JP2010054646A - 広角レンズおよび撮像モジュール - Google Patents
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【解決手段】撮像素子上に像を結像するための広角レンズであって、広角レンズは物体側から順に負の第1レンズと、像側に凹面を向けた負の第2レンズと、正の第3レンズと、開口絞りと、正の第4レンズとで構成され、以下の条件を満足することでバックフォーカスを十分長く確保した広角レンズを得る。
2W > 130°
2.0 < bf/f < 3.0
但し、
2W:全画角
bf:バックフォーカス
f:全系の焦点距離
【選択図】図1
Description
2.0 < bf/f < 3.0 ・・・(2)
但し、
2W:全画角
bf:バックフォーカス
f:全系の焦点距離
好適には、前記第1レンズはガラス材料で形成され、前記第2レンズおよび前記第3レンズ、前記第4レンズは樹脂材料で形成されており、前記第2レンズおよび前記第3レンズ、前記第4レンズは両面が非球面形状を持つことを要旨とする。
1.8 ≦ f1/f2 < 3.0 ・・・(4)
2.0 < d2/f < 2.5 ・・・(5)
但し、
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
d2:第1レンズと第2レンズとの光軸上の空気間隔
好適には、前記第3レンズは両凸形状のレンズであって、以下の条件式を満足することを特徴とする。
但し、
r32:第3レンズの像面側の近軸曲率半径
r31:第3レンズの物体側の近軸曲率半径
また本発明の光学モジュールは、撮像素子と、撮像素子上に像を結像することを対象とした前記広角レンズと、前記撮像素子と前記広角レンズを保持するレンズ保持体とを有することを特徴とする。
ここで、2Wは撮像素子に入射可能な最大画角(全画角)を示している。
(1−2)以下は高精度な撮像素子との組込を実施するために好ましい条件である。
ここで、bfはバックフォーカスを、fは全系の焦点距離を示している。
(1−3)以下は広画角を達成しつつ、レンズ径の小型化のために好ましい条件である。
ここで、f1は第1レンズL1の焦点距離を、fは全系の焦点距離を示している。
(1−4)以下は製造を容易にしつつ、光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
ここで、f1は第1レンズL1の焦点距離を、f2は第2レンズL2の焦点距離を示している。
(1−5)以下は製造を容易にしつつ、光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
ここで、d2は第1レンズL1と第2レンズL2との光軸上の空気間隔を、fは全系の焦点距離を示している。
(1−6)以下は製造を容易にしつつ、光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
ここで、r32は第3レンズL3の像面側の近軸曲率半径を、r31は第3レンズL3の物体側の近軸曲率半径を示している。
以下に、本実施形態1〜5にそれぞれ対応する数値データを示す。各数値実施例において、図1のように物体側の面から順に番号(i)を付与し、iは物体側からの面の順序を示し、riは第i面の近軸曲率半径、diは第i面と第(i+1)面との間隔、ni、νiはそれぞれd線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、最も像側の2面は水晶ローパスフィルター、保護ガラス等に相当し、設計上設けられたガラスブロックGである。また、非球面形状は光軸からの高さHの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてXとするとき
表1から表4は実施例1の各数値を示す。
条件式(2)は焦点距離とバックフォーカスの関係に関する式であり、下限値を超えると十分なバックフォーカスが確保できず、赤外カットフィルターやローパスフィルターなどのガラスブロックを挿入するのが困難となる。
実施例1は各条件式を満たしており、光学系のコンパクト化を図りつつ、良好な画質および所望の画角を確保したバックフォーカスの長い広角レンズを得ることができる。
図2からわかるように、実施例1によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた広角レンズが得られる。
表5から表8は実施例2の各数値を示す。
条件式(3)は第1レンズL1の焦点距離と全系の焦点距離とに関する式で、下限値を超えると諸収差が増大し、従属レンズでの補正が困難となる。
条件式(4)は第1レンズL1の焦点距離と第2レンズL2の焦点距離とに関する式で、下限値を超えると第1レンズL1の負の屈折力が強くなり、第1レンズL1の像側面の凹面がきつくなり製造が困難となり、更には諸収差の発生量が増大する。
条件式(6)は第3レンズL3の物体側の近軸曲率半径と像面側の近軸曲率半径とに関する式で、下限値を超えると物体側の面に適切な屈折力を持つことができなくなり、諸収差の補正が困難となる。また、像側面の屈折力強く持ちすぎると感度がきつくなり、製造が困難となると共に諸収差が増大する為、良好な結像性能が確保できなくなってしまう。
実施例2は各条件式を満たしており、光学系のコンパクト化を図りつつ、良好な画質および所望の画角を確保したバックフォーカスの長い広角レンズを得ることができる。
図4からわかるように、実施例2によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた広角レンズが得られる。
表9から表12は実施例3の各数値を示す。
条件式(5)は第1レンズL1と第2レンズL2との間に位置する空気間隔と全系の焦点距離とに関する式である。この下限値を超えると第1レンズL1と第2レンズL2との空気間隔が小さくなり、バックフォーカスを長く確保した本実施形態の広角レンズG0では、必然的に第1レンズL1の像側面は強い凹面となっており、その面と第2レンズL2の物体側の面とが干渉または第1レンズL1の像側面に侵入してしまう。
実施例3は各条件式を満たしており、光学系のコンパクト化を図りつつ、良好な画質および所望の画角を確保したバックフォーカスの長い広角レンズを得ることができる。
図6からわかるように、実施例3によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた広角レンズが得られる。
表13から表16は実施例4の各数値を示す。
条件式(4)の上限値を超えると、第2レンズL2の負の屈折力が強くなり、中心肉厚と周辺の肉厚との比が増大して成形が困難となる。更には、第2レンズL2の屈折力が強くなることで感度が高くなり、製造時に組み込む際の偏芯許容量が厳しくなる。
条件式(6)の上限値を超えると、諸収差が増大して良好な結像性能が確保できなくなる。
実施例4は各条件式を満たしており、光学系のコンパクト化を図りつつ、良好な画質および所望の画角を確保したバックフォーカスの長い広角レンズを得ることができる。
図8からわかるように、実施例4によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた広角レンズが得られる。
表17から表20は実施例5の各数値を示す。
条件式(1)は広角レンズG0の全画角に関する式であり、下限値を超えると全画角が狭まり、監視カメラや車載カメラなどの広範囲の情報を必要とするカメラの場合は、死角となる領域が多く発生してしまい好ましくない。
条件式(2)の上限値を超えると、全長が長くなると共に、高い結像性能を維持することが困難となる。
条件式(3)の上限値を超えると、十分なバックフォーカス量が確保できず、更には第1レンズL1が拡大するため、コンパクト化に対しても好ましくない。
条件式(5)の上限値を超えると、諸収差、特に歪曲収差や像面湾曲が増大し、高い結像性能が得られなくなる。更には全長が長くなる為、コンパクト化に対しても好ましくない。
実施例5は各条件式を満たしており、光学系のコンパクト化を図りつつ、良好な画質および所望の画角を確保したバックフォーカスの長い広角レンズを得ることができる。
図10からわかるように、実施例5によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた広角レンズが得られる。
L1・・・第1レンズ
L2・・・第2レンズ
L3・・・第3レンズ
L4・・・第4レンズ
SP・・・開口絞り
IP・・・像面
S・・・撮像素子
G・・・ガラスブロック
d・・・d線
ΔS・・・サジタル像面
ΔM・・・メリディオナル像面
H・・・レンズ保持体
Claims (5)
- 物体側から順に負の第1レンズと、像側に凹面を向けた負の第2レンズと、正の第3レンズと、開口絞りと、正の第4レンズとで構成され、以下の条件を満足することを特徴とする広角レンズ。
2W > 130° ・・・(1)
2.0 < bf/f < 3.0 ・・・(2)
但し、2W:全画角、bf:バックフォーカス、f:全系の焦点距離をそれぞれ表している。 - 前記第1レンズはガラス材料で形成され、前記第2レンズおよび前記第3レンズ、前記第4レンズは樹脂材料で形成されており、前記第2レンズおよび前記第3レンズ、前記第4レンズは両面が非球面形状を持つことを特徴とする請求項1に記載の広角レンズ。
- 前記第1レンズは物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズであって、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に記載の広角レンズ。
3.5 < |f1/f| < 4.5 ・・・(3)
1.8 ≦ f1/f2 < 3.0 ・・・(4)
2.0 < d2/f < 2.5 ・・・(5)
但し、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、d2:第1レンズと第2レンズとの光軸上の空気間隔をそれぞれ表している。 - 前記第3レンズは両凸形状のレンズであって、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のいずれかに記載の広角レンズ。
1.0 < |r32/r31| < 3.0 ・・・(6)
但し、r32:第3レンズの像面側の近軸曲率半径、r31:第3レンズの物体側の近軸曲率半径をそれぞれ表している。 - 撮像素子と、
前記撮像素子上に像を結像するための請求項1から4のいずれかに記載の広角レンズと、
前記撮像素子と前記広角レンズを保持するレンズ保持体とを有する撮像モジュール。
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JP2008217574A JP5247307B2 (ja) | 2008-08-27 | 2008-08-27 | 広角レンズおよび撮像モジュール |
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