JP2010026434A - 撮像レンズ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズであって、
物体側より順に、正の第1レンズと、正の第2レンズと、負の第3レンズ、正の第4レンズ、負の第5レンズからなること。
【選択図】図1
Description
物体側より順に、正の第1レンズと、正の第2レンズと、負の第3レンズ、正の第4レンズ、負の第5レンズからなることを特徴とする撮像レンズ。
但し、
f:全系の焦点距離
f1:前記第1レンズの焦点距離
3.前記第2レンズは以下の条件式を満足することを特徴とする前記1又は前記2に記載の撮像レンズ。
但し、
f:全系の焦点距離
f2:前記第2レンズの焦点距離
4.前記第1レンズと前記第2レンズは以下の条件式を満足することを特徴とする前記1に記載の撮像レンズ。
但し、
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
5.前記第5レンズは以下の条件式を満足することを特徴とする前記1〜4の何れか1項に記載の撮像レンズ。
但し、
f:全系の焦点距離
f5:前記第5レンズの焦点距離
6.前記第5レンズは以下の条件式を満足することを特徴とする前記1〜5の何れか1項に記載の撮像レンズ。
但し、
f:全系の焦点距離
t10:前記第5レンズの軸上厚み
7.前記第5レンズの像側面は非球面に形成されていて、その中心では負の屈折力を持ち周辺に向かうに従い負の屈折力が弱くなると共に、変曲点を有することを特徴とする前記1〜6の何れか1項に記載の撮像レンズ。
小型で収差の良好に補正された撮像レンズを得るための、本発明の基本構成は、物体側より順に、正の第1レンズと、正の第2レンズと、負の第3レンズと、正の第4レンズと、負の第5レンズとからなる。物体側より順に、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズからなる正レンズ群と、負の第5レンズを配置する、いわゆるテレフォトタイプのこのレンズ構成は、撮像レンズ全長の小型化には有利な構成である。
条件式(1)は第1レンズの焦点距離を適切に設定し、撮像レンズ全長の短縮化と収差補正を適切に達成するための条件式である。条件式(1)の値が下限を上回ることで、第1レンズの焦点距離を適度に維持することができ、レンズ全長の短縮化を達成することができる。一方、上限を下回ることで、第1レンズの焦点距離が小さくなり過ぎず、高次の球面収差やコマ収差の発生を抑えることができる。
請求項3の効果
条件式(2)は第2レンズの焦点距離を適切に設定し、撮像レンズ全長の短縮化と収差補正を適切に達成するための条件式である。条件式(2)の値が下限を上回ることで、第2レンズの焦点距離を適度に維持することができ、レンズ全長の短縮化を達成することができる。一方、上限を下回ることで、第2レンズの焦点距離が小さくなり過ぎず、高次の球面収差やコマ収差の発生を抑えることができる。
請求項4の効果
条件式(3)は第1レンズと第2レンズの焦点距離を適切に設定し、撮像レンズ全長の短縮化と収差補正を適切に達成するための条件式である。条件式(3)の値が下限を上回ることで、第1レンズと第2レンズの焦点距離を適度に維持することができ、レンズ全長の短縮化を達成することができる。一方、上限を下回ることで、第2レンズの焦点距離に対して第1レンズの焦点距離が小さくなり過ぎず、高次の球面収差やコマ収差の発生を抑えることができる。
請求項5の効果
条件式(4)は第5レンズの焦点距離を適切に設定し、撮像レンズ全長の短縮化と収差補正を適切に達成するための条件式である。条件式(4)の値が上限を下回ることで、第5レンズの焦点距離を適度に維持することができ、レンズ全長の短縮化を達成することができる。一方、下限を上回ることで、第5レンズの焦点距離が小さくなり過ぎず、高次の球面収差やコマ収差の発生を抑えることができる。
請求項6の効果
条件式(5)は第5レンズの軸上厚みを適切に設定し、撮像レンズの像面性を適切に達成するための条件式である。条件式(5)の値が範囲内にはいることで、撮像レンズの像面性がオーバー側やアンダー側に倒れ過ぎるのを防ぐことができる。
請求項7の効果
第5レンズの像側面を、光軸から周辺に行くに従って負の屈折力が弱くなり、また変曲点を有する非球面形状とすることで、像側光束のテレセントリック特性が確保し易くなる。また、第3レンズの像側面は、レンズ周辺部で過度に負の屈折力を弱くする必要がなくなり軸外収差を良好に補正することが可能となる。
近年では、固体撮像装置全体の小型化を目的とし、同じ画素数の固体撮像素子であっても、画素ピッチが小さく、結果として撮像面サイズの小さいものが開発されている。このような撮像面サイズの小さい固体撮像素子向けの撮像レンズは、全系の焦点距離を比較的短くする必要があるため、各レンズの曲率半径や外径がかなり小さくなってしまう。従って、手間のかかる研磨加工により製造するガラスレンズと比較すれば、全てのレンズを、射出成形により製造されるプラスチックレンズで構成することにより、曲率半径や外径の小さなレンズであっても安価に大量生産が可能となる。また、プラスチックレンズはプレス温度を低くできることから、成形金型の損耗を抑えることができ、その結果、成形金型の交換回数やメンテナンス回数を減少させ、コスト低減を図ることができる。
f:撮像レンズ全系の焦点距離
fB:バックフォーカス
F:Fナンバー
2Y:固体撮像素子の撮像面対角線長
R:曲率半径
D:軸上面間隔
Nd:レンズ材料のd線に対する屈折率
νd:レンズ材料のアッベ数
各実施例において、各面番号の後に「*」が記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にX軸をとり、光軸と垂直方向の高さをhとして以下の「数1」で表す。
Ai:i次の非球面係数
R:曲率半径
K:円錐定数
また、非球面係数において、10のべき乗数(例えば2.5×10−02)をE(例えば2.5E−02)を用いて表すものとする。
(実施例1)
全体諸元を以下に示す。
fB=0.498mm
F=2.5
2Y=7.2mm
面データを以下に示す。
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd
1* 10.739 0.600 1.5305 55.7
2* -68.175 0.100
3(絞り) ∞ 0.123
4* 5.582 0.947 1.5305 55.7
5* -3.257 0.050
6* -603.057 0.778 1.5834 30.2
7* 2.239 1.068
8* -11.871 1.263 1.5305 55.7
9* -1.774 0.539
10* 7.425 0.700 1.5305 55.7
11* 1.556 1.032
12 ∞ 0.300 1.5168 64.2
13 ∞
なお、全てのレンズはプラスチック材料から形成されている。
第1面
K=0.00000E+00,A4=-0.74373E-02,A6=0.16315E-02,A8=0.59676E-03,A10=-0.41854E-03
第2面
K=0.00000E+00,A4=0.89543E-03,A6=0.43281E-02,A8=0.20517E-03,A10=-0.86988E-03
第4面
K=0.12169E+01,A4=-0.32386E-02,A6=-0.11501E-02,A8=-0.28904E-02,A10=0.66773E-03,
A12=-0.87003E-03
第5面
K=-0.11768E+01,A4=-0.35947E-02,A6=-0.72178E-02,A8=0.17631E-02,
A10=-0.57797E-03,A12=-0.27160E-03
第6面
K=0.14753E+06,A4=-0.23865E-01,A6=0.31374E-02,A8=0.26905E-02,A10=-0.45643E-03
第7面
K=-0.22081E+01,A4=-0.99330E-02,A6=0.43867E-02,A8=0.24873E-03,A10=0.16785E-03,
A12=-0.65730E-04
第8面
K=0.16197E+02,A4=0.19069E-01,A6=-0.62317E-02,A8=0.13100E-02,A10=-0.13285E-03, A12=0.11883E-04
第9面
K=-0.41255E+01,A4=-0.13528E-01,A6=0.27806E-02,A8=-0.55501E-03,A10=0.11436E-03,
A12=-0.41722E-05
第10面
K=-0.67305E-01,A4=-0.39579E-01,A6=0.46208E-02,A8=-0.90835E-04,
A10=-0.89962E-05, A12=0.32760E-06
第11面
K=-0.49508E+01,A4=-0.24002E-01,A6=0.31965E-02,A8=-0.32746E-03,A10=0.19120E-04,
A12=-0.37131E-06
単レンズデータを以下に示す。
レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 1 17.535
2 4 4.027
3 6 -3.822
4 8 3.769
5 10 -3.871
各条件式に対応する値を以下に示す。
f/f2=1.467
f2/f1=0.230
f/f5=−1.526
t10/f=0.118
図1は実施例1のレンズの断面図である。図中L1は第1レンズ、L2は第2レンズ、L3は第3レンズ、L4は第4レンズ、L5は第5レンズ、Sは開口絞り、Iは撮像面を示す。また、Fは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板である。図2は実施例1の収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差)である。
(実施例2)
全体諸元を以下に示す。
fB=0.499mm
F=2.2
2Y=7.2mm
面データを以下に示す。
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd
1* 8.124 0.639 1.5305 55.7
2* -34.455 0.100
3(絞り) ∞ 0.162
4* 6.595 0.957 1.5305 55.7
5* -3.650 0.050
6* 45.743 0.640 1.5834 30.2
7* 2.213 1.047
8* -11.807 1.285 1.5305 55.7
9* -1.752 0.523
10* 7.548 0.702 1.5305 55.7
11* 1.574 1.094
12 ∞ 0.300 1.5168 64.2
13 ∞
なお、全てのレンズはプラスチック材料から形成されている。
第1面
K=0.16198E+01,A4=-0.70468E-02,A6=0.17117E-02,A8=0.73635E-03,A10=-0.36980E-03
第2面
K=0.30168E+02,A4=0.80150E-03,A6=0.46886E-02,A8=0.30010E-03,A10=-0.76389E-03
第4面
K=0.20560E+01,A4=-0.30276E-02,A6=-0.84363E-03,A8=-0.24484E-02,A10=0.95793E-03,
A12=-0.75652E-03
第5面
K=-0.14969E+01,A4=-0.26132E-02,A6=-0.73018E-02,A8=0.18608E-02,
A10=-0.43885E-03,A12=-0.16085E-03
第6面
K=-0.50000E+02,A4=-0.24770E-01,A6=0.31511E-02,A8=0.27033E-02,A10=-0.43200E-03
第7面
K=-0.22602E+01,A4=-0.10310E-01,A6=0.43008E-02,A8=0.27754E-03,A10=0.17645E-03,
A12=-0.59090E-04
第8面
K=0.16456E+02,A4=0.18954E-01,A6=-0.62573E-02,A8=0.13022E-02,A10=-0.13258E-03,
A12=0.12946E-04
第9面
K=-0.40651E+01,A4=-0.14408E-01,A6=0.28002E-02,A8=-0.55199E-03,A10=0.11545E-03,
A12=-0.39287E-05
第10面
K=0.92772E+00,A4=-0.38836E-01,A6=0.46062E-02,A8=-0.93985E-04,A10=-0.91908E-05,
A12=0.33995E-06
第11面
K=-0.50337E+01,A4=-0.24037E-01,A6=0.32802E-02,A8=-0.32938E-03,A10=0.18915E-04,
A12=-0.36697E-06
単レンズデータを以下に示す。
レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 1 12.457
2 4 4.578
3 6 -4.008
4 8 3.715
5 10 -3.908
各条件式に対応する値を以下に示す。
f/f2=1.291
f2/f1=0.368
f/f5=−1.512
t10/f=0.119
図3は実施例2のレンズの断面図である。図中L1は第1レンズ、L2は第2レンズ、L3は第3レンズ、L4は第4レンズ、L5は第5レンズ、Sは開口絞り、Iは撮像面を示す。また、Fは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板である。図4は実施例2の収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差)である。
(実施例3)
全体諸元を以下に示す。
fB=0.500mm
F=2.05
2Y=7.2mm
面データを以下に示す。
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd
1* 6.603 0.688 1.5305 55.7
2* -44.176 0.100
3(絞り) ∞ 0.152
4* 6.390 0.977 1.5305 55.7
5* -4.395 0.050
6* 42.925 0.600 1.5834 30.2
7* 2.268 1.020
8* -14.845 1.331 1.5305 55.7
9* -1.779 0.531
10* 8.019 0.715 1.5305 55.7
11* 1.595 1.036
12 ∞ 0.300 1.5168 64.2
13 ∞
なお、全てのレンズはプラスチック材料から形成されている。
第1面
K=0.14048E+01,A4=-0.70966E-02,A6=0.10360E-02,A8=0.89534E-03,A10=-0.29188E-03
第2面
K=0.49085E+03,A4=0.11452E-03,A6=0.45589E-02,A8=0.42466E-03,A10=-0.54884E-03
第4面
K=0.50000E+01,A4=-0.17082E-02,A6=0.16256E-03,A8=-0.22519E-02,A10=0.11262E-02,
A12=-0.63708E-03
第5面
K=-0.14947E+01,A4=-0.25253E-02,A6=-0.69692E-02,A8=0.19263E-02,
A10=-0.39357E-03,A12=-0.11786E-03
第6面
K=-0.50000E+02,A4=-0.28085E-01,A6=0.24172E-02,A8=0.25930E-02,A10=-0.38613E-03
第7面
K=-0.22790E+01,A4=-0.10809E-01,A6=0.41003E-02,A8=0.38893E-03,A10=0.18077E-03,
A12=-0.66114E-04
第8面
K=0.25321E+02,A4=0.15881E-01,A6=-0.61505E-02,A8=0.12926E-02,A10=-0.13488E-03,
A12=0.13432E-04
第9面
K=-0.40392E+01,A4=-0.15076E-01,A6=0.27224E-02,A8=-0.59535E-03,A10=0.11365E-03,
A12=-0.33434E-05
第10面
K=0.18663E+01,A4=-0.37350E-01,A6=0.45514E-02,A8=-0.10252E-03,A10=-0.94808E-05,
A12=0.41864E-06
第11面
K=-0.49193E+01,A4=-0.23372E-01,A6=0.32737E-02,A8=-0.33571E-03,A10=0.18959E-04,
A12=-0.32549E-06
単レンズデータを以下に示す。
レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 1 10.880
2 4 5.068
3 6 -4.127
4 8 3.680
5 10 -3.903
各条件式に対応する値を以下に示す。
f/f2=1.166
f2/f1=0.466
f/f5=−1.514
t10/f=0.121
図5は実施例3のレンズの断面図である。図中L1は第1レンズ、L2は第2レンズ、L3は第3レンズ、L4は第4レンズ、L5は第5レンズ、Sは開口絞り、Iは撮像面を示す。また、Fは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板である。図6は実施例3の収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差)である。
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
S 開口絞り
I 撮像面
F 平行平板
Claims (8)
- 固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズであって、
物体側より順に、正の第1レンズと、正の第2レンズと、負の第3レンズ、正の第4レンズ、負の第5レンズからなることを特徴とする撮像レンズ。 - 前記第1レンズは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。
0.3<f/f1<0.8
但し、
f:全系の焦点距離
f1:前記第1レンズの焦点距離 - 前記第2レンズは以下の条件式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。
0.7<f/f2<2.2
但し、
f:全系の焦点距離
f2:前記第2レンズの焦点距離 - 前記第1レンズと前記第2レンズは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。
0.2<f2/f1<0.7
但し、
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 - 前記第5レンズは以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の撮像レンズ。
−2.3<f/f5<−0.8
但し、
f:全系の焦点距離
f5:前記第5レンズの焦点距離 - 前記第5レンズは以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の撮像レンズ。
0.06<t10/f<0.16
但し、
f:全系の焦点距離
t10:前記第5レンズの軸上厚み - 前記第5レンズの像側面は非球面に形成されていて、その中心では負の屈折力を持ち周辺に向かうに従い負の屈折力が弱くなると共に、変曲点を有することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の撮像レンズ。
- 前記第1レンズ乃至前記第5レンズはプラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の撮像レンズ。
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