JP6641933B2 - 撮像レンズ及び撮像装置 - Google Patents
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Description
0.22<Y/TL<0.8 … (1)
ただし、Yは最大像高であり、TLは撮像レンズの光学全長である。ここで、広角とは、撮像レンズの全画角が100°以上であるものを意味する。また、最大像高Yとは、結像面(又は撮像面)内において、結像面の中心(結像面と光軸との交点)からの光軸に垂直な方向における最大距離である。また、第2レンズにおける物体側に凹形状を有するとは、近軸で凹形状である場合の他に、レンズの周辺で凹形状である場合も含む。
また、前群が少なくとも2枚のレンズを有し、後群が少なくとも3枚のレンズを有することにより、前群の負担が小さくなるため、全体のレンズの枚数を削減することができる。
また、第2レンズを所定の形状にすることで、非点収差を良好に補正することが可能となる。
条件式(1)は、撮像レンズの光学全長を規定する条件式である。条件式(1)の下限値を上回ることで、像面湾曲収差を補正する必要性が高まるため、結像面を湾曲させる効果を高めることができる。一方、条件式(1)の上限値を下回ることで、結像面の曲率半径が小さくなりすぎず、結像面に対応する、例えば撮像素子の撮像面を容易に製造することができる。また、撮像レンズを構成するレンズの曲率半径も小さくなりすぎず、容易な加工及びコストの低減を達成できる。
0.25<Y/TL<0.8 … (1)'
−20<R1/Ri<0 … (2)
ただし、R1は最も物体側のレンズの物体側面の曲率半径であり、Riは結像面の曲率半径である。
条件式(2)は、結像面形状を規定するための条件式である。条件式(2)の下限値を上回ることで、最も物体側のレンズの物体側面の曲率半径の絶対値を比較的小さくすることができ、小型な構成を維持したままで、像面湾曲収差を良好に補正することができる。また、条件式(2)の上限値を下回ることで、最も物体側のレンズの物体側面に入射する光線と、当該物体側面とのなす角度が大きくなりすぎず、超広角化と大口径化とを容易に両立することができる。
−5<R1/Ri<0 … (2)'
0.3<Ds/TL<0.7 … (3)
ただし、Dsは開口絞りの絞り面から結像面までの光軸上の距離である。
条件式(3)は、開口絞りの位置を規定する条件式である。条件式(3)の範囲内とすることにより、開口絞りは、撮像レンズの略中央に配置される。つまり、開口絞りの絞り面に対して、最も物体側のレンズの物体側面と、結像面とが略対称になるように配置されることとなり、収差補正や周辺光量確保の面や、レンズの大型化防止の面で有利となる。より詳細には、条件式(3)の下限値を上回ることで、画角を広くしても、前群の径が大きくなりにくく、コストや重量を低減することができる。一方、条件式(3)の上限値を下回ることで、非点収差や歪曲収差の補正が十分となり、撮像レンズの光学全長を容易に短縮することができる。
0.4<Ds/TL<0.6 … (3)'
−5.0<f1/f<−1.4 … (4)
ただし、f1は第1レンズの焦点距離であり、fは撮像レンズ全系の焦点距離である。
条件式(4)は、第1レンズの屈折力を規定する条件式である。条件式(4)の下限値を上回ることで、撮像レンズの広画角化と小型化とを容易に両立することができる。一方、条件式(4)の上限値を下回ることで、非点収差を良好に補正することができる。また、第1レンズの像側面の曲率半径の絶対値が小さくなりすぎず、容易に加工することができる。
−3.0<f1/f<−1.4 … (4)'
−20<f2/f<3.1 … (5)
ただし、f2は第2レンズの焦点距離である。
条件式(5)は、第2レンズの屈折力を規定する条件式である。条件式(5)の範囲を満足することで、非点収差及び歪曲収差を良好に補正することができる。
3.2<fi/TL … (8)
この場合、最も像側のレンズにおいて正の屈折力が強くなりすぎることを防止でき、主に非点収差を良好に補正することができる。
0.11<Rm・Y/TL<0.8 … (6)
ただし、Rmは中心光束に対する最大像高光束の光量比である。
条件式(6)は、撮像レンズの周辺光量を規定する条件式である。条件式(6)の下限値を上回ることで、像面湾曲収差を補正する必要性が高まるため、結像面を湾曲させる効果を高めることができる。一方、条件式(6)の上限値を下回ることで、結像面の曲率半径が小さくなりすぎず、結像面に対応する、例えば撮像素子の撮像面を容易に製造することができる。
0.11<Rm・Y/TL<0.4 … (6)'
−2<f1/TL<−0.345 … (7)
条件式(7)は、第1レンズの屈折力を規定する条件式である。条件式(7)の下限値を上回ることで、撮像レンズの広画角化と小型化とを容易に両立することができる。一方、条件式(7)の上限値を下回ることで、非点収差を良好に補正することができる。また、第1レンズの像側面の曲率半径が小さくなりすぎず、容易に加工することができる。
−1<f1/TL<−0.345 … (7)'
3.2<fi/TL … (8)
この場合、最も像側のレンズにおいて正の屈折力が強くなりすぎることを防止でき、主に非点収差を良好に補正することができる。
第1〜第6レンズL1〜L6は、プラスチックやガラスで形成される。
0.22<Y/TL<0.8 … (1)
ただし、Yは最大像高であり、TLは撮像レンズの光学全長である。ここで、撮像レンズ10の光学全長は、フィルターFを空気換算長として計算するものとする。
0.25<Y/TL<0.8 … (1)'
−20<R1/Ri<0 … (2)
ただし、R1は最も物体側のレンズ(図1では、第1レンズL1)の物体側面の曲率半径であり、Riは結像面Mの曲率半径である。
−5<R1/Ri<0 … (2)'
0.3<Ds/TL<0.7 … (3)
ただし、Dsは開口絞りSTの絞り面から結像面Mまでの光軸AX上の距離である。
0.4<Ds/TL<0.6 … (3)'
−5.0<f1/f<−1.4 … (4)
ただし、f1は第1レンズL1の焦点距離であり、fは撮像レンズ10全系の焦点距離である。
−3.0<f1/f<−1.4 … (4)'
−20<f2/f<3.1 … (5)
ただし、f2は第2レンズL2の焦点距離である。
条件式(5)は、第2レンズL2の屈折力を規定する条件式である。条件式(5)の範囲を満足することで、非点収差及び歪曲収差を良好に補正することができる。
0.11<Rm・Y/TL<0.8 … (6)
ただし、Rmは中心光束に対する最大像高光束の光量比である。
0.11<Rm・Y/TL<0.4 … (6)'
−2<f1/TL<−0.345 … (7)
−1<f1/TL<−0.345 … (7)'
以下、本発明の撮像レンズの実施例を示す。各実施例に使用する記号は下記の通りである。なお、長さに関するものの単位はmmである。
f :撮像レンズ全系の焦点距離
Fno :F値
w :半画角
ymax:最大像高
TL :光学全長(最も物体側のレンズ面から撮像面までの光軸上距離)
BF :バックフォーカス
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
Ai:i次の非球面係数
R :曲率半径
K :円錐定数
実施例1の撮像レンズの光学諸元値を以下に示す。
全画角:178.0°
f:1.677mm
Fno:2.800
w:88.992°
ymax:2.110mm
TL:5.962mm
BF:1.333mm
〔表1〕
Surf. N r(mm) d(mm) nd vd
1 6.068 0.400 1.62299 58.12
2 1.584 1.294
3* -16.632 0.416 1.63469 23.87
4* 645.274 0.080
5* 32.578 0.335 1.54470 56.15
6* -8.176 0.050
7 (stop) infinity 0.050
8* 2.977 0.700 1.58913 61.25
9* -1.875 0.232
10* 6.633 0.602 1.54470 56.15
11* -1.296 0.171
12* -1.053 0.300 1.63469 23.87
13* -472.079 0.636
14 infinity 0.105 1.51680 64.17
15 infinity 0.630
image -10.000
〔表2〕
第3面
K=-8.0000e+001, A4=-2.0265e-001, A6=1.5127e-001,
A8=-2.8659e-001, A10=4.6933e-001, A12=-3.0061e-001,
A14=6.1916e-002, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第4面
K=-8.0000e+001, A4=1.7110e-001, A6=5.4491e-001,
A8=-2.0330e+000, A10=5.4798e-001, A12=3.1392e+000,
A14=-2.3131e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第5面
K=-8.0000e+001, A4=4.6307e-001, A6=6.4753e-001,
A8=-4.3631e+000, A10=9.3414e+000, A12=-1.6162e+001,
A14=1.2703e+001, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第6面
K=7.1464e+001, A4=-1.2908e-001, A6=1.6978e-001,
A8=3.3198e+000, A10=-2.1333e+001, A12=4.6424e+001,
A14=-3.8809e+001, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第8面
K=-5.2075e+000, A4=-4.3335e-001, A6=2.7083e-001,
A8=-7.3704e-001, A10=-4.9737e+000, A12=2.3306e+001,
A14=-4.0966e+001, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第9面
K=3.6555e+000, A4=-3.7193e-001, A6=4.6536e-001,
A8=-8.5165e-001, A10=1.3449e+000, A12=-1.0231e+000,
A14=1.8176e-001, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第10面
K=-8.0000e+001, A4=-4.1387e-001, A6=3.6753e-001,
A8=-8.0389e-001, A10=1.7963e+000, A12=-1.5628e+000,
A14=4.7135e-001, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第11面
K=-7.5216e-001, A4=-3.7574e-002, A6=-1.9451e-002,
A8=-1.4942e-001, A10=2.0194e-001, A12=-1.9382e-002,
A14=-1.8820e-003, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第12面
K=-3.0235e-001, A4=1.0805e-001, A6=-7.7044e-003,
A8=-2.0642e-001, A10=1.7301e-001, A12=1.0302e-001,
A14=-6.1518e-002, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第13面
K=8.0000e+001, A4=2.2552e-002, A6=-6.2593e-002,
A8=3.9595e-002, A10=-6.3741e-003, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
〔表3〕
レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 1 -3.548
2 3 -25.293
3 5 11.983
4 8 2.055
5 10 2.036
6 12 -1.648
実施例2の撮像レンズの光学諸元値を以下に示す。なお、実施例2は、本発明に属さない。
全画角:176.4°
f:0.301mm
Fno:2.805
w:88.196°
ymax:0.422mm
TL:1.588mm
BF:0.283mm
〔表4〕
Surf. N r(mm) d(mm) nd vd
1 2.660 0.215 1.77250 49.62
2 0.368 0.361
3* 4.206 0.334 1.53048 55.72
4* -0.524 0.015
5 (stop) infinity 0.017
6 0.366 0.203 1.55032 75.49
7 -0.280 0.018
8* -0.627 0.040 1.63469 23.87
9* 0.454 0.060
10* 0.438 0.042 1.53048 55.72
11* 0.485 0.140
12 -2.000 0.021 1.51680 64.17
13 -2.000 0.131
image -2.000
〔表5〕
第3面
K=8.0000e+001, A4=-7.7116e+000, A6=-1.8762e+001,
A8=3.5413e+002, A10=-2.9836e+002, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第4面
K=-4.0752e+001, A4=-3.3288e+001, A6=1.6404e+003,
A8=-5.0856e+004, A10=7.0729e+005, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第8面
K=-6.9647e+000, A4=-3.9063e+001, A6=4.7899e+002,
A8=-1.1645e+004, A10=7.4100e+004, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第9面
K=6.2785e-001, A4=-2.1034e+001, A6=6.9130e+002,
A8=-1.1733e+004, A10=9.9218e+004, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第10面
K=1.4058e+000, A4=-1.1851e+001, A6=-9.1452e+001,
A8=2.6630e+003, A10=-3.2364e+004, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第11面
K=5.2760e-001, A4=-9.7859e+000, A6=-2.8520e+001,
A8=1.1420e+003, A10=-1.2659e+004, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
〔表6〕
レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 1 -0.576
2 3 0.900
3 6 0.324
4 8 -0.409
5 10 6.520
実施例3の撮像レンズの光学諸元値を以下に示す。
全画角:140.0°
f:3.703mm
Fno:2.000
w:70.001°
ymax:3.936mm
TL:14.890mm
BF:2.971mm
〔表7〕
Surf. N r(mm) d(mm) nd vd
1 25.521 1.200 1.51644 69.40
2* 2.761 2.193
3* -287.803 3.483 1.77300 49.60
4* -5.038 0.150
5 (stop) infinity 0.195
6 6.329 1.386 1.52334 68.30
7 -3.864 0.225
8* -12.634 0.600 1.84700 23.80
9* 6.280 0.675
10* 5.407 1.812 1.51200 70.20
11* -648.031 0.805
12 infinity 0.315 1.51680 64.17
13 infinity 1.963
image -15.000
〔表8〕
第2面
K=0.0000e+000, A4=8.4738e-004, A6=1.4231e-005,
A8=2.3600e-005, A10=-4.8794e-007, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第3面
K=1.9847e+002, A4=-5.1949e-003, A6=1.8661e-005,
A8=-9.6258e-005, A10=1.2004e-005, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第4面
K=-4.4677e+000, A4=-3.6885e-003, A6=5.4035e-004,
A8=-8.7367e-005, A10=2.3576e-005, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第8面
K=2.0753e+001, A4=1.7404e-003, A6=-2.4467e-004,
A8=-7.8923e-005, A10=9.9882e-006, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第9面
K=-1.0835e+000, A4=1.3478e-003, A6=7.1911e-004,
A8=-2.0958e-004, A10=1.7341e-005, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第10面
K=-1.0578e+001, A4=2.6871e-003, A6=1.1068e-004,
A8=-1.2925e-005, A10=5.4644e-007, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第11面
K=-8.0000e+001, A4=-1.1346e-003, A6=1.3881e-004,
A8=5.3192e-006, A10=-2.4055e-007, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
〔表9〕
レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 1 -6.105
2 3 6.598
3 6 4.809
4 8 -4.882
5 10 10.482
実施例4の撮像レンズの光学諸元値を以下に示す。
全画角:178.0°
f:4.663mm
Fno:2.801
w:89.000°
ymax:6.343mm
TL:16.388mm
BF:4.281mm
〔表10〕
Surf. N r(mm) d(mm) nd vd
1 19.261 0.900 1.49700 81.61
2 4.500 2.785
3* -10.470 0.900 1.54470 56.15
4* 140.584 0.383
5* 10.931 0.900 1.63469 23.87
6* 11.773 0.412
7 (stop) infinity 0.150
8 15.975 1.523 1.58913 61.25
9 -3.121 0.150
10* -13.265 0.913 1.54470 56.15
11* -7.927 0.150
12* -14.217 1.578 1.54470 56.15
13* -3.180 0.462
14* -4.135 0.900 1.63469 23.87
15* 27.196 2.613
16 infinity 0.315 1.51680 64.17
17 infinity 1.477
image -30.000
〔表11〕
第3面
K=-4.5160e+001, A4=4.7964e-003, A6=-2.9256e-004,
A8=5.5649e-006, A10=1.4554e-006, A12=-1.5254e-007,
A14=4.3209e-009, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第4面
K=-8.0000e+001, A4=9.0142e-003, A6=-1.6673e-003,
A8=2.2375e-004, A10=-3.7695e-005, A12=3.2108e-006,
A14=-7.1500e-008, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第5面
K=-3.1559e+001, A4=-1.1817e-002, A6=-2.0900e-003,
A8=1.9514e-004, A10=1.1778e-004, A12=-2.6990e-005,
A14=2.3253e-006, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第6面
K=5.0278e+001, A4=-6.9312e-003, A6=-7.2681e-003,
A8=8.9978e-003, A10=-5.7655e-003, A12=1.9609e-003,
A14=-2.6879e-004, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第10面
K=2.9366e+001, A4=-9.5474e-003, A6=4.0390e-004,
A8=3.7559e-004, A10=-1.1848e-005, A12=-2.1308e-036,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第11面
K=4.1596e+000, A4=-1.0366e-002, A6=8.3309e-004,
A8=1.8425e-004, A10=-2.6920e-006, A12=-2.1308e-036,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第12面
K=-3.3541e-001, A4=3.4381e-003, A6=-8.5300e-005,
A8=5.5723e-005, A10=-6.2815e-006, A12=9.5599e-008,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第13面
K=-3.5001e+000, A4=6.1789e-003, A6=-1.4640e-003,
A8=3.7164e-005, A10=7.9879e-006, A12=-1.8268e-007,
A14=1.4206e-008, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第14面
K=-1.2947e+000, A4=5.5972e-003, A6=-2.2688e-003,
A8=1.2769e-004, A10=-2.1450e-006, A12=8.5840e-007,
A14=-2.5097e-008, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
第15面
K=4.2444e+001, A4=-1.6879e-003, A6=-1.0559e-004,
A8=1.3987e-005, A10=-4.8804e-007, A12=0.0000e+000,
A14=0.0000e+000, A16=0.0000e+000, A18=0.0000e+000,
A20=0.0000e+000
〔表12〕
レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 1 -12.059
2 3 -17.852
3 5 170.189
4 8 4.567
5 10 34.107
6 12 7.160
7 14 -5.593
Claims (13)
- 5枚以上7枚以下のレンズから実質的になり、
結像面が物体側に凹形状に湾曲し、
開口絞りを有し、
前記レンズのうち前記開口絞りより物体側に配置されるレンズを前群とし、前記開口絞りより像側に配置されるレンズを後群としたときに、
前記前群は、物体側から順に、少なくとも第1レンズと、第2レンズとを有し、
前記後群は、少なくとも3枚のレンズを有し、
前記第1レンズは、負の屈折力を有し、
前記第2レンズは、物体側に凹形状を有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
0.22<Y/TL<0.8 … (1)
ただし、
Y:最大像高
TL:撮像レンズの光学全長 - F値が3.5以下であることを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1及び2のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
−20<R1/Ri<0 … (2)
ただし、
R1:最も物体側のレンズの物体側面の曲率半径
Ri:前記結像面の曲率半径 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から3までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
0.3<Ds/TL<0.7 … (3)
ただし、
Ds:前記開口絞りの絞り面から前記結像面までの光軸上の距離
TL:撮像レンズの光学全長 - 前記前群は、少なくとも1面の非球面を有し、
前記後群は、少なくとも1面の非球面を有することを特徴とする請求項1から4までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。 - 前記前群のうち少なくとも前記第2レンズの物体側面は、非球面を有し、
前記後群のうち少なくとも最も物体側のレンズの物体側面は、非球面を有することを特徴とする請求項5に記載の撮像レンズ。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から6までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
−5.0<f1/f<−1.4 … (4)
ただし、
f1:前記第1レンズの焦点距離
f:撮像レンズ全系の焦点距離 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から7までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
−20<f2/f<3.1 … (5)
ただし、
f2:前記第2レンズの焦点距離
f:撮像レンズ全系の焦点距離 - 前記レンズのうち最も像側のレンズは、負及び弱い正のいずれか一方の屈折力を有することを特徴とする請求項1から8までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
- 前記後群の最も物体側のレンズは、正の屈折力を有することを特徴とする請求項1から9までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から10までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
0.11<Rm・Y/TL<0.8 … (6)
ただし、
Rm:中心光束に対する最大像高光束の光量比
TL:撮像レンズの光学全長 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から11までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
−2<f1/TL<−0.345 … (7)
ただし、
f1:前記第1レンズの焦点距離
TL:撮像レンズの光学全長 - 請求項1から12までのいずれか一項に記載の撮像レンズと、
撮像面が物体側に凹形状を有する撮像素子と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
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