JP2013101402A - 撮像光学系及びそれを備える撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の撮像光学系は、物体側から順に、開口絞りSと、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、正の屈折力を有する第4レンズL4と、負の屈折力を有する第5レンズL5と、の5枚のレンズよりなることを特徴とする。また、撮像装置は、この撮像光学系を備えている。
【選択図】図1
Description
また、昨今の撮像素子の大型化、高画素化にともない高解像力のレンズが求められている。この要求に応えるために、非球面レンズ3〜5枚程度で構成された単焦点の光学系が、例えば特許文献1、特許文献2に提案されている。
物体側から順に、
開口絞りと、
正の屈折力を有する第1レンズと、
負の屈折力を有する第2レンズと、
正の屈折力を有する第3レンズと、
正の屈折力を有する第4レンズと、
負の屈折力を有する第5レンズと、
の5枚のレンズよりなることを特徴とする。
0.36<f4/f<3.88 (1)
ここで、
f4は、第4レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
0.81<f3/f4<3.25 (2)
ここで、
f3は、第3レンズの焦点距離、
f4は、第4レンズの焦点距離、
である。
0.28<f1/f<1.23 (3)
但し、
f1は、第1レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
0.57<f3/f<6.31 (4)
ここで、
f3は、第3レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
0<|(SAG4AS−SAG4AA)/4AR|<0.147 (5)
且つ
0<|(SAG4BS−SAG4BA)/4BR|<0.395 (6)
ここで、
SAG4ASは、第4レンズの物体側の面を球面とした場合での有効径6割の位置でのsag量、
SAG4AAは、第4レンズの物体側の面の有効径6割の位置でのsag量、
SAG4BSは、第4レンズの撮像面側の面を球面とした場合での有効径6割の位置でのsag量、
SAG4BAは、第4レンズの撮像面側の面の有効径6割の位置でのsag量、
4ARは、第4レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
4BRは、第4レンズの撮像面側の面の近軸曲率半径、
である。
上述の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置であって、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
15°<αi<30° (7)
ここで、αiは最大像高における主光線の撮像面への入射角度である。
物体側から順に、
開口絞りと、
正の屈折力を有する第1レンズと、
負の屈折力を有する第2レンズと、
正の屈折力を有する第3レンズと、
正の屈折力を有する第4レンズと、
負の屈折力を有する第5レンズと、
の5枚のレンズよりなることを特徴とする。
また、主点の位置をより光学系の物体側に配置することができるので、焦点距離に対して全長を十分に小さくすることが可能となる。これにより、光学系の全長の短縮が実現できる。
また、正の屈折力を持った第3レンズを配置し、第4レンズを正とした5枚構成にすることで、従来の4枚構成の撮像レンズに比べて、周辺部の倍率色収差の補正が有利になる。さらに、第4レンズが正の屈折力を持つことで光学系の全長の短縮化に有利になる。
0.36<f4/f<3.88 (1)
ここで、
f4は、第4レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
条件式(1)の上限値を上回った場合、第4レンズの屈折力が小さくなる。その結果、光学系の全長の短縮化を進めた場合、テレセントリック性の確保が困難になるため好ましくない。
条件式(1)の下限値を下回った場合、第4レンズの屈折力が大きくなりすぎてしまう。このため、軸上の色収差が増大し、収差補正が困難になる。
0.47<f4/f<2.91 (1’)
条件式(1)の代わりに、以下の条件式(1”)を満足するとなお良い。
0.55<f4/f<2.52 (1”)
0.81<f3/f4<3.25 (2)
ここで、
f3は、第3レンズの焦点距離、
f4は、第4レンズの焦点距離、
である。
条件式(2)の上限値を上回った場合、第3レンズに比べ第4レンズの屈折力は顕著に大きくなる。このため、第4レンズの偏心感度が高くなるため好ましくない。
条件式(2)の下限値を下回った場合、第4レンズに比べ第3レンズの屈折力は顕著に大きくなる。このため、第3レンズの偏心感度が高くなるため好ましくない。
また条件式(2)の範囲からはずれた場合、ペッツバール和すなわち像面湾曲の補正が困難になるため好ましくない。
1.07<f3/f4<2.44 (2’)
条件式(2)に代えて、以下の条件式(2”)を満足するとなお良い。
1.24<f3/f4<2.11 (2”)
0.28<f1/f<1.23 (3)
ここで、
f1は、第1レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
条件式(3)の値が下限値を下回った場合、第1レンズの屈折力は強くなってしまう。この場合、諸収差が増大し収差補正が困難になる。また製造感度が低くなるため好ましくない。
条件式(3)の値が上限値を上回った場合、第1レンズの屈折力は弱くなってしまう。この場合、光学系の全長の短縮が困難になってしまうため好ましくない。
0.51<f1/f<0.77 (3’)
条件式(3)に代えて、以下の条件式(3”)を満足するとなお良い。
0.52<f1/f<0.64 (3”)
また、第3レンズの物体側の面を物体側に凸形状にすることで倍率色収差の補正が有利になる。
0.57<f3/f<6.31 (4)
ここで、
f3は、第3レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
条件式(4)の下限値を下回った場合、第3レンズの屈折力は強くなってしまう。この場合、軸上色収差が増大してしまい収差補正が困難になる。
条件式(4)の上限値を上回った場合、第3レンズの屈折力は弱くなってしまう。この場合、光学系の全長が長くなってしまう。
1.68<f3/f<4.73 (4’)
条件式(4)に代えて、以下の条件式(4”)を満足するとなお良い。
1.78<f3/f<4.06 (4”)
0<|(SAG4AS−SAG4AA)/4AR|<0.147 (5)
且つ
0<|(SAG4BS−SAG4BA)/4BR|<0.395 (6)
ここで、
SAG4ASは、第4レンズの物体側の面を球面とした場合での有効径6割の位置でのsag量、
SAG4AAは、第4レンズの物体側の面の有効径6割の位置でのsag量、
SAG4BSは、第4レンズの撮像面側の面を球面とした場合での有効径6割の位置でのsag量、
SAG4BAは、第4レンズの撮像面側の面の有効径6割の位置でのsag量、
4ARは、第4レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
4BRは、第4レンズの撮像面側の面の近軸曲率半径、
である。
また、「レンズ面の有効径6割の位置でのsag量」とは、有効径6割の位置(高さ)において光軸に平行な方向に沿った方向における、実線で示すレンズ面と面頂Vを通る平面Pとの距離SAGaをいう。
条件式(5)、(6)の上限値を上回った場合、軸上と軸外の屈折力に大きな差が生じ、物体距離の変動による像面湾曲の変動が顕著になってしまい好ましくない。
0<|(SAG4AS−SAG4AA)/4AR|<0.091 (5’)
0<|(SAG4BS−SAG4BA)/4BR|<0.197 (6’)
条件式(5)、(6)に代えて、以下の条件式(5”)、(6”)を満足するとなお良い。
0<|(SAG4AS−SAG4AA)/4AR|<0.074 (5”)
0<|(SAG4BS−SAG4BA)/4BR|<0.059 (6”)
上述の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置であって、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
15°<αi<30° (7)
ここで、αiは最大像高における主光線の撮像面への入射角度である。
条件式(7)を満足すると、光学系の全長が長くなるのを抑えつつ、画像中央部と周辺部で画像の明るさの不均一性を抑えることができる。
撮像光学系の最も物体側にシャッタを配置することによって、光学系全体とシャッタ機構とを別々に構成することができる。そのため撮像モジュールの組立が容易になり、また撮像モジュールの小型化に有利になる。また、開口絞り付近に配置することで、シャッタシェーディングの影響を軽減することができる。
オートフォーカス機構を搭載することによって、あらゆる被写体距離において合焦することができる。
電子撮像素子を一体化することで、撮像光学系による光学像を電気信号化することがでる。またαiによる画像中央部と周辺部で画像の明るさの変化を軽減できる電子撮像素子を選択し、小型且つ高性能な撮像装置を提供できる。
さらに、本実施形態の結像光学系では、第2レンズの両面が非球面であることが望ましい。これにより諸収差の補正に有利となる。特に、球面収差、コマ収差、非点収差の補正に有利となる。
また、本実施形態の結像光学系では、第4レンズの両面が非球面であることが望ましい。これにより諸収差の補正に有利となる。特に、湾曲収差、歪曲収差の補正に有利となる。
また、本実施形態の結像光学系では、第5レンズの両面が非球面であることが望ましい。これにより諸収差の補正に有利となる。特に、像面湾曲、歪曲収差の補正に有利となる。また、射出側の光線が光軸に平行である状態、いわゆるテレセントリック性の確保に有利となる。
z=(y2/r)/[1+{1−(1+K)(y/r)2}1/2]
+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10
また、Eは10のべき乗を表している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
単位:mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.16
2* 1.514 0.61 1.53071 55.71
3* -8.512 0.06
4* -77.883 0.30 1.63260 23.28
5* 2.165 0.39
6* 2.008 0.31 1.58393 30.22
7* 2.362 0.64
8* -5.337 0.56 1.53071 55.71
9* -1.247 0.47
10* -1.175 0.55 1.53071 55.71
11* 52.979 0.25
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.32
像面 ∞
非球面データ
第2面
k=0.437
A4=-1.52719e-02,A6=-2.10431e-02
第3面
k=7.266
A4=1.32557e-01,A6=-1.59129e-02
第4面
k=1.079
A4=1.22858e-01,A6=4.14234e-02,A8=-2.33656e-02
第5面
k=3.268
A4=-5.43689e-02,A6=1.07848e-01,A8=-5.00662e-02
第6面
k=-11.164
A4=5.89647e-03,A6=-4.95146e-02,A8=3.70178e-02,A10=-1.95327e-02
第7面
k=0.009
A4=-9.63662e-02,A6=2.41469e-02,A8=-1.08413e-02
第8面
k=0.562
A4=-8.57895e-02,A6=3.88476e-02,A8=-2.04390e-02
第9面
k=-1.040
A4=-2.78432e-03,A6=2.26031e-02,A8=3.85116e-03,A10=-2.11278e-03
第10面
k=-1.147
A4=7.76084e-02,A6=-7.56962e-03,A8=1.86176e-04,A10=5.78786e-07
第11面
k=-99.772
A4=-2.96309e-02,A6=7.64446e-04,A8=-2.13386e-04,A10=3.93374e-07
fb (in air) 0.71
全長 (in air) 4.59
全系焦点距離 4.23
単位:mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.15
2* 1.562 0.62 1.54454 55.93
3* -5.723 0.04
4* 5.330 0.33 1.63494 23.91
5* 1.462 0.29
6* -41.633 0.34 1.60352 28.21
7* -6.459 0.51
8* -2.971 0.33 1.60352 28.21
9* -1.697 0.58
10* -1.453 0.81 1.54454 55.93
11* -7.483 0.25
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.31
像面 ∞
非球面データ
第2面
k=-0.251
A4=-6.57688e-03,A6=-1.08256e-02,A8-2.88799e-02,A10=-5.91158e-03
第3面
k=5.554
A4=6.34805e-02,A6=-1.12391e-01,A8=1.01639e-01,A10=-5.33485e-02
第4面
k=-171.109
A4=5.52591e-02,A6=-5.59237e-02,A8=1.30568e-01,A10=-5.13041e-02
第5面
k=-0.238
A4=-1.73099e-01,A6=2.88831e-01,A8=-2.17465e-01,A10=1.23197e-01
第6面
k=43.598
A4=-8.87746e-02,A6=-7.59662e-02,A8=2.87338e-01,A10=-1.19189e-01
第7面
k=25.501
A4=-5.60907e-02,A6=-6.79959e-02,A8=1.24828e-01,A10=3.11344e-02
第8面
k=0.363
A4=-4.35137e-02,A6=-4.64459e-02,A8=-8.27315e-03,A10=1.12264e-03
第9面
k=0.173
A4=6.74807e-02,A6=1.99499e-02,A8=-6.40927e-03,A10=1.56685e-03
第10面
k=-1.578
A4=5.99798e-02,A6=-8.31077e-03,A8=7.03202e-04,A10=-5.05168e-05
第11面
k=-200.000
A4=-2.41208e-02,A6=-7.90557e-04,A8=-3.92103e-04,A10=4.61755e-05
fb (in air) 0.69
全長 (in air) 4.54
全系焦点距離 4.28
単位:mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.10
2* 1.618 0.62 1.53071 55.71
3* -4.961 0.05
4* 5.710 0.33 1.63494 23.91
5* 1.563 0.39
6* -3.756 0.39 1.53071 55.71
7* -2.061 0.42
8* -1.845 0.50 1.60352 28.21
9* -1.580 0.73
10* -1.614 0.67 1.53071 55.71
11* -7.980 0.25
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.31
像面 ∞
非球面データ
第2面
k=-0.170
A4=-1.00356e-02,A6=-3.81996e-03,A8=5.51225e-03,A10=-2.99796e-03
第3面
k=7.114
A4=7.85575e-02,A6=1.21370e-02,A8=5.33615e-03,A10=1.31206e-02
第4面
k=-113.321
A4=6.01996e-02,A6=4.26326e-03,A8=1.30646e-01,A10=-9.05304e-02
第5面
k=0.790
A4=-1.32069e-01,A6=1.44559e-01,A8=-6.94869e-02,A10=2.98790e-02
第6面
k=-22.022
A4=-1.85512e-02,A6=6.79936e-02,A8=8.52940e-04,A10=4.87794e-04
第7面
k=-5.915
A4=1.50114e-02,A6=6.95824e-02,A8=-5.46294e-04,A10=-2.72286e-03
第8面
k=-2.318
A4=1.39851e-02,A6=9.33341e-02,A8=-1.01201e-01,A10=3.11984e-02,A12=-2.96310e-03
第9面
k=-0.109
A4=4.90824e-02,A6=8.55630e-02,A8=-4.72267e-02,A10=8.61669e-03,A12=1.97114e-04
第10面
k=-1.005
A4=5.28628e-02,A6=-5.86815e-03,A8=8.46175e-04,A10=-8.07449e-05,A12=3.71532e-07
第11面
k=-445.082
A4=-2.58354e-02,A6=1.51787e-03,A8=-3.84860e-04,A10=2.54376e-05,A12=9.34150e-08
fb (in air) 0.71
全長 (in air) 4.82
全系焦点距離 4.47
単位:mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.18
2* 1.449 0.55 1.53071 55.71
3* -6.171 0.06
4* 5.948 0.33 1.63494 23.91
5* 1.443 0.28
6* 19.919 0.34 1.60352 28.21
7* -19.991 0.43
8* -2.719 0.34 1.60352 28.21
9* -1.699 0.70
10* -1.722 0.81 1.53071 55.71
11* -11.154 0.25
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.33
像面 ∞
非球面データ
第2面
k=-0.117
A4=-1.18556e-03,A6=-6.58231e-03,A8=-2.32639e-02,A10=3.01692e-02
第3面
k=-11.751
A4=7.53795e-02,A6=-9.31862e-02,A8=1.10250e-01,A10=4.78478e-03
第4面
k=-174.630
A4=4.88256e-02,A6=-5.68098e-02,A8=1.46920e-01,A10=-3.82802e-02
第5面
k=-0.092
A4=-1.63449e-01,A6=2.78687e-01,A8=-2.54070e-01,A10=1.68844e-01
第6面
k=41.914
A4=-7.82489e-02,A6=-5.97126e-02,A8=2.95170e-01,A10=-1.61574e-01
第7面
k=101.771
A4=-6.86789e-02,A6=-8.41227e-02,A8=1.10130e-01,A10=3.83175e-02
第8面
k=0.915
A4=-4.70200e-02,A6=-6.88395e-02,A8=-2.66452e-03,A10=-2.39501e-02
第9面
k=0.332
A4=6.15674e-02,A6=2.48501e-02,A8=-4.90039e-03,A10=2.29803e-03
第10面
k=-1.112
A4=5.82775e-02,A6=-7.14819e-03,A8=6.34866e-04,A10=-4.04834e-05
第11面
k=-636.320
A4=-2.12631e-02,A6=-1.50144e-03,A8=-4.38711e-04,A10=6.36103e-05
fb (in air) 0.71
全長 (in air) 4.55
全系焦点距離 4.37
単位:mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.10
2* 1.566 0.55 1.54454 55.93
3* -13.551 0.06
4* 6.440 0.33 1.63494 23.91
5* 1.754 0.33
6 -10.574 0.47 1.53071 55.71
7* -3.536 0.43
8* -2.442 0.57 1.54454 55.93
9* -1.247 0.70
10* -1.071 0.41 1.54454 55.93
11* -4.779 0.30
12 ∞ 0.20 1.51633 64.14
13 ∞ 0.30
像面 ∞
非球面データ
第2面
k=0.118
A4=3.51981e-03,A6=3.15415e-04,A8=2.85742e-02
第3面
k=-49.163
A4=9.91226e-02,A6=-1.01062e-01,A8=1.87672e-01
第4面
k=6.287
A4=4.22317e-02,A6=-1.42760e-01,A8=2.38264e-01,A10=-3.19567e-02
第5面
k=1.391
A4=-6.20887e-02,A6=2.25292e-02,A8=-9.94067e-02,A10=1.30287e-01
第7面
k=-3.816
A4=1.98999e-02,A6=-5.49857e-02,A8=2.73220e-02,A10=1.14483e-02
第8面
k=1.870
A4=-5.96485e-02,A6=1.39147e-01,A8=-1.30303e-01,A10=4.49195e-02
第9面
k=-0.461
A4=-2.79628e-03,A6=1.03908e-01,A8=-3.66048e-02,A10=6.17661e-03
第10面
k=-1.885
A4=5.81773e-02,A6=-6.68551e-03,A8=1.30080e-04,A10=8.02451e-06,A12=8.92094e-07
第11面
k=-150.548
A4=-1.68889e-02,A6=5.44836e-04,A8=-5.25831e-04,A10=1.26296e-04,A12=-1.02406e-05
fb (in air) 0.76
全長 (in air) 4.61
全系焦点距離 4.09
単位:mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.10
2* 1.895 0.70 1.54454 55.93
3* -35.770 0.05
4* 4.541 0.34 1.63494 23.91
5* 1.763 0.36
6* 554.313 0.49 1.53071 55.71
7* -4.923 0.49
8* -2.316 0.77 1.54454 55.93
9* -1.132 0.57
10* -3.874 0.44 1.54454 55.93
11* 2.329 0.46
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.40
像面 ∞
非球面データ
第2面
k=-0.417
A4=2.30722e-02,A6=-1.57621e-02,A8=2.42845e-02
第3面
k=0.027
A4=8.14577e-04,A6=3.23114e-02,A8=1.84596e-02
第4面
k=-41.241
A4=-5.43173e-02,A6=6.47387e-02,A8=-9.99442e-03,A10=-6.30963e-03
第5面
k=0.803
A4=-1.26827e-01,A6=8.91246e-02,A8=-5.28834e-02,A10=6.13521e-03
第6面
k=-1.264
A4=-3.67651e-02,A6=4.83340e-04,A8=2.45824e-02,A10=-7.23457e-03
第7面
k=-3.287
A4=-5.22028e-02,A6=3.97193e-02,A8=-3.88474e-02,A10=1.79400e-02
第8面
k=1.102
A4=-9.69947e-02,A6=1.27478e-01,A8=-5.71162e-02,A10=1.24910e-02
第9面
k=-0.868
A4=3.03167e-02,A6=5.02812e-03,A8=9.35928e-03,A10=-2.37338e-03
第10面
k=-0.243
A4=6.13107e-03,A6=2.18227e-04,A8=2.20085e-04,A10=-2.21650e-05
第11面
k=-9.257
A4=-3.71806e-02,A6=6.26959e-03,A8=-8.14906e-04,A10=4.31811e-05
fb (in air) 1.06
全長 (in air) 5.28
全系焦点距離 4.32
単位:mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ -0.10
2* 2.100 0.85 1.53071 55.71
3* -10.000 0.05
4* 9.391 0.40 1.63494 23.91
5* 2.428 0.76
6* -3.409 0.66 1.53071 55.71
7* -1.539 0.38
8* -1.402 0.83 1.53071 55.71
9* -1.300 0.66
10* -1.908 0.50 1.53071 55.71
11* 47.477 0.60
12 ∞ 0.30 1.51633 64.14
13 ∞ 0.45
像面 ∞
非球面データ
第2面
k=-1.154
A4=1.46019e-02,A6=8.67027e-04,A8=-1.00000e-03
第3面
k=-5.000
A4=7.83820e-03,A6=2.24308e-04,A8=-1.09538e-04
第4面
k=3.593
A4=-1.93960e-02,A6=1.25120e-02,A8=5.66178e-04
第5面
k=1.505
A4=-3.04522e-02,A6=1.15182e-02,A8=1.85302e-04
第6面
k=1.351
A4=-1.00000e-02,A6=1.30000e-03
第7面
k=-1.575
A4=2.33107e-02,A6=-5.69157e-03
第8面
k=-0.869
A4=5.99547e-02,A6=-6.95207e-03,A8=-4.49331e-04
第9面
k=-1.259
A4=1.00000e-02,A6=1.00000e-03
第10面
k=-0.818
A4=4.38227e-02,A6=-4.00871e-03,A8=-2.87456e-05,A10=1.78791e-05
第11面
k=15.000
A4=-8.66144e-03,A6=1.01133e-03,A8=-1.84966e-04,A10=5.56796e-06
fb (in air) 1.25
全長 (in air) 6.35
全系焦点距離 5.43
式(1) f4/f
式(2) f3/f4
式(3) f1/f
式(4) f3/f
式(5) |(SAG4AS−SAG4AA)/4AR|
式(6) |(SAG4BS−SAG4BA)/4BR|
式(7) αi
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 実施例6 実施例7
f 4.23 4.28 4.47 4.37 4.09 4.32 5.43
f1 2.46 2.31 2.37 2.26 2.60 3.31 3.34
f2 -3.28 -3.25 -3.47 -3.06 -3.86 -4.72 -5.23
f3 17.13 12.52 7.94 16.45 9.74 9.16 4.68
f4 2.91 5.93 10.54 6.61 3.99 3.29 8.77
f5 -2.15 -3.46 -3.94 -3.94 -2.63 -2.59 -3.43
F NO 2.80 2.80 2.94 2.94 2.94 2.80 2.89
式(1) 0.58 0.54 0.53 0.52 0.64 0.77 0.61
式(2) 0.69 1.38 2.36 1.51 0.98 0.76 1.62
式(3) 5.89 2.11 0.75 2.49 2.44 2.78 0.53
式(4) 4.06 2.92 1.78 3.76 2.38 2.12 0.86
式(5) 0.005 0.004 0.013 0.004 0.004 0.010 0.074
式(6) 0.062 0.021 0.040 0.014 0.059 0.182 0.197
式(7) 26 26 24 25 25 24 24
なお、このパソコンの撮像光学系は、上記各数値実施例のレンズ断面構成とは異なっているが、上述したように上記各実施例の撮像光学系を搭載している。
電子撮像素子チップ162で受光された物体像は、端子166を介して、パソコン300の処理手段に入力される。そして、最終的に、物体像は電子画像としてモニター302に表示される、図18には、その一例として、操作者が撮影した画像305が示されている。また、この画像305は、処理手段を介し、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。遠隔地への画像伝達は、インターネットや電話を利用する。
電子撮影素子チップ162で受光された物体像は、端子166を介して、図示していない画像処理手段に入力される。そして、最終的に物体像は、電子画像としてモニター404に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、処理手段には信号処理機能が含まれている。通信相手に画像を送信する場合、この機能により、電子撮像素子チップ162で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する。
なお、この情報処理装置の撮像光学系は、上記各数値実施例のレンズ断面構成とは異なっているが、上述したように上記各実施例の撮像光学系を搭載している。
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
CG カバーガラス
I 撮像面
E 観察者の眼球
40 デジタルカメラ
41 撮影光学系
42 撮影用光路
43 ファインダー光学系
44 ファインダー用光路
45 シャッタ
46 フラッシュ
47 液晶表示モニター
48 撮像光学系
49 CCD
50 撮像面
51 処理手段
53 ファインダー用対物光学系
55 ポロプリズム
57 視野枠
59 接眼光学系
66 フォーカス用レンズ
67 結像面
100 対物光学系
102 カバーガラス
162 電子撮像素子チップ
166 端子
300 パソコン
301 キーボード
302 モニター
303 撮影光学系
304 撮影光路
305 画像
400 携帯電話
401 マイク部
402 スピーカ部
403 入力ダイアル
404 モニター
405 撮影光学系
406 アンテナ
407 撮影光路
物体側から順に、
開口絞りと、
正の屈折力を有する第1レンズと、
負の屈折力を有する第2レンズと、
正の屈折力を有する第3レンズと、
正の屈折力を有する第4レンズと、
負の屈折力を有する第5レンズと、
の5枚のレンズよりなり、
第5レンズの少なくとも1面は非球面であるとともに、少なくとも1つの変曲点を有し、
隣り合うレンズの間隔は全て固定であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.28<f1/f<0.77 (3’’’)
但し、
f1は、第1レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
また、本発明の好ましい態様によれば、第1レンズの物体側面は物体側に凸であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第1レンズは両凸であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第2レンズは、像側面が凹のメニスカス形状であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第3レンズの像側面は、像側に凸であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第3レンズは、物体側面が凹のメニスカス形状であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第4レンズの像側面は、像側に凸であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第4レンズは、物体側面が凹のメニスカス形状であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第5レンズは、像側面が凹形状であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式を満足することが望ましい。
1.68<f3/f<6.31 (4’’’)
ここで、
f3は、第3レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
また、本発明の好ましい態様によれば、第1レンズと第2レンズの間には空気間隔があることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第2レンズと第3レンズの間には空気間隔があることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第1レンズの両面と第2レンズの両面は、いずれも非球面であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第4レンズの両面と第5レンズの両面は、いずれも非球面であることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第5レンズが最も径大に構成されていることが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、開口絞りが、第1レンズの物体側面の面頂位置より像側であって、第1レンズの物体側面の最周辺部よりも物体側に配置されていることが望ましい。
上述の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、以下の条件式を満足することが望ましい。
15°<αi<30° (7)
ここで、αiは最大像高における主光線の撮像面への入射角度である。
また、主点の位置をより光学系の物体側に配置することができるので、焦点距離に対して全長を十分に小さくすることが可能となる。これにより、光学系の全長の短縮が実現できる。
また、正の屈折力を持った第3レンズを配置し、第4レンズを正とした5枚構成にすることで、従来の4枚構成の撮像レンズに比べて、周辺部の倍率色収差の補正が有利になる。さらに、第4レンズが正の屈折力を持つことで光学系の全長の短縮化に有利になる。
加えて、本実施形態の撮像光学系では、第5レンズの少なくとも1面は非球面であるとともに、少なくとも1つの変曲点を有し、隣り合うレンズの間隔は全て固定であり、以下の条件式を満足する。
0.28<f1/f<0.77 (3’’’)
但し、
f1は、第1レンズの焦点距離、
fは、撮像光学系全系の焦点距離、
である。
撮像光学系の最も物体側にシャッタを配置することによって、光学系全体とシャッタ機構とを別々に構成することができる。そのため撮像モジュールの組立が容易になり、また撮像モジュールの小型化に有利になる。また、開口絞り付近に配置することで、シャッタシェーディングの影響を軽減することができる。
式(1) f4/f
式(2) f3/f4
式(3) f1/f
式(4) f3/f
式(5) |(SAG4AS−SAG4AA)/4AR|
式(6) |(SAG4BS−SAG4BA)/4BR|
式(7) αi
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 実施例6 実施例7
f 4.23 4.28 4.47 4.37 4.09 4.32 5.43
f1 2.46 2.31 2.37 2.26 2.60 3.31 3.34
f2 -3.28 -3.25 -3.47 -3.06 -3.86 -4.72 -5.23
f3 17.13 12.52 7.94 16.45 9.74 9.16 4.68
f4 2.91 5.93 10.54 6.61 3.99 3.29 8.77
f5 -2.15 -3.46 -3.94 -3.94 -2.63 -2.59 -3.43
F NO 2.80 2.80 2.94 2.94 2.94 2.80 2.89
式(1) 0.69 1.38 2.36 1.51 0.98 0.76 1.62
式(2) 5.89 2.11 0.75 2.49 2.44 2.78 0.53
式(3) 0.58 0.54 0.53 0.52 0.64 0.77 0.61
式(4) 4.06 2.92 1.78 3.76 2.38 2.12 0.86
式(5) 0.005 0.004 0.013 0.004 0.004 0.010 0.074
式(6) 0.062 0.021 0.040 0.014 0.059 0.182 0.197
式(7) 26 26 24 25 25 24 24
Claims (13)
- 物体側から順に、
開口絞りと、
正の屈折力を有する第1レンズと、
負の屈折力を有する第2レンズと、
正の屈折力を有する第3レンズと、
正の屈折力を有する第4レンズと、
負の屈折力を有する第5レンズと、
の5枚のレンズよりなることを特徴とする撮像光学系。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像光学系。
0.36<f4/f<3.88 (1)
ここで、
f4は、前記第4レンズの焦点距離、
fは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
である - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像光学系。
0.81<f3/f4<3.25 (2)
ここで、
f3は、前記第3レンズの焦点距離、
f4は、前記第4レンズの焦点距離、
である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の撮像光学系。
0.28<f1/f<1.23 (3)
但し、
f1は、前記第1レンズの焦点距離、
fは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
である。 - 前記第2レンズの像面側の面は、像面側に凹形状であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の撮像光学系。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の撮像光学系。 0.57<f3/f<6.31 (4)
ここで、
f3は、前記第3レンズの焦点距離、
fは、前記撮像光学系全系の焦点距離、
である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の撮像光学系。
0<|(SAG4AS−SAG4AA)/4AR|<0.147 (5)
且つ
0<|(SAG4BS−SAG4BA)/4BR|<0.395 (6)
ここで、
SAG4ASは、前記第4レンズの物体側の面を球面とした場合での有効径6割の位置で
のsag量、
SAG4AAは、前記第4レンズの物体側の面の有効径6割の位置でのsag量、
SAG4BSは、前記第4レンズの撮像面側の面を球面とした場合での有効径6割の位置
でのsag量、
SAG4BAは、前記第4レンズの撮像面側の面の有効径6割の位置でのsag量、
4ARは、前記第4レンズの物体側の面の近軸曲率半径、
4BRは、前記第4レンズの撮像面側の面の近軸曲率半径、
である。 - 前記第5レンズの物体側の面は凹形状のレンズであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の撮像光学系。
- 前記第1レンズ、前記第2レンズ、前記第3レンズ、前記第4レンズ、前記第5レンズは、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の撮像光学系。
- 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の撮像光学系と、
撮像面を有する電子撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置であって、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
15°<αi<30° (7)
ここで、αiは最大像高における主光線の前記撮像面への入射角度である。 - さらに、前記撮像光学系の最も物体側にシャッタ機構を有することを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。
- 前記撮像光学系は、オートフォーカス機構を有することを特徴とする請求項10または11に記載の撮像装置。
- 前記撮像光学系と電子撮像素子とを一体化したことを特徴とする請求項10、11または12に記載の撮像装置。
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- 2013-02-20 JP JP2013031437A patent/JP2013101402A/ja active Pending
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