JP2010026434A - 撮像レンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】小型でＦ２程度の十分な明るさを有し、諸収差が良好に補正された、５枚構成の撮像レンズ。
【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
【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
本発明は、ＣＣＤ型イメージセンサ或いはＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置に好適で、小型で明るい撮像レンズに関するものである。
近年、ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が搭載された携帯端末の普及に伴い、より高画質の画像が得られるよう、高画素数の撮像素子を使用した撮像装置が搭載されたものが市場に供給されるようになってきた。高画素数の撮像素子は大型化を伴っていたが、近年、画素の高細化が進み、撮像素子が小型化されるようになってきた。このような高細化された撮像素子に使用される撮像レンズは高い解像力が要求されるが、解像力はＦ値により限界があり、Ｆ値の小さい明るいレンズの方が高解像力を得られるため、従来のようにＦ２．８程度のＦ値では十分な性能が得られなくなってきた。そこで、高画素化、高細化、小型化された撮像素子に適した、Ｆ２程度の明るい撮像レンズが求められるようになってきた。このような用途の撮像レンズとしては、３枚若しくは４枚構成の撮像レンズに比べて大口径比化及び高性能化が可能である５枚構成の撮像レンズが提案されている。
５枚構成の撮像レンズとして、物体側より順に、正若しくは負の屈折力を有する第１レンズ、及び正の屈折力を有する第２レンズからなる前群、開口絞り、並びに負の屈折力を有する第３レンズ、正の屈折力を有する第４レンズ、及び負若しくは正の屈折力を有する第５レンズからなる後群で構成された撮像レンズが開示されている。（例えば、特許文献１乃至特許文献３参照）
特開２００７−２７９２８２号公報
特開２００６−２９３０４２号公報
特開２００７−３２２８４４号公報
しかしながら、特許文献１に記載の撮像レンズは、前群が球面系で構成されているためＦ２程度に明るくすると、球面収差やコマ収差の補正が不十分で良好な性能を確保できない。また、前群及び後群の双方が正の屈折力を有する構成のため、後群が負の屈折力を有するテレフォトタイプのような構成に比べ、光学系の主点位置が像側になりバックフォーカスが長くなるため、小型化には不利なタイプである。
また、特許文献２に記載の撮像レンズは、Ｆ２程度の明るさを有しているが、第１レンズ及び第２レンズの双方が正の屈折力を有する構成のため、前群での色補正が不十分である。更に、特許文献１と同様に前群及び後群の双方が正の屈折力を有する構成であると共に、最終レンズも正レンズであるため、小型化には不利なタイプである。
更に、特許文献３に記載の撮像レンズは、Ｆ２程度の明るさを有しているが、４枚構成であるため収差補正が不十分であり、高画素化に対応した撮像レンズに適しているとは言い難い。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、小型でＦ２程度の十分な明るさを有し、諸収差が良好に補正された、５枚構成の撮像レンズを提供することを目的とする。
前記目的は、下記に記載した発明により達成される。
１．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。
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。
２．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前記１に記載の撮像レンズ。
０．３＜ｆ／ｆ１＜０．８ ・・・（１）
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
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。
０．７＜ｆ／ｆ２＜２．２ ・・・（２）
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
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、
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。
０．２＜ｆ２／ｆ１＜０．７ ・・・（３）
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、
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。
−２．３＜ｆ／ｆ５＜−０．８ ・・・（４）
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
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。
０．０６＜ｔ１０／ｆ＜０．１６・・・（５）
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。
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。
８．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前記１〜７の何れか１項に記載の撮像レンズ。
請求項１の効果
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。
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。
更に、５枚構成のうち２枚を負レンズとすることで、発散作用を有する面を多くしてペッツバール和の補正を容易とし、画面周辺部まで良好な結像性能を確保した撮像レンズを得ることが可能となる。
請求項２の効果
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。
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。
また、下式の条件式とすることがより望ましい。
０．３２＜ｆ／ｆ１＜０．７・・・（１Ａ）
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。
また、下式の条件式とすることがより望ましい。
０．９＜ｆ／ｆ２＜１．８・・・（２Ａ）
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。
また、下式の条件式とすることがより望ましい。
０．２１５＜ｆ２／ｆ１＜０．６・・・（３Ａ）
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。
また、下式の条件式とすることがより望ましい。
−１．９＜ｆ／ｆ５＜−１．２・・・（４Ａ）
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。
また、下式の条件式とすることがより望ましい。
０．０９＜ｔ１０／ｆ＜０．１４・・・（５Ａ）
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。
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。
ここで、「変曲点」とは有効半径内でのレンズ断面形状の曲線において、非球面頂点の接平面が光軸と垂直な平面となるような非球面上の点のことである。
請求項８の効果
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。
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。
以下に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。
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。
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。
但し、
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。
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。
ｆ＝５．９０８ｍｍ
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。
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。
非球面係数を以下に示す。
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。
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／ｆ１＝０．３３７
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。
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。
ｆ＝５．９０９ｍｍ
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。
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。
非球面係数を以下に示す。
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。
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／ｆ１＝０．４７４
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。
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。
ｆ＝５．９１０ｍｍ
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。
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。
非球面係数を以下に示す。
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。
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／ｆ１＝０．５４３
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。
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。
ここで、プラスチック材料は温度変化時の屈折率変化が大きいため、第１レンズから第５レンズの全てをプラスチックレンズで構成すると、周囲温度が変化した際に、撮像レンズ全系の像点位置が変動してしまうという問題を抱えてしまう。
そこで最近では、プラスチック材料中に無機微粒子を混合させ、プラスチック材料の温度変化を小さくできることが分かってきた。詳細に説明すると、一般に透明なプラスチック材料に微粒子を混合させると、光の散乱が生じ透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であったが、微粒子の大きさを透過光束の波長より小さくすることにより、散乱が実質的に発生しないようにできる。プラスチック材料は温度が上昇することにより屈折率が低下してしまうが、無機粒子は温度が上昇すると屈折率が上昇する。そこで、これらの温度依存性を利用して互いに打ち消しあうように作用させることにより、屈折率変化がほとんど生じないようにすることができる。具体的には、母材となるプラスチック材料に最大長が２０ナノメートル以下の無機粒子を分散させることにより、屈折率の温度依存性の極めて低いプラスチック材料となる。例えばアクリルに酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の微粒子を分散させることで、温度変化による屈折率変化を小さくすることができる。本発明において、比較的屈折力の大きな正レンズ（Ｌ２，Ｌ４）、または全てのレンズ（Ｌ１〜Ｌ５）に、このような無機粒子を分散させたプラスチック材料を用いることにより、撮像レンズ全系の温度変化時の像点位置変動を小さく抑えることが可能となる。
なお、本実施例は、固体撮像素子の撮像面に入射する光束の主光線入射角については、撮像面周辺部において必ずしも十分小さい設計になっていない。しかし、最近の技術では、固体撮像素子の色フィルタやオンチップマイクロレンズアレイの配列の見直しによって、シェーディングを軽減することができるようになってきた。具体的には撮像素子の撮像面の画素ピッチに対し、色フィルタやオンチップマイクロレンズアレイの配列のピッチをわずかに小さく設定すれば、撮像面の周辺部にいくほど各画素に対し色フィルタやオンチップマイクロレンズアレイが撮像レンズ光軸側へシフトするため、斜入射の光束を効率的に各画素の受光部に導くことができる。これにより固体撮像素子で発生するシェーディングを小さく抑えることができる。本実施例は、前記要求が緩和された分について、より小型化を目指した設計例となっている。
Ｌ１ 第１レンズ
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
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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