を有する。なお、図３１の左上の部分は、半画角：０．００ＤＥＧの場合の横収差を示す。図３１の右上の部分は、半画角：２３．００ＤＥＧの場合の横収差を示す。図３１の下部分は、半画角：３１．３０ＤＥＧの場合の横収差を示す。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。撮像レンズ系の具体的な構成は任意である。レンズの材質は任意である。レンズ群を構成するレンズ枚数は任意である。
また、絞り５０の位置は、目的に応じて変更しうるものであり、本実施の形態及び実施例に限られるものではない。
具体的には、上述した第１実施例乃至第４実施例では、絞り５０は第１レンズ１の物体側に配置した。これは、イメージセンサ２０への光線の入射角度が大きくなりすぎないようにするためである。したがって、光線の入射角度が大きくてもかまわないイメージセンサを使用する場合には、絞り５０は第１レンズ１の物体側に配置する必要はなく、例えば、第１レンズ１と第２レンズ２の間等、レンズ系の間に配置しても良い。
また、第５実施例においては、絞りは、第６レンズ６と第１レンズ１との間に配置されている。第６レンズ６の物体側に絞りを配置すると、レンズ径が大きくなってしまうという欠点があるが、イメージセンサ２０への入射角度が小さくなるというメリットがある。

１００カメラモジュール
５０絞り部材
１−６レンズ
１０透明基板
２０イメージセンサ
１ａレンズ面
１ｐ中心点
５ａレンズ面
５ｂレンズ面
５ｐ変曲点
５ｑ変曲点
５ｒ中心点
５ｓ中心点
５ｔ有効径位置
５ｕ有効径位置

Claims

物体側に凸状の第１レンズを含む第１レンズ群、結像側に凹状の第２レンズからなる第２レンズ群、物体側に凹面が配されたメニスカス形状の第３レンズからなる第３レンズ群、物体側に凹面が配されたメニスカス形状の第４レンズからなる第４レンズ群、及び物体側に変曲点を有する非球面が配されたメニスカス形状の第５レンズからなる第５レンズ群が物体側からこの順に配置された、前記第１レンズ群〜前記第５レンズ群からなる撮像レンズ系であって、
前記第５レンズは、光軸を含む平面において当該第５レンズを断面視したとき、当該第５レンズの中心から当該第５レンズの外周方向へ離間する方向において当該第５レンズの輪郭線の延在方向が最初に変化する第１及び第２変曲点夫々を物体側の物体側面及び結像側の結像側面夫々に有する非球面レンズであり、
当該撮像レンズ系の焦点距離をｆ、前記光軸からの前記第１変曲点の高さをｉ１、前記光軸からの前記第２変曲点の高さをｉ２としたとき、ｉ１／ｆ＜０．２０を満足し、かつｉ２／ｆ＜０．２６を満足する、撮像レンズ系。
前記物体側面を構成する前記輪郭線は、前記第１変曲点から前記第５レンズの外周方向へ延在するに応じて物体側へ近づき、かつ前記結像側面を構成する前記輪郭線は、前記第２変曲点から前記第５レンズの外周方向へ延在するに応じて物体側へ近づくことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ系。
結像側へと向かう方向を正の値とし物体側へと向かう方向を負の値とする条件を前提とし、
前記第５レンズにおいて、
前記物体側面上の前記第１変曲点の、前記物体側面上の光軸位置を含む光軸に垂直な平面からの最短距離をＳＬ１とし、
前記物体側面の有効径位置上の点の、前記第１変曲点を含む光軸に垂直な平面からの最短距離をＳＨ１とし、
前記結像側面上の前記第２変曲点の、前記結像側面上の光軸位置を含む光軸に垂直な平面からの最短距離をＳＬ２とし、
前記結像側面の有効径位置上の点の、前記第２変曲点を含む光軸に垂直な平面からの最短距離をＳＨ２としたとき、
ＳＬ１及びＳＬ２は正の値であり、ＳＨ１及びＳＨ２は負の値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像レンズ系。
｜ＳＨ１／ＳＬ１｜＞２を満足し、かつ｜ＳＨ２／ＳＬ２｜＞２．５を満足することを特徴とする請求項３に記載の撮像レンズ系。
前記第２変曲点は、前記第１変曲点よりも前記第５レンズの外周側に位置することを特徴とする請求項４に記載の撮像レンズ系。
当該撮像レンズ系の焦点距離をｆ、前記第１レンズの焦点距離をｆ１としたとき、０．４５＜ｆ１／ｆ＜０．６０を満足することを特徴とする請求項５に記載の撮像レンズ系。
当該撮像レンズ系の焦点距離をｆ、前記第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、−０．７５＜ｆ１／ｆ２＜−０．６０を満足することを特徴とする請求項６に記載の撮像レンズ系。
当該撮像レンズ系の焦点距離をｆ、前記第３レンズの焦点距離をｆ３としたとき、１．５０＜ｆ３／ｆ＜３．５０を満足することを特徴とする請求項７に記載の撮像レンズ系。
前記第１レンズは正のパワーを有し、前記第２レンズは負のパワーを有し、前記第３レンズは正のパワーを有し、前記第４レンズは負のパワーを有し、かつ前記第５レンズは、正又は負のパワーを有することを特徴とする請求項８に記載の撮像レンズ系。
前記第５レンズは、当該撮像レンズ系に含まれるレンズの中で最もレンズ径が大きいことを特徴とする請求項９に記載の撮像レンズ系。
前記第３乃至第５レンズは、この順で、レンズ径が大きくなることを特徴とする請求項１０に記載の撮像レンズ系。
前記第１レンズ群は、複数のレンズから構成されることを特徴とする請求項１１に記載の撮像レンズ系。