JPWO2013175782A1 - 撮像レンズおよび撮像レンズを備えた撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
−0.8<f/f2<−0.1 (1)
0.3<f/f1<1.4 (2)
−1<(R1f−R1r)/(R1f+R1r)<−0.15 (3)
0<f/f3<1 (4)
0.8<f/f4<2.4 (5−2)
−5<f/f5<0 (6)
0.8<f/f34<2.5 (7)
0.86<f/f34<2.4 (7−1)
0.9<f/f34<2.2 (7−2)
0.25<f/f12<0.6 (8)
0.25<f/f12<0.56 (8−1)
0.1<D9/f<0.5 (9)
0.12<D9/f<0.3 (9−1)
ただし、
f:全系の焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
f3:第3レンズの焦点距離
f4:第4レンズの焦点距離
f5:第5レンズの焦点距離
f12:第1レンズと第2レンズの合成焦点距離
f34:第3レンズと第4レンズの合成焦点距離
D9:第4レンズと第5レンズの光軸上の間隔
R1f:第1レンズの物体の近軸曲率半径
R1r:第1レンズの像側の近軸曲率半径
とする。
−0.8<f/f2<−0.1 (1)
条件式(1)は、第2レンズL2の焦点距離f2に対する全系の焦点距離fの比の好ましい数値範囲をそれぞれ規定する。条件式(1)の下限以下とならないように、全系の焦点距離fに対して第2レンズL2の焦点距離f2を維持することにより、全系の屈折力に対して第2レンズL2の負の屈折力が強くなりすぎず、好適に全長の短縮化を実現できる。また、条件式(1)の上限以上とならないように、全系の焦点距離fに対して第2レンズL2の焦点距離f2を確保することにより、全系の屈折力に対して第2レンズL2の屈折力が弱くなりすぎず、軸上色収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(1−1)を満たすことがより好ましく、条件式(1−2)を満たすことがよりさらに好ましい。
−0.65<f/f2<−0.25 (1−1)
−0.6<f/f2<−0.3 (1−2)
0.3<f/f1<1.4 (2)
条件式(2)は、第1レンズL1の焦点距離f1に対する全系の焦点距離fの比の好ましい数値範囲をそれぞれ規定する。条件式(2)の下限以下とならないように、全系の焦点距離fに対して第1レンズL1の焦点距離f1を確保することにより、全系の屈折力に対して第1レンズL1の屈折力が弱くなりすぎず、好適に全長の短縮化を実現できる。また、条件式(2)の上限以上とならないように、全系の焦点距離fに対して第1レンズL1の焦点距離f1を維持することにより、全系の屈折力に対して第1レンズL1の屈折力が強くなりすぎず、球面収差および非点収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(2−1)を満たすことがより好ましく、条件式(2−2)を満たすことがよりさらに好ましい。
0.45<f/f1<1.25 (2−1)
0.5<f/f1<1.2 (2−2)
−1<(R1f−R1r)/(R1f+R1r)<−0.15 (3)
条件式(3)は、第1レンズL1の物体側の面の近軸焦点距離R1fおよび第1レンズL1の像側の面の近軸焦点距離R1rの好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(3)の下限以下とならないように、第1レンズL1の物体側の面の近軸焦点距離R1fおよび第1レンズL1の像側の面の近軸焦点距離R1rを設定することにより、好適に全長の短縮化を実現できる。また、条件式(3)の上限以下とならないように、第1レンズL1の物体側の面の近軸焦点距離R1fおよび第1レンズL1の像側の面の近軸焦点距離R1rを設定することにより、球面収差および非点収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(3−1)を満たすことがより好ましい。なお、後掲の表1〜22に示すレンズデータおいて、開口絞りStが第1レンズL1の物体側の面よりも物体側にある構成例では、R2がR1fに相当し、R3がR1rに相当する。また、開口絞りStが第1レンズL1と第2レンズL2の間に位置する構成例では、R1がR1fに相当し、R2がR1rに相当する。
−0.8<(R1f−R1r)/(R1f+R1r)<−0.2 (3−1)
0<f/f3<1 (4)
条件式(4)は、第3レンズL3の焦点距離f3に対する全系の焦点距離fの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(4)の下限以下とならないように、全系の焦点距離fに対して第3レンズL3の焦点距離f3を確保することにより、球面収差を良好に補正することができる。また、条件式(4)の上限以上とならないように、全系の焦点距離fに対して第3レンズL3の焦点距離f3を維持することにより、好適に全長の短縮化を実現できる。上記観点から、下記条件式(4−1)を満たすことがより好ましい。
0<f/f3<0.85 (4−1)
0<f/f4<3 (5)
条件式(5)は、第4レンズの焦点距離f4に対する全系の焦点距離fの好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(5)の下限以下とならないように、全系の焦点距離fに対して第4レンズL4の焦点距離f4を確保することにより、全系の屈折力に対して第4レンズL4の屈折力が弱くなりすぎず、好適に全長の短縮化を実現できる。また、条件式(5)の上限以上とならないように、全系の焦点距離fに対して第4レンズL4の焦点距離f4を維持することにより、全系の屈折力に対して第4レンズL4の屈折力が強くなりすぎず、倍率色収差を良好に補正できる。上記観点から、下記条件式(5−1)を満たすことがより好ましく、条件式(5−2)を満たすことがよりさらに好ましい。
0.2<f/f4<2.5 (5−1)
0.8<f/f4<2.4 (5−2)
−5<f/f5<0 (6)
条件式(6)は、第5レンズの焦点距離f5に対する全系の焦点距離fの好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(6)の下限以下とならないように、全系の焦点距離fに対して第5レンズL5の焦点距離f5を維持することにより、全系の屈折力に対して第5レンズL5の負の屈折力が強くなりすぎず、好適に全長の短縮化を実現できる。また、条件式(6)の上限以上とならないように、全系の焦点距離fに対して第5レンズL5の焦点距離f5を確保することにより、全系の屈折力に対して第5レンズL5の負の屈折力が弱くなりすぎず、特に周辺部の光線の結像面に対する入射角の増大を良好に抑制し、入射角度の増大に起因する受光効率の低下や混色などの諸問題の発生を抑えることができる。上記観点から、下記条件式(6−1)を満たすことがより好ましい。
−3<f/f5<−0.1 (6−1)
0.8<f/f34<2.5 (7)
条件式(7)は、第3レンズL3と第4レンズL4の合成焦点距離f34に対する全系の焦点距離fの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(7)の下限以下とならないように、全系の焦点距離fに対して第3レンズL3と第4レンズL4の合成焦点距離f34を確保することにより、全系の屈折力に対して第3レンズL3と第4レンズL4の合成屈折力が弱くなりすぎず、好適に全長の短縮化を実現できる。また、条件式(7)の上限以上とならないように、全系の焦点距離fに対して第3レンズL3と第4レンズL4の合成焦点距離f34を維持することにより、全系の屈折力に対して第3レンズL3と第4レンズL4の合成屈折力が強くなりすぎず、球面収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(7−1)を満たすことがより好ましく、条件式(7−2)を満たすことがよりさらに好ましい。
0.86<f/f34<2.4 (7−1)
0.9<f/f34<2.2 (7−2)
0.25<f/f12<0.6 (8)
条件式(8)は、第1レンズL1と第2レンズL2の合成焦点距離f12に対する全系の焦点距離fの比の好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(8)の下限以下とならないように、全系の焦点距離fに対して第1レンズL1と第2レンズL2の合成焦点距離f12を確保することにより、全系の屈折力に対して第1レンズL1と第2レンズL2の合成屈折力が弱くなりすぎず、好適に全長の短縮化を実現できる。また、条件式(8)の上限以上とならないように、全系の焦点距離fに対して第1レンズL1と第2レンズL2の合成焦点距離f12を維持することにより、全系の屈折力に対して第1レンズL1と第2レンズL2の合成屈折力が強くなりすぎず、球面収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(8−1)を満たすことがより好ましい。
0.25<f/f12<0.56 (8−1)
0.1<D9/f<0.5 (9)
条件式(9)は、第1レンズL1から第5レンズL5までの光軸上の距離の増加を抑制しつつバックフォーカスを短縮することにより、全長を短縮化し、像面湾曲を補正して広画角化するための、全系の焦点距離fに対する第4レンズL4と第5レンズL5の光軸上の間隔D9の比の好ましい数値範囲を規定するものである。本明細書の各撮像レンズにおいて、第5レンズL5は負の屈折力を有するため、第1レンズL1から第4レンズL4の合成屈折力は必ず正となる。このため、条件式(9)の下限以下とならないように、全系の焦点距離fに対して第4レンズL4と第5レンズL5との光軸上の間隔D9を設定することにより、撮像レンズの後側主点位置をより物体側に寄せることができ、好適に全長の短縮化を実現できる。また、条件式(9)の下限以下とならないように全系の焦点距離fに対して第4レンズL4と第5レンズL5との光軸上の間隔D9を設定した場合には、条件式(9)の下限以下となるように第4レンズL4と第5レンズL5との光軸上の間隔D9を設定した場合よりも、同程度の全系の屈折力を実現しつつ、第1乃至第4レンズL4の正の合成屈折力に対して第5レンズL5の負の屈折力をより強くすることができるため、ペッツバール和を小さくして、像面湾曲を良好に補正することができ、好適に広画角化を実現することができる。また、条件式(9)の上限以上とならないように、全系の焦点距離fに対する第4レンズL4と第5レンズL5との光軸上の間隔D9を設定することにより、第1レンズL1から第5レンズL5までの光軸上の距離を小さくできるため、好適に全長を短縮化できる。上記観点から、下記条件式(9−1)を満たすことがより好ましい。
0.12<D9/f<0.3 (9−1)
ただし、
Z:非球面の深さ(mm)
h:光軸からレンズ面までの距離(高さ)(mm)
C:近軸曲率=1/R
(R:近軸曲率半径)
Ai:第i次(iは3以上の整数)の非球面係数
K:非球面係数
特許文献
[0004]
特許文献1:特開2010−262269号公報
特許文献2:特開2010−262270号公報
特許文献3:特開2010−209554号公報
発明の概要
発明が解決しようとする題
[0005]
一方、特に携帯端末、スマートフォンまたはタブレット端末のような薄型化が進む装置に用いられる撮像レンズには、レンズ全長の短縮化の要求が益々高まっている。このため、上記全ての要求を満たすために、十分な高解像度を得られる撮像素子のサイズに対応可能な大きなイメージサイズを実現しつつ、レンズ全長をより短縮化することが好ましい。レンズ全長の短縮化を図るために、上記特許文献1乃至3に記載の撮像レンズもさらに全長を短縮化することが好ましい。
[0006]
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は、全長の短縮化を図りつつ、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を実現することができる撮像レンズ、およびその撮像レンズを搭載して高解像の撮像画像を得ることができる撮像装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0007]
本発明の第1発明に係る撮像レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有し、かつ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有し、かつ、物体側に凸面を向けた第3レンズと、正の屈折力を有し、かつ、物体側に凸面を向けた第4レンズと、負の屈折力を有し、かつ、像側の面が光軸近傍で像側に凹形状であり、変曲点を有する非球面形状である第5レンズとからなり、下記条件式を満足することを特徴とする。
0.34≦f/f12<0.6 (8−2)
ただし、
f:全系における焦点距離
f12:第1レンズと第2レンズの合成焦点距離
とする。
[0008]
本発明の第2発明に係る撮像レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有し、かつ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、両凸形状である第3レンズと、正の屈折力を有し
、かつ、物体側に凸面を向けた第4レンズと、負の屈折力を有し、かつ、像側の面が光軸近傍で像側に凹形状であり、変曲点を有する非球面形状である第5レンズと、から構成される実質的に5個のレンズからなり、下記条件式を満足することを特徴とする。
−0.8<f/f2<−0.1 (1)
ただし、
f:全系における焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
とする。
[0009]
なお、上記本発明の第1発明および第2発明に係る撮像レンズにおいて、「実質的に5個のレンズからなり、」とは、本発明の撮像レンズが、5個のレンズ以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手振れ補正機構等の機構部分、等を持つものも含むことを意味する。
[0010]
本発明の第1発明および第2発明に係る撮像レンズにおいて、さらに次の好ましい構成を採用して満足することで、光学性能をより良好なものとすることができる。
[0011]
本発明の第1発明および第2発明に係る撮像レンズにおいて、開口絞りが第2レンズの物体側の面より物体側に配置されていることが好ましい。
[0012]
また、本発明の第1発明に係る撮像レンズは、以下の条件式(1)から(7−2)および条件式(8−3)から(9−1)のいずれかを満足することが好ましい。なお、好ましい態様としては、条件式(1)から(7−2)および条件式(8−3)から(9−1)のいずれか一つを満たすものでもよく、あるいは任意の組合せを満たすものでもよい。本発明の第2発明に係る撮像レンズは、以下の条件式(2)から(8−1)、条件式(9)および(9−1)のいずれかを満足することが好ましい。なお、好ましい態様としては、条件式(2)から(8−1)、条件式(9)および(9−1)のいずれか一つを満たすものでもよく、あるいは任意の組合せを満たすものでもよい。
−0.8<f/f2<−0.1 (1)
0.3<f/f1<1.4 (2)
−1<(R1f−R1r)/(R1f+R1r)<−0.15 (3)
0<f/f3<1 (4)
0.8<f/f4<2.4 (5−2)
−5<f/f5<0 (6)
0.8<f/f34<2.5 (7)
0.86<f/f34<2.4 (7−1)
0.9<f/f34<2.2 (7−2)
0.25<f/f12<0.6 (8)
0.25<f/f12<0.56 (8−1)
0.34≦f/f12<0.56 (8−3)
0.1<D9/f<0.5 (9)
0.12<D9/f<0.3 (9−1)
ただし、
f:全系の焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
f3:第3レンズの焦点距離
f4:第4レンズの焦点距離
f5:第5レンズの焦点距離
f12:第1レンズと第2レンズの合成焦点距離
f34:第3レンズと第4レンズの合成焦点距離
D9:第4レンズと第5レンズの光軸上の間隔
R1f:第1レンズの物体側の近軸曲率半径
R1r:第1レンズの像側の近軸曲率半径
とする。
[0013]
本発明による撮像装置は、本発明の第1発明または第2発明に係る撮像レンズを備えている。
発明の効果
[0014]
本発明の第1発明および第2発明に係る撮像レンズによれば、全体として5枚というレンズ構成において、各レンズ要素の構成を最適化し、特に第1レンズ、第3レンズ、第4レンズおよび第5レンズの形状を好適に構成したので、全長を短縮化しながらも、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を有するレンズ系を実現できる。
[0015]
また、本発明の撮像装置によれば、上記本発明の第1発明または第2発明に係る高い結像性能を有する撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するようにしたので、高解像の撮影画像を得ることができる。
図面の簡単な説明
[0016]
[図1]本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第1の構成例を示すものであり、実施例1に対応するレンズ断面図である。
[図2]本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第2の構成例を示すものであり、実施例2に対応するレンズ断面図である。
[図3]本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第3の構成例を示すものであり、実施例3に対応するレンズ断面図である。
[図4]本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第4の構成例を示すものであり、実施例4に対応するレンズ断面図である。
[図5]本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第5の構成例を示すものであり、実施例5に対応するレンズ断面図である。
[図6]本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第6の構成例を示すものであり、実施例6に対応するレンズ断面図である。
[図7]参考例7に対応するレンズ断面図である。
[図8]参考例8に対応するレンズ断面図である。
[図9]本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第9の構成例を示すものであり、実施例9に対応するレンズ断面図である。
[図10]参考例10に対応するレンズ断面図である。
[図11]本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第11の構成例を示すものであり、実施例11に対応するレンズ断面図である。
[図12]本発明の実施例1に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差(像面湾曲)、(C)は歪曲収差、(D)は倍率色収差を示す。
[図13]本発明の実施例2に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差(像面湾曲)、(C)は歪曲収差、(D)は倍率色収差を示す。
[図14]本発明の実施例3に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差(像面湾曲)、(C)は歪曲収差、(D)は倍率色収差を示す。
[図15]本発明の実施例4に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差(像面湾曲)、(C)は歪曲収差、(D)は倍率色収差を示す。
[図16]本発明の実施例5に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差(像面湾曲)、(C)は歪曲収差、(D)は倍率色収差を示す。
[図17]本発明の実施例6に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差(像面湾曲)、(C)は歪曲収差、(D)は倍率色収差を示す。
[図18]参考例7に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差(像面湾曲)、(C)は歪曲収差、(D)は倍率色収差を示す。
[図19]参考例8に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差(像面湾曲)、(C)は歪曲収差、(D)は倍率色収差を示す。
[図20]本発明の実施例9に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差(像面湾曲)、(C)は歪曲収差、(D)は倍率色収差を示す。
[図21]参考例10に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差(像面湾曲)、(C)は歪曲収差、(D)は倍率色収差を示す。
[図22]本発明の実施例11に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差(像面湾曲)、(C)は歪曲収差、(D)は倍率色収差を示す。
[図23]本発明に係る撮像レンズを備えた携帯電話端末である撮像装置を示す
図。
[図24]本発明に係る撮像レンズを備えたスマートフォンである撮像装置を示す図。
発明を実施するための形態
[0017]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[0018]
図1は、本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第1の構成例を示している。この構成例は、後述の第1の数値実施例(表1、表2)のレンズ構成に対応している。同様にして、後述の第2乃至第6,第9および第11の数値実施例(表3〜12、表17〜18、表21〜22)のレンズ構成に対応する第2乃至第6,第9および第11の構成例の断面構成を、図2〜図6、図9および図11に示す。図1〜図6、図9および図11において、符号Riは、最も物体側のレンズ要素の面を1番目として、像側(結像側)に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目の面の曲率半径を示す。符号Diは、i番目の面とi+1番目の面との光軸Z1上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じであるため、以下では、図1に示した撮像レンズの構成例を基本にして説明し、必要に応じて図2〜図6、図9および図11の構成例についても説明する。
[0019]
本発明の実施の形態に係る撮像レンズLは、CCDやCMOS等の撮像素子を用いた各種撮像機器、特に、比較的小型の携帯端末機器、例えばデジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機、スマートフォン、タブレット型端末およびPDA等に用いて好適なものである。この撮像レンズLは、光軸Z1に沿って、物体側から順に、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とを備えている。
[0020]
図23に、本発明の実施の形態にかかる撮像装置1である携帯電話端末の概観図を示す。本発明の実施の形態に係る撮像装置1は、本実施の形態に係る撮像レンズLと、この撮像レンズLによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するCCDなどの撮像素子100(図1参照)とを備えて構成される。撮像素子100は、この撮像レンズLの結像面(撮像面)に配置される。
物体側に配置した場合において、後述の第3および第11の実施形態のレンズ(図3、11参照)のように、開口絞りStを第1レンズL1の面頂点よりも像側に配置することが好ましい。このように、開口絞りStを第1レンズL1の面頂点よりも像側に配置した場合には、開口絞りStを含めた撮像レンズの全長を短縮化することができる。ただし、これに限定されず、開口絞りStを第1レンズL1の面頂点よりも物体側に配置してもよい。開口絞りStが第1レンズL1の面頂点よりも物体側に配置されている場合には、開口絞りStが第1レンズL1の面頂点よりも像側に配置されている場合より周辺光量の確保の観点からはやや不利であるが、結像領域の周辺部において、光学系を通過する光線の結像面(撮像素子)への入射角が大きくなるのをさらに好適に抑制することができる。
[0026]
また、第1、第2、第4、第5、第6および第9の実施形態(図1、2、4、5、6、9参照)に示すように、開口絞りStを光軸方向において第1レンズL1と第2レンズL2の間に配置してもよい。この場合には、像面湾曲を良好に補正することができる。なお、開口絞りStを光軸方向において第1レンズL1と第2レンズL2の間に配置した場合には、開口絞りStを光軸方向において第1レンズL1の物体側の面より物体側に配置した場合よりもテレセントリック性を確保する、すなわち、主光線を光軸にできるだけ平行な状態にする(撮像面における入射角度がゼロに近くなるようにする)ためには不利であるものの、撮像素子技術の発展に伴い近年実現された、入射角度の増大に起因する受光効率の低下や混色の発生が従来よりも低減された撮像素子を適用することにより、好適な光学性能を実現することができる。
[0027]
この撮像レンズLにおいて、第1レンズL1は光軸近傍において正の屈折力を有している。第1レンズL1は、光軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状である。このように、第1レンズL1が物体側に凸面を向けたメニスカス形状であることにより、第1レンズL1の後側主点位置を物
体側に寄せることができ、好適に全長を短縮化できる。
[0028]
第2レンズL2は、光軸近傍において負の屈折力を有している。第2レンズL2が負の屈折力を有することにより、球面収差、像面湾曲および軸上色収差を良好に補正することができる。また、第1の実施形態に示すように、第2レンズL2が光軸近傍において両凹形状であることが好ましい。第2レンズL2が光軸近傍において両凹形状である場合には、球面収差を良好に補正することができる。
[0029]
第3レンズL3は、光軸近傍において正の屈折力を有している。さらに、第3レンズL3は、光軸近傍で物体側に凸面を向けている。第3レンズL3が光軸近傍に物体側に凸面を向けていることにより、第3レンズL3が光軸近傍で物体側に凹面を向けている場合よりも、第3レンズL3の後側主点位置を物体側に寄せることができ、好適に全長を短縮化できる。また、この効果をさらに高めるために、第1、第3、第5および第11の実施形態に示すように、第3レンズL3を物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすることがより好ましい。また、第2、第4、第6および第9の実施形態に示すように、第3レンズL3は、光軸近傍で両凸形状であることが好ましい。第3レンズL3を光軸近傍で両凸形状とした場合には、球面収差を良好に補正することができる。
[0030]
第4レンズL4は、光軸近傍において正の屈折力を有している。さらに、第4レンズL4は、光軸近傍で物体側に凸面を向けている。第4レンズL4が光軸近傍に物体側に凸面を向けていることにより、第4レンズL4が光軸近傍で物体側に凹面を向けている場合よりも、第4レンズL4の後側主点位置を物体側に寄せることができ、好適に全長を短縮化できる。さらに、第1の実施形態に示すように、第4レンズL4を光軸近傍において両凸形状とすることが好ましい。この場合には、第5レンズL5との光軸上の距離を短くすることができるため、より好適に全長を短縮化できる。
[0031]
第5レンズL5は、光軸近傍において負の屈折力を有している。第1レンズから第4レンズまでを1つの正の光学系とみなすと、第5レンズL5が負
ズL1から第5レンズL5までの光軸上の距離を小さくできるため、好適に全長を短縮化できる。上記観点から、下記条件式(9−1)を満たすことがより好ましい。
0.12<D9/f<0.3 (9−1)
[0045]
また、全画角2ωが70度以上となるように、上記撮像レンズLの第1〜第5レンズの各構成を設定することが好ましい。特に、撮影した画像をデジタルズーム機能で拡大して用いる機会が多い携帯電話端末などの撮像機器では、より広い撮影範囲を実現するために広角な撮像レンズが求められている。このため、全画角2ωが70度以上となるように上記撮像レンズLの第1〜第5レンズの各構成を設定した場合には、広い画角で撮影画像を得ることができ、撮像レンズLを上記のようなデジタルズーム機能を搭載した撮像機器に好適に適用することができる。
[0046]
次に、図2〜6、図9および図11を参照しながら、本発明の第2から6、第9および第11の実施形態にかかる撮像レンズについて詳細に説明する。なお、本発明の第2から6、第9および第11の実施形態にかかる広角レンズは、第1の実施形態と同様に、物体側から順に、正の屈折力を有し、かつ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1レンズL1と、負の屈折力を有する第2レンズL2と、正の屈折力を有し、かつ、物体側に凸面を向けた第3レンズL3と、正の屈折力を有し、かつ、物体側に凸面を向けた第4レンズL4と、負の屈折力を有し、かつ、像側の面が光軸近傍で像側に凹形状であり、変曲点を有する非球面形状である第5レンズL5とから構成される。このため、以下の第2から6、第9および第11の実施形態においては、各レンズ群を構成する各レンズの他の詳細な構成についてのみ説明する。また、第1から6、第9および第11の実施形態の間で互いに共通する構成の作用効果はそれぞれ同じ作用効果を有するため、実施形態の順番が早いものについて構成及びその作用効果を説明し、その他の実施形態の共通する構成及びその作用効果の重複説明を省略する。
[0047]
図2に示す第2の実施形態のように、第2レンズL2を物体側に凸面を向けたメニスカス形状とし、第3レンズL3を両凸形状として撮像レンズを構
[0051]
また、図6に示す第6の実施形態のように、第2の実施形態と第1レンズL1ないし第4レンズL4のレンズの構成を共通とし、第5の実施形態と第5レンズL5のレンズの構成を共通として撮像レンズLを構成してもよい。第6の実施形態の上記第1から第5レンズの各構成によれば、第2および第5の実施形態のそれぞれ対応する構成と同じ作用効果が得られる。
[0052]
また、図7に示す参考例7のように、第3の実施形態と第1レンズL1ないし第4レンズL4のレンズの構成を共通とし、第5の実施形態と第5レンズL5のレンズの構成を共通として撮像レンズLを構成してもよい。参考例7の上記第1から第5レンズの各構成によれば、第3および第5の実施形態のそれぞれ対応する構成と同じ作用効果が得られる。
[0053]
また、図8に示す参考例8にかかる撮像レンズLは、参考例7と、第1レンズL1ないし第5レンズL5のレンズの構成を共通としており、これらのレンズの各構成によれば参考例7のそれぞれ対応する構成と同じ作用効果が得られる。
[0054]
また、図9に示す第9の実施形態のように、第4レンズL4を物体側に凸面を向けたメニスカス形状としてもよい。第4レンズL4を物体側に凸面を向けたメニスカス形状とした場合には、全長をより良好に短縮化することができる。第9の実施形態に係る撮像レンズLは、第2の実施形態と第1レンズL1ないし第3レンズL3および第5レンズL5のレンズの構成を共通としており、これらのレンズの各構成によれば、第2の実施形態のそれぞれ対応する構成と同じ作用効果が得られる。
[0055]
また、図10に示す参考例10にかかる撮像レンズLは、参考例7と、第1レンズL1ないし第5レンズL5のレンズの構成を共通としており、これらのレンズの各構成によれば参考例7のそれぞれ対応する構成と同じ作用効果が得られる。
[0056]
また、図11に示す第11の実施形態のように、第9の実施形態と第4レンズL4のレンズの構成を共通とし、第3の実施形態と第1レンズL1から第3レンズL3および第5レンズL5のレンズの構成を共通として撮像レン
f(mm)をそれぞれ示す。なお、上記バックフォーカスBfは空気換算した値を表し、レンズ全長TLについてバックフォーカスBf分は空気換算した値を用いるものとする。
[0061]
この実施例1に係る撮像レンズは、第1レンズL1乃至第5レンズL5の両面がすべて非球面形状となっている。表1の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径(近軸曲率半径)の数値を示している。
[0062]
表2には実施例1の撮像レンズにおける非球面データを示す。非球面データとして示した数値において、記号“E”は、その次に続く数値が10を底とした“べき指数”であることを示し、その10を底とした指数関数で表される数値が“E”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「1.0E−02」であれば、「1.0×10−2」であることを示す。
[0063]
非球面データとしては、以下の式(A)によって表される非球面形状の式における各係数Ai,Kの値を記す。Zは、より詳しくは、光軸から高さhの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面(光軸に垂直な平面)に下ろした垂線の長さ(mm)を示す。
[0064]
Z=C・h2/{1+(1−K・C2・h2)1/2}+ΣAi−hi (A)
ただし、
Z:非球面の深さ(mm)
h:光軸からレンズ面までの距離(高さ)(mm)
C:近軸曲率=1/R
(R:近軸曲率半径)
Ai:第i次(iは3以上の整数)の非球面係数
K:非球面係数
[0065]
以上の実施例1の撮像レンズと同様にして、図2に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例2として、表3および表4に示す。また同様にして、図3〜6、図9および図11に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例3乃至6、実施例9および実施
例11として、表5〜12、表17〜18および表21〜22に示す。また、表13〜16および表19〜20は、参考例7、8および10のレンズデータをそれぞれ示す。これらの実施例1〜6、9および11に係る撮像レンズでは、第1レンズL1乃至第5レンズL5の両面がすべて非球面形状となっている。
[0066]
図12(A)〜(D)はそれぞれ、実施例1の撮像レンズにおける球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)、倍率色収差(倍率の色収差)図を示している。球面収差、非点収差(像面湾曲)、ディストーション(歪曲収差)を表す各収差図には、d線(波長587.56nm)を基準波長とした収差を示す。球面収差図、倍率色収差図には、F線(波長486.1nm)、C線(波長656.27nm)についての収差も示す。また、球面収差図には、g線(波長435.83nm)についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向(S)、破線はタンジェンシャル方向(T)の収差を示す。また、Fno.はFナンバーを、ωは半画角をそれぞれ示す。
[0067]
同様に、実施例2の撮像レンズについての諸収差を図13(A)〜(D)に示す。同様にして、実施例3乃至6、参考例7、参考例8、実施例9、参考例10、実施例11の撮像レンズについての諸収差を図14(A)〜(D)乃至図22(A)〜(D)に示す。
[0068]
また、表23には、本発明に係る各条件式(1)〜(9)に関する値を、各実施例1〜6、参考例7、参考例8、実施例9、参考例10、実施例11についてそれぞれまとめたものを示す。
[0069]
以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、全長を短縮化しながらも小さなFナンバーと高い結像性能が実現されている。
[0070]
なお、本発明の撮像レンズには、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
[0071]
また、上記各実施例では、すべて固定焦点で使用する前提での記載とされているが、フォーカス調整可能な構成とすることも可能である。例えばレンズ系全体を繰り出したり、一部のレンズを光軸上で動かしてオートフォーカス可能な構成とすることも可能である。
−1<(R1f−R1r)/(R1f+R1r)<−0.15 (3)
条件式(3)は、第1レンズL1の物体側の面の近軸焦点距離R1fおよび第1レンズL1の像側の面の近軸焦点距離R1rの好ましい数値範囲を規定するものである。条件式(3)の下限以下とならないように、第1レンズL1の物体側の面の近軸焦点距離R1fおよび第1レンズL1の像側の面の近軸焦点距離R1rを設定することにより、好適に全長の短縮化を実現できる。また、条件式(3)の上限以上とならないように、第1レンズL1の物体側の面の近軸焦点距離R1fおよび第1レンズL1の像側の面の近軸焦点距離R1rを設定することにより、球面収差および非点収差を良好に補正することができる。上記観点から、下記条件式(3−1)を満たすことがより好ましい。なお、後掲の表1〜22に示すレンズデータおいて、開口絞りStが第1レンズL1の物体側の面よりも物体側にある構成例では、R2がR1fに相当し、R3がR1rに相当する。また、開口絞りStが第1レンズL1と第2レンズL2の間に位置する構成例では、R1がR1fに相当し、R2がR1rに相当する。
−0.8<(R1f−R1r)/(R1f+R1r)<−0.2 (3−1)
Claims (17)
- 物体側から順に、
正の屈折力を有し、かつ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1レンズと、
負の屈折力を有する第2レンズと、
正の屈折力を有し、かつ、物体側に凸面を向けた第3レンズと、
正の屈折力を有し、かつ、物体側に凸面を向けた第4レンズと、
負の屈折力を有し、かつ、像側の面が光軸近傍で像側に凹形状であり、変曲点を有する非球面形状である第5レンズと、
から構成される実質的に5個のレンズからなる撮像レンズ。 - 物体側から順に、
正の屈折力を有し、かつ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1レンズと、
負の屈折力を有する第2レンズと、
両凸形状である第3レンズと、
正の屈折力を有し、かつ、物体側に凸面を向けた第4レンズと、
負の屈折力を有し、かつ、像側の面が光軸近傍で像側に凹形状であり、変曲点を有する非球面形状である第5レンズと、
から構成される実質的に5個のレンズからなる撮像レンズ。 - 以下の条件式を満足する請求項1または2に記載の撮像レンズ。
0.8<f/f34<2.5 (7)
ただし、
f:全系の焦点距離
f34:前記第3レンズと前記第4レンズの合成焦点距離
とする。 - さらに以下の条件式を満足する請求項1から3のいずれか1項記載の撮像レンズ。
0.25<f/f12<0.6 (8)
ただし、
f:全系における焦点距離
f12:前記第1レンズと前記第2レンズの合成焦点距離
とする。 - さらに以下の条件式を満足する請求項1から4のいずれか1項記載の撮像レンズ。
0.1<D9/f<0.5 (9)
ただし、
D9:前記第4レンズと前記第5レンズの光軸上の間隔
f:全系における焦点距離
とする。 - さらに以下の条件式を満足する請求項1から5のいずれか1項記載の撮像レンズ。
−0.8<f/f2<−0.1 (1)
ただし、
f:全系における焦点距離
f2:前記第2レンズの焦点距離
とする。 - さらに以下の条件式を満足する請求項1から6のいずれか1項記載の撮像レンズ。
0.3<f/f1<1.4 (2)
ただし、
f:全系における焦点距離
f1:前記第1レンズの焦点距離
とする。 - さらに以下の条件式を満足する請求項1から7のいずれか1項記載の撮像レンズ。
−1<(R1f−R1r)/(R1f+R1r)<−0.15 (3)
ただし、
R1f:前記第1レンズの物体側の面の近軸曲率半径
R1r:前記第1レンズの像側の面の近軸曲率半径
とする。 - さらに以下の条件式を満足する請求項1から8のいずれか1項記載の撮像レンズ。
0<f/f3<1 (4)
ただし、
f:全系における焦点距離
f3:前記第3レンズの焦点距離
とする。 - さらに以下の条件式を満足する請求項1から9のいずれか1項記載の撮像レンズ。
0.8<f/f4<2.4 (5−2)
ただし、
f:全系における焦点距離
f4:前記第4レンズの焦点距離
とする。 - さらに以下の条件式を満足する請求項1から10のいずれか1項記載の撮像レンズ。
−5<f/f5<0 (6)
ただし、
f:全系における焦点距離
f5:前記第5レンズの焦点距離
とする。 - 開口絞りが前記前記第2レンズの物体側の面より物体側に配置されている請求項1から11のいずれか1項記載の撮像レンズ。
- 以下の条件式を満足する請求項1から12のいずれか1項に記載の撮像レンズ。
0.86<f/f34<2.4 (7−1)
ただし、
f:全系の焦点距離
f34:前記第3レンズと前記第4レンズの合成焦点距離
とする。 - 以下の条件式を満足する請求項13に記載の撮像レンズ。
0.9<f/f34<2.2 (7−2) - さらに以下の条件式を満足する請求項1から14のいずれか1項記載の撮像レンズ。
0.25<f/f12<0.56 (8−1)
ただし、
f:全系における焦点距離
f12:前記第1レンズと前記第2レンズの合成焦点距離
とする。 - さらに以下の条件式を満足する請求項1から15のいずれか1項記載の撮像レンズ。
0.12<D9/f<0.3 (9−1)
ただし、
D9:前記第4レンズと前記第5レンズの光軸上の間隔
f:全系における焦点距離
とする。 - 請求項1または2に記載された撮像レンズを備えた撮像装置。
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