JP2013109085A - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像レンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズと、像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第2レンズと、光軸近傍において正の屈折力を有する両凸形状の第3レンズと、光軸近傍において物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第4レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有し周辺部において正の屈折力を有する第5レンズとから構成される。撮像レンズは、条件式「3.0 ≦ f3/f4 ≦ 30.0」を満足する。但し、f3は第3レンズの焦点距離であり、f4は第4レンズの焦点距離である。
【選択図】図1
Description
条件式(a): 3.0 ≦ f3/f4 ≦ 30.0
これにより、高画素の撮像素子に対応した良好な光学性能を有し、小型かつ大口径の安価な撮像レンズを実現する。
条件式(b): νd1 > 50
条件式(c): νd2 < 30
条件式(d): νd3 > 50
条件式(e): νd4 > 50
これにより、高画素の撮像素子に対応した良好な光学性能を有し、小型かつ大口径の撮像レンズを実現する。
条件式(f): 0.4 < |f1/f2| < 1.2
これにより、良好な光学性能の確保と光学全長の抑制とを実現する。
条件式(g): 0.2 < |f5/f| < 1.3
条件式(h): νd5 > 50
これにより、良好な光学性能の確保と光学全長の抑制とを実現する。
条件式(a): 3.0 ≦ f3/f4 ≦ 30.0
これにより、高画素の撮像素子に対応した良好な光学性能を有し、小型かつ大口径の安価な撮像レンズを備える撮像装置を実現する。
3.0 ≦ f3/f4 ≦ 30.0 ・・・条件式(a)
但し、f3は第3レンズの焦点距離であり、f4は第4レンズの焦点距離である。この条件式(a)を満足するように設定することにより、良好な光学性能の確保と光学全長の抑制を実現することができる。条件式(a)は第3レンズの焦点距離と第4レンズの焦点距離との比を規定するものであり、屈折力のバランスを制限している。条件式(a)の上限値を外れると、コマ収差および像面湾曲の補正が困難となる。一方、この条件式の下限値を外れると収差補正上は有利になるが、光学全長が増大し、カメラ付き携帯電話で要求される本レンズ系の小型化および低背化を実現することができない。
3.0 ≦ f3/f4 ≦ 12.0 ・・・条件式(a')
νd1 > 50 ・・・条件式(b)
νd2 < 30 ・・・条件式(c)
νd3 > 50 ・・・条件式(d)
νd4 > 50 ・・・条件式(e)
但し、νd1は第1レンズのd線(波長587.6nm)に対するアッベ数、νd2は第2レンズのd線に対するアッベ数、νd3は第3レンズのd線に対するアッベ数、νd4は第4レンズのd線に対するアッベ数である。これらの条件式を満足するように設定することにより、高画素の撮像素子に対応した良好な光学性能を有し、小型かつ大口径の撮像レンズを実現することができる。これらの条件式は、レンズ系で発生する色収差を良好に補正するための条件である。これらの条件式の指定値を外れると、F2.0以下の大口径化に際して必要となる軸上色収差の補正が困難となる。
0.4 < |f1/f2| < 1.2 ・・・条件式(f)
但し、f1は第1レンズの焦点距離であり、f2は第2レンズの焦点距離である。この条件式(f)を満足するように設定することにより、良好な光学性能の確保と光学全長の抑制とを実現することができる。この条件式(f)は、第1レンズの焦点距離と第2レンズの焦点距離との比を規定するものであり、屈折力のバランスを制限している。条件式(f)の上限値を外れると、収差補正上は有利になるが、光学全長が増大し、本レンズ系に要求される小型化を実現することができなくなる。一方、この条件式の下限値を外れると、軸上色収差の補正が困難となる。
0.5 < |f1/f2| < 1.0 ・・・条件式(f')
0.2 < |f5/f| < 1.3 ・・・条件式(g)
νd5 > 50 ・・・条件式(h)
但し、f5は第5レンズの焦点距離であり、fはレンズ全系の焦点距離である。また、νd5は第5レンズのd線に対するアッベ数である。この条件式(g)および(h)を満足するように設定することにより、良好な光学性能の確保と光学全長の抑制とを実現することができる。条件式(g)は、第5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ものであり、第5レンズの屈折力を制限している。条件式(g)の上限値を外れると、収差補正上は有利になるが、光学全長が増大し、本レンズ系に要求される小型化を実現することができなくなる。一方、この条件式の下限値を外れると、小型化には有利だが、中心から中間像高で発生する像面湾曲をバランスよく補正することが困難となる。また、条件式(h)は、第5レンズのd線に対するアッベ数を規定するものであり、レンズ系で発生する色収差を良好に補正するための条件である。この条件式の指定値を外れると、軸上色収差と倍率色収差とをバランスよく補正することが困難となる。
1.第1の実施の形態(数値実施例1)
2.第2の実施の形態(数値実施例2)
3.第3の実施の形態(数値実施例3)
4.第4の実施の形態(数値実施例3)
5.第5の実施の形態(数値実施例3)
6.適用例(撮像装置)
る。すなわち、「Fno」は開放F値(Fナンバー)である。「f」はレンズ系全体の焦点距離である。「2ω」は対角の全画角である。「Si」は物体側から数えてi番目の面である。「Ri」は面Siの曲率半径である。「di」は物体側からi番目の面とi+1番目の面との間の面間隔である。「ni」は第iレンズのd線(波長587.6nm)における屈折率である。「νi」は第iレンズのd線におけるアッベ数である。また、「∞」は当該面が平面であることを、「ASP」は当該面が非球面(aspherical)であることをそれぞれ示す。
Z=(Y2/R)/(1+(1−(1+κ)(Y/R)2)1/2)
+AY3+BY4+CY5+DY6+EY7+FY8+GY9
+HY10+IY11+JY12+LY13+MY14+NY15+PY16
によって定義されるものとする。なお、Rは曲率半径、кは円錐(コーニック)定数である。また、A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、L、M、N、および、Pは、それぞれ3次、4次、5次、6次、7次、8次、9次、10次、11次、12次、13次、14次、15次、および、16次の非球面係数である。
[レンズ構成]
図1は、本技術の第1の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。この第1の実施の形態におけるレンズは、物体側から像面IMGに対して順に、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とを備える。第1レンズL1は、正の屈折力を有するレンズである。第2レンズL2は、像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。第3レンズL3は、光軸近傍において正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。第4レンズL4は、光軸近傍において物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。第5レンズL5は、光軸近傍において負の屈折力を有し周辺部において正の屈折力を有するレンズである。メニスカス形状とは両面が同じ方向の曲面からなる形状であり、その曲率の符号は何れの面も同じである。また、第1レンズL1と第2レンズL2との間には絞りSTOが配置され、第5レンズL5と像面IMGとの間にはシールガラスSGが配置される。
図2は、本技術の第1の実施の形態による撮像レンズの各収差図である。同図(a)は球面収差図、同図(b)は非点収差図、同図(c)は歪曲収差図である。球面収差図において、実線はd線(587.6nm)、破線はc線(波長656.3nm)、一点鎖線はg線(波長435.8nm)における値を示す。また、非点収差図において、実線Sはサジタル像面、破線Mはメリディオナル像面における値を示す。
[レンズの構成]
図3は、本技術の第2の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。この第2の実施の形態におけるレンズは、物体側から像面IMGに対して順に、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とを備える。第1レンズL1は、正の屈折力を有するレンズである。第2レンズL2は、像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。第3レンズL3は、光軸近傍において正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。第4レンズL4は、光軸近傍において物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。第5レンズL5は、光軸近傍において負の屈折力を有し周辺部において正の屈折力を有するレンズである。また、第1レンズL1の物体側には絞りSTOが配置され、第5レンズL5と像面IMGとの間にはシールガラスSGが配置される。
図4は、本技術の第2の実施の形態による撮像レンズの各収差図である。同図(a)は球面収差図、同図(b)は非点収差図、同図(c)は歪曲収差図である。なお、各収差図における線種は第1の実施の形態において説明したものと同様である。
[レンズの構成]
図5は、本技術の第3の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。この第3の実施の形態におけるレンズは、物体側から像面IMGに対して順に、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とを備える。第1レンズL1は、正の屈折力を有するレンズである。第2レンズL2は、像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。第3レンズL3は、光軸近傍において正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。第4レンズL4は、光軸近傍において物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。第5レンズL5は、光軸近傍において負の屈折力を有し周辺部において正の屈折力を有するレンズである。また、第1レンズL1の物体側には絞りSTOが配置され、第5レンズL5と像面IMGとの間にはシールガラスSGが配置される。
図6は、本技術の第3の実施の形態による撮像レンズの各収差図である。同図(a)は球面収差図、同図(b)は非点収差図、同図(c)は歪曲収差図である。なお、各収差図における線種は第1の実施の形態において説明したものと同様である。
[レンズの構成]
図7は、本技術の第4の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。この第4の実施の形態におけるレンズは、物体側から像面IMGに対して順に、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とを備える。第1レンズL1は、正の屈折力を有するレンズである。第2レンズL2は、像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。第3レンズL3は、光軸近傍において正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。第4レンズL4は、光軸近傍において物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。第5レンズL5は、光軸近傍において負の屈折力を有し周辺部において正の屈折力を有するレンズである。また、第1レンズL1の物体側には絞りSTOが配置され、第5レンズL5と像面IMGとの間にはシールガラスSGが配置される。
図8は、本技術の第4の実施の形態による撮像レンズの各収差図である。同図(a)は球面収差図、同図(b)は非点収差図、同図(c)は歪曲収差図である。なお、各収差図における線種は第1の実施の形態において説明したものと同様である。
[レンズの構成]
図9は、本技術の第5の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。この第5の実施の形態におけるレンズは、物体側から像面IMGに対して順に、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とを備える。第1レンズL1は、正の屈折力を有するレンズである。第2レンズL2は、像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。第3レンズL3は、光軸近傍において正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。第4レンズL4は、光軸近傍において物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。第5レンズL5は、光軸近傍において負の屈折力を有し周辺部において正の屈折力を有するレンズである。また、第1レンズL1の物体側には絞りSTOが配置され、第5レンズL5と像面IMGとの間にはシールガラスSGが配置される。
図10は、本技術の第5の実施の形態による撮像レンズの各収差図である。同図(a)は球面収差図、同図(b)は非点収差図、同図(c)は歪曲収差図である。なお、各収差図における線種は第1の実施の形態において説明したものと同様である。
[撮像装置の構成]
図11は、本技術の第1乃至第5の実施の形態による撮像レンズを撮像装置100に適用した例を示す図である。この撮像装置100は、第1乃至第5の実施の形態として説明した撮像レンズ111と、撮像レンズ111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112とを含む光学系110を備える。撮像素子112としては、例えば、CCDセンサーやCMOSセンサー等が用いられる。
(1)物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズと、像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第2レンズと、光軸近傍において正の屈折力を有する両凸形状の第3レンズと、光軸近傍において物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第4レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有し周辺部において正の屈折力を有する第5レンズとから構成され、以下の条件式(a)を満足する撮像レンズ。
条件式(a): 3.0 ≦ f3/f4 ≦ 30.0
但し、
f3:前記第3レンズの焦点距離、
f4:前記第4レンズの焦点距離
とする。
(2)以下の条件式(b)、(c)、(d)および(e)をさらに満足する前記(1)に記載の撮像レンズ。
条件式(b): νd1 > 50
条件式(c): νd2 < 30
条件式(d): νd3 > 50
条件式(e): νd4 > 50
但し、
νd1:前記第1レンズのd線(波長587.6nm)に対するアッベ数、
νd2:前記第2レンズのd線(波長587.6nm)に対するアッベ数、
νd3:前記第3レンズのd線(波長587.6nm)に対するアッベ数、
νd4:前記第4レンズのd線(波長587.6nm)に対するアッベ数
とする。
(3)以下の条件式(f)をさらに満足する前記(1)または(2)に記載の撮像レンズ。
条件式(f): 0.4 < |f1/f2| < 1.2
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
とする。
(4)以下の条件式(g)および(h)をさらに満足する前記(1)から(3)のいずれかに記載の撮像レンズ。
条件式(g): 0.2 < |f5/f| < 1.3
条件式(h): νd5 > 50
但し、
f5:前記第5レンズの焦点距離、
f:前記第1乃至5レンズからなるレンズ全系の焦点距離、
νd5:前記第5レンズのd線に対するアッベ数
とする。
(5)第1乃至第5レンズは樹脂製のレンズで構成される前記(1)から(4)のいずれかに記載の撮像レンズ。
(6)実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記(1)から(5)のいずれかに記載の撮像レンズ。
(7)物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズと、像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第2レンズと、光軸近傍において正の屈折力を有する両凸形状の第3レンズと、光軸近傍において物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第4レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有し周辺部において正の屈折力を有する第5レンズとから構成される撮像レンズと、
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、
以下の条件式(a)を満足する撮像装置。
条件式(a): 3.0 ≦ f3/f4 ≦ 30.0
但し、
f3:前記第3レンズの焦点距離、
f4:前記第4レンズの焦点距離
とする。
(8)実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記(7)に記載の撮像装置。
SG シールガラス
STO 絞り
100 撮像装置
101 バス
110 光学系
111 撮像レンズ
112 撮像素子
120 カメラ制御部
141 操作キー
142 液晶表示パネル
143 スピーカ
144 マイクロフォン
150 表示制御部
160 音声コーデック
170 通信制御部
180 赤外線インターフェース
181 赤外線通信部
190 メモリカードインターフェース
191 メモリカード
Claims (6)
- 物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズと、像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第2レンズと、光軸近傍において正の屈折力を有する両凸形状の第3レンズと、光軸近傍において物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第4レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有し周辺部において正の屈折力を有する第5レンズとから構成され、以下の条件式(a)を満足する撮像レンズ。
条件式(a): 3.0 ≦ f3/f4 ≦ 30.0
但し、
f3:前記第3レンズの焦点距離、
f4:前記第4レンズの焦点距離
とする。 - 以下の条件式(b)、(c)、(d)および(e)をさらに満足する請求項1記載の撮像レンズ。
条件式(b): νd1 > 50
条件式(c): νd2 < 30
条件式(d): νd3 > 50
条件式(e): νd4 > 50
但し、
νd1:前記第1レンズのd線(波長587.6nm)に対するアッベ数、
νd2:前記第2レンズのd線(波長587.6nm)に対するアッベ数、
νd3:前記第3レンズのd線(波長587.6nm)に対するアッベ数、
νd4:前記第4レンズのd線(波長587.6nm)に対するアッベ数
とする。 - 以下の条件式(f)をさらに満足する請求項1記載の撮像レンズ。
条件式(f): 0.4 < |f1/f2| < 1.2
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
とする。 - 以下の条件式(g)および(h)をさらに満足する請求項1記載の撮像レンズ。
条件式(g): 0.2 < |f5/f| < 1.3
条件式(h): νd5 > 50
但し、
f5:前記第5レンズの焦点距離、
f:前記第1乃至5レンズからなるレンズ全系の焦点距離、
νd5:前記第5レンズのd線に対するアッベ数
とする。 - 第1乃至第5レンズは樹脂製のレンズで構成される請求項1記載の撮像レンズ。
- 物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズと、像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第2レンズと、光軸近傍において正の屈折力を有する両凸形状の第3レンズと、光軸近傍において物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第4レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有し周辺部において正の屈折力を有する第5レンズとから構成される撮像レンズと、
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、
以下の条件式(a)を満足する撮像装置。
条件式(a): 3.0 ≦ f3/f4 ≦ 30.0
但し、
f3:前記第3レンズの焦点距離、
f4:前記第4レンズの焦点距離
とする。
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