JP2013174740A - 広角レンズおよび撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】4枚ないし6枚のレンズから構成された小型で高解像度の広角レンズを提供すること。
【解決手段】撮像レンズ10は、物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第1群レンズ11、正のパワーを有する第2群レンズ12、負のパワーを有する第3群レンズ13、および、正のパワーを有する第4群レンズ14からなる。全レンズ系の焦点距離をf、第2群レンズ12の焦点距離をff2とすると、1.0≦ff2/f≦2.0を満たすので、レンズ系の全長を短く抑えることができ、像面湾曲を抑制することができる。また、第2群レンズ12、第3群レンズ13、第4群レンズ14のそれぞれの物体側レンズ面および像側レンズ面が非球面形状を備えているので、撮像レンズ10が明るく構成される。
【選択図】図1

Description

本発明は、4枚ないし6枚のレンズから構成された小型で高解像度の広角レンズおよび当該広角レンズを搭載する撮像装置に関する。
車載用カメラや監視カメラなどに搭載される広角レンズは特許文献1に記載されている。同文献の広角レンズは、物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを備える第1レンズ、正のパワーを備える第2レンズ、負のパワーを備える第3レンズおよび正のパワーを備える第4レンズからなる。同文献の広角レンズは65°程度の対角画角を備えている。
特開2009−14947号公報
車載用カメラや監視カメラなどの撮像装置に搭載される広角レンズには小型化が要求されているとともに、これらの撮像装置に搭載される撮像素子の画素数の増大に伴って、一層の高解像度化が要求されている。ここで、広角レンズの解像度を向上させるためには、像面湾曲などの収差を従来よりも抑制することが必要となる。
このような点に鑑みて、本発明の課題は、小型でより高解像度の広角レンズを提供することにある。また、このような広角レンズを搭載する撮像装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の広角レンズは、
物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第1群レンズ、正のパワーを有する第2群レンズ、負のパワーを有する第3群レンズ、および、正のパワーを有する第4群レンズからなり、
前記第1群レンズは、負のパワーを有する1枚のレンズ、または、それぞれが負のパワーを有する2枚のレンズからなり、
前記第2群レンズは、正のパワーを有する1枚のレンズ、または、それぞれが正のパワーを有する2枚のレンズからなり、
前記第3群レンズは、負のパワーを有する1枚のレンズからなり、
前記第4群レンズは、正のパワーを有する1枚のレンズからなり、
前記第1群レンズを構成するレンズは、像側レンズ面に凹形状を備え、
前記第2群レンズにおいて前記第3群レンズに隣接配置されているレンズは、像側レンズ面に凸形状を備え、
前記第3群レンズは、物体側レンズ面に凹形状を備え、
前記第2群レンズ、前記第3群レンズ、前記第4群レンズを構成するレンズのうちの少なくとも1枚のレンズは、物体側レンズ面および像側レンズ面のうちの少なくとも一方のレンズ面が非球面形状とされており、
全レンズ系の焦点距離をf、前記第2群レンズの焦点距離をff2としたときに、以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする。
1.0≦ff2/f≦2.0 (1)
本発明の広角レンズは、条件式(1)を満たすので、レンズ系の全長を短く抑えることができるとともに、像面湾曲を抑制できる。また、第2群レンズ、第3群レンズ、第4群レンズを構成するレンズに非球面形状を備えることにより、口径数を大きくすることが容易となる。ここで、条件式(1)の上限値を超えると、像面湾曲が正の側に増大してその補正が困難となる。条件式(1)の下限値を超えると、像面湾曲が負の側に増大してその補正が困難となる。また、条件式(1)の上限値を超えると、第2群レンズの正のパワーが相対的に弱くなるので、レンズ系の全長を短く抑えることが困難となる。なお、広角レンズとは、対角画角が60°以上の撮像レンズをいう。
本発明において、前記第3群レンズの焦点距離をff3としたときに、以下の条件式(2)を満たすことが望ましい。
−2.0≦ff2/ff3≦−1.0 (2)
条件式(2)の上限値は色収差を抑制するためのものである。条件式(2)の上限値を超えると、凸形状を備える第2群レンズの正のパワーに対して、凹形状を備える第3レンズの負のパワーが弱くなりすぎるので、色収差が増大して、その補正が困難となる。従って、色収差を抑えるために上限を−1.0以下とする。条件式(2)の下限値は像面湾曲を抑制するとともに、レンズ系の全長を抑制するためのものである。条件式(2)の下限値を超えると、凸形状を備える第2群レンズの正のパワーに対して凹形状を備える第3レンズの負のパワーが強くなりすぎるので、像面湾曲の増大を招く。従って、像面湾曲を抑えるために下限を−2.0以上とする。また、条件式(2)の下限値を超えると、第2群レンズの正のパワーが第3群レンズの負のパワーに対して弱くなるので、レンズ系の全長を短く抑えることが困難になる。ここで、条件式(2)について、その範囲を−1.9以上−1.3以下とすることにより、色収差と像面湾曲のバランスをとることができる。
本発明において、前記第4群レンズの焦点距離をff4としたときに、以下の条件式(3)を満たすことが望ましい。
0.5≦ff4/f≦2.0 (3)
条件式(3)は像面湾曲を抑制するためのものである。すなわち、条件式(3)の上限値を超えると像面湾曲が正の側に大きくなり、その補正が困難となる。条件式(3)の下下限値を超えると像面湾曲が負の側に大きくなり、その補正が困難となる。従って、像面湾曲をより抑制するためには、その範囲を0.5以上2.0以下とする。ここで、条件式(3)について、その範囲を0.7以上1.7以下とすることにより、像面のバランスがとれる。
本発明において、色収差を良好に補正するためには、前記第2群レンズは、アッベ数が40以上のレンズを備えており、前記第3群レンズは、アッベ数が35以下のレンズを備えていることが望ましい。
本発明において、対角画角が100°以上の構成を採用することができる。すなわち、このような画角の大きい広角レンズにおいても像面湾曲を抑制できる。
次に、本発明の撮像装置は、上記の広角レンズと、前記広角レンズの焦点位置に配置された撮像素子とを有することを特徴とする。
本発明によれば、広角レンズが高解像度となるので、撮像素子として画素数の多い撮像素子を採用することにより、撮像装置を高解像度のものとすることができる。また、広角レンズの全長を短くできるので、撮像装置を小型化することができる。
本発明の広角レンズによれば、レンズ系の全長を短く抑制することができるとともに、像面湾曲の発生を抑制できる。また、口径数を大きくすることが容易である。
本発明を適用した実施例1の撮像レンズの構成図である。 図1の撮像レンズの軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。 本発明を適用した実施例2の撮像レンズの構成図である。 図3の撮像レンズの軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。 本発明を適用した実施例3の撮像レンズの構成図である。 図5の撮像レンズの軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。 本発明を適用した実施例4の撮像レンズの構成図である。 図7の撮像レンズの軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。 本発明を適用した実施例5の撮像レンズの構成図である。 図8の撮像レンズの軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。 撮像レンズを搭載する撮像装置の説明図である。
以下に図面を参照して、本発明を適用した撮像レンズを説明する。
(実施例1)
図1は実施例1の撮像レンズの構成図である。図1に示すように、撮像レンズ10は、物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第1群レンズ11、正のパワーを有する第2群レンズ12、負のパワーを有する第3群レンズ13、および、正のパワーを有する第4群レンズ14からなる。本例の撮像レンズ10は4枚のレンズから構成されており、第1群レンズ11は1枚の第1レンズ111から構成され、第2群レンズ12は1枚の第2レンズ121から構成され、第3群レンズ13は1枚の第3レンズ131から構成され、第4群レンズ14は1枚の第4レンズ141から構成されている。第1群レンズ11と第2群レンズ12の間、すなわち、第1レンズ111と第2レンズ121の間には絞り17が配置されており、第4レンズ141の像側にはカバーガラス18が配置されている。結像面19はカバーガラス18と間隔を開けた位置にある。
第1レンズ111は、物体側レンズ面111aが平面形状を備えており、像側レンズ面111bが凹形状を備えている。第2レンズ121は、物体側レンズ面121aおよび像側レンズ面121bがそれぞれ凸形状を備えている。第3レンズ131は、物体側レンズ面131aが凹形状を備えており、像側レンズ面131bが凸形状を備えている。第4レンズ141は、物体側レンズ面141aおよび像側レンズ面141bがそれぞれ凸形状を備えている。
撮像レンズ10の開口数をFno.、半画角をω、および、レンズ径の全長をLとすると、これらの値は以下のとおりである。
Fno.=2
ω=57.5°
L=12.303mm
また、全レンズ系の焦点距離をf、第1群レンズ11(第1レンズ111)の焦点距離をff1、第2群レンズ12(第2レンズ121)の焦点距離をff2、第3群レンズ13(第3レンズ131)の焦点距離をff3、第4群レンズ14(第4レンズ141)の焦点距離をff4とすると、これらの値は以下のとおりである。
f=1.9748
ff1=−7.394
ff2=2.019
ff3=−1.089
ff4=1.545
ここで、本例の撮像レンズ10は、以下の条件式(1)〜(3)を満たす。
1.0≦ff2/f≦2.0 (1)
−2.0≦ff2/ff3≦−1.0 (2)
0.5≦ff4/f≦2.0 (3)
すなわち、ff2/f=1.02であり、ff2/ff3=−1.85であり、ff4/f=0.78である。
本例の撮像レンズ10は条件式(1)を満たすので、レンズ系の全長を短く抑え、像面湾曲を抑制することができる。すなわち、条件式(1)の上限値を超えると、像面湾曲が正の側に増大してその補正が困難となる。条件式(1)の下限値を超えると、像面湾曲が負の側に増大してその補正が困難となる。また、条件式(1)の上限値を超えると、第2群レンズ12の正のパワーが相対的に弱くなるので、レンズ系の全長を短く抑えることが困難となる。
また、撮像レンズ10は条件式(2)を満たすので、色収差を抑制しながら、レンズ系の全長を短く抑え、像面湾曲を抑制することができる。すなわち、条件式(2)の上限値を超えると、凸形状を備える第2群レンズ12の正のパワーに対して、凹形状を備える第3レンズ131の負のパワーが弱くなりすぎるので、色収差が増大して、その補正が困難となる。従って、色収差を抑えるために上限を−1.0以下とする。条件式(2)の下限値は像面湾曲を抑制するとともに、レンズ系の全長を抑制するためのものである。条件式(2)の下限値を超えると、凸形状を備える第2群レンズ12の正のパワーに対して凹形状を備える第3レンズ131の負のパワーが強くなりすぎるので、像面湾曲の増大を招く。従って、像面湾曲を抑えるために下限を−2.0以上とする。また、条件式(2)の下限値を超えると、第2群レンズ12の正のパワーが第3群レンズ13の負のパワーに対して弱くなるので、レンズ系の全長を短く抑えることが困難になる。ここで、条件式(2)について、その範囲を−1.9以上−1.3以下とすることにより、色収差と像面湾曲のバランスをとることができる。
さらに、撮像レンズ10は条件式(3)を満たすので、像面湾曲をより抑制できる。すなわち、条件式(3)の上限値を超えると像面湾曲が正の側に大きくなり、その補正が困難となる。条件式(3)が下限値以上となると像面湾曲が負の側に大きくなり、その補正が困難となる。従って、像面湾曲をより抑制するためには、その範囲を0.5以上2.0以下とする。ここで、条件式(3)について、その範囲を0.7以上1.7以下とすることにより、像面のバランスがとれる。
また、本例では、第2群レンズ12(第2レンズ121)のアッベ数をνd2、第3群レンズ13(第3レンズ131)のνd3としたときに、以下の条件式(4)および条件式(5)を満たす。
νd2≧40 (4)
νd3≦35 (5)
本例では、νd2=52、νd3=23.4である。この結果、撮像レンズ10では、低分散の材料からなる第2レンズ121と高分散の材料からなる第3レンズ131が隣り合うように配置されるので、色収差を良好に補正できる。
次に、表1Aは撮像レンズ10の各レンズ面のレンズデータを示す。表1Aでは物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。星印が付けられたレンズ面は非球面である。本例では、第2レンズ121(第2群レンズ12)、第3レンズ131(第3群レンズ13)、第4レンズ141(第4群レンズ14)のそれぞれの物体側レンズ面121a、131a、141aおよび像側レンズ面121b、131b、141bが非球面形状を備えている。Sは絞り17を示す。なお、9面および10面はカバーガラス18のガラス面である。曲率半径および間隔の単位はミリメートルである。
次に、表1Bは非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表1Bにおいても物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。
なお、レンズ面に採用する非球面形状は、Yをサグ量、cを曲率半径の逆数、Kを円錐係数、hを光線高さ、4次、6次、8次、10次、12次、14次、16次の非球面係数をそれぞれA4、A6、A8、A10、A12、A14、A16とすると、次式により表わされる。
(作用効果)
図2(a)〜(d)は撮像レンズ10の軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図2(a)の軸上色収差図では焦点移動を示し、縦軸は波長を示す。図2(b)の横収差図では横軸は入射瞳座標を示し、縦軸は収差量を示す。図2(b)では、波長の異なる複数の光線についてのシミュレーション結果を示してある。図2(c)の像面湾曲図では横軸は光軸方向の距離を示し、縦軸は像の高さを示す。図2(c)において、Sはサジタル面における像面湾曲収差を示し、Tはタンジェンシャル面における像面湾曲収差を示す。図2(d)の歪曲収差図では横軸は像の歪み量を示し、縦軸は像の高さを示す。図2(a)に示すように、本例の撮像レンズ10によれば、軸上の色収差が良好に補正されている。また、図2(b)に示すように、色の滲みが抑制される。さらに、図2(c)、(d)に示すように、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ10が高解像度になる。
また、本例では、第2レンズ121(第2群レンズ12)、第3レンズ131(第3群レンズ13)、第4レンズ141(第4群レンズ14)のそれぞれの物体側レンズ面121a、131a、141a、および像側レンズ面121b、131b、141bが非球面形状を備えているので、撮像レンズ10が明るく構成される。さらに、本例では、レンズ系の全長Lを12.303mmと短く抑えることができる。
(実施例2)
図3は実施例2の撮像レンズ20の構成図である。図3に示すように、撮像レンズ20は、物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第1群レンズ21、正のパワーを有する第2群レンズ22、負のパワーを有する第3群レンズ23、および、正のパワーを有する第4群レンズ24からなる。本例の撮像レンズ20は5枚のレンズから構成されており、第1群レンズ21は1枚の第1レンズ211から構成され、第2群レンズ22は第2レンズ221および第3レンズ222の2枚のレンズから構成され、第3群レンズ23は1枚の第4レンズ231から構成され、第4群レンズ24は1枚の第5レンズ241から構成されている。第2群レンズ22において、第2レンズ221と第3レンズ222の間には絞り27が配置されており、第5レンズ241の像側にはカバーガラス28が配置されている。結像面29はカバーガラス28と間隔を開けた位置にある。
第1レンズ211は、物体側レンズ面211aが平面形状を備えており、像側レンズ面211bが凹形状を備えている。第2レンズ221は、物体側レンズ面221aおよび像側レンズ面221bがそれぞれ凸形状を備えている。第3レンズ222は、物体側レンズ面222aおよび像側レンズ面222bがそれぞれ凸形状を備えている。第4レンズ231は、物体側レンズ面231aが凹形状を備えており、像側レンズ面231bが凸形状を備えている。第5レンズ241は、物体側レンズ面241aおよび像側レンズ面241bがそれぞれ凸形状を備えている。
撮像レンズ20の開口数をFno.、半画角をω、および、レンズ径の全長をLとすると、これらの値は以下のとおりである。
Fno.=2
ω=69.0°
L=12.300mm
また、全レンズ系の焦点距離をf、第1群レンズ21(第1レンズ221)の焦点距離をff1、第2群レンズ22(第2レンズ221および第3レンズ222)の焦点距離をff2、第3群レンズ23(第4レンズ231)の焦点距離をff3、第4群レンズ24(第5レンズ241)の焦点距離をff4とすると、これらの値は以下のとおりである。
f=1.9055
ff1=−3.430
ff2=2.059
ff3=−1.481
ff4=2.451
なお、第2群レンズ22を構成している第2レンズ221の焦点距離をff21、第3レンズ222の焦点距離をff22とすると、これらの値は以下のとおりである。
ff21=4.080
ff22=2.685
ここで、本例の撮像レンズ20は、以下のとおり、条件式(1)〜(3)を満たす。
1.0≦ff2/f=1.08≦2.0 (1)
−2.0≦ff2/ff3=−1.39≦−1.0 (2)
0.5≦ff4/f=1.29≦2.0 (3)
また、本例では、第2群レンズ22を構成する第2レンズ221および第3レンズ222のうちアッベ数の大きな第3レンズ222のアッベ数をνd2、第3群レンズ23(第4レンズ231)のアッベ数をνd3としたときに、以下の条件式(4)および条件式(5)を満たす。
νd2=56≧40 (4)
νd3=23.4≦35 (5)
次に、表2Aは撮像レンズ20の各レンズ面のレンズデータを示す。表2Aでは物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。星印が付けられたレンズ面は非球面であり、本例では、第3レンズ222、第4レンズ231(第3群レンズ23)、および第5レンズ241(第4群レンズ24)のそれぞれの物体側レンズ面222a、231a、241aおよび像側レンズ面222b、231b、241bが非球面形状を備えている。Sは絞り27を示す。なお、12面および13面はカバーガラス28のガラス面である。曲率半径および間隔の単位はミリメートルである。
次に、表2Bは非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表2Bにおいても物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。
(作用効果)
本例の撮像レンズ20は条件式(1)〜(3)を満たすので、レンズ系の全長を短く抑えるとともに、像面湾曲および色収差を抑制することができる。また、本例では、低分散の材料からなる第3レンズ222と高分散の材料からなる第4レンズ231が隣り合うように配置されるので、色収差を良好に補正できる。
さらに、本例では、第2群レンズ22の第3レンズ222、第4レンズ231(第3群レンズ23)、第5レンズ241(第4群レンズ24)のそれぞれが、物体側レンズ面222a、231a、241aおよび像側レンズ面222b、231b、241bに非球面形状を備えている。この結果、開口数:Fno.=2となり、撮像レンズ20が明るく構成される。また、本例では、レンズ系の全長Lを12.300mmと短く抑えることができる。
図4(a)〜(d)は撮像レンズ20の軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図4(a)に示すように、本例の撮像レンズ20によれば、軸上の色収差が良好に補正されている。また、図4(b)に示すように、色の滲みが抑制される。さらに、図4(c)、(d)に示すように、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ20が高解像度になる。
(実施例3)
図5は実施例3の撮像レンズ30の構成図である。図5に示すように、撮像レンズ30は、物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第1群レンズ31、正のパワーを有する第2群レンズ32、負のパワーを有する第3群レンズ33、および、正のパワーを有する第4群レンズ34からなる。本例の撮像レンズ30は5枚のレンズから構成されており、第1群レンズ31は1枚の第1レンズ311から構成され、第2群レンズ32は第2レンズ321および第3レンズ322の2枚のレンズから構成され、第3群レンズ33は1枚の第4レンズ331から構成され、第4群レンズ34は1枚の第5レンズ341から構成されている。第2群レンズ32において、第2レンズ321と第3レンズ322の間には絞り37が配置されており、第5レンズ341の像側にはカバーガラス38が配置されている。結像面39はカバーガラス38と間隔を開けた位置にある。
第1レンズ311は、物体側レンズ面311aが平面形状を備えており、像側レンズ面311bが凹形状を備えている。第2レンズ321は、物体側レンズ面321aおよび像側レンズ面321bがそれぞれ凸形状を備えている。第3レンズ322は、物体側レンズ面322aおよび像側レンズ面322bがそれぞれ凸形状を備えている。第4レンズ331は、物体側レンズ面331aが凹形状を備えており、像側レンズ面331bが凸形状を備えている。第5レンズ341は、物体側レンズ面341aおよび像側レンズ面341bがそれぞれ凸形状を備えている。
撮像レンズ30の開口数をFno.、半画角をω、および、レンズ径の全長をLとすると、これらの値は以下のとおりである。
Fno.=2
ω=56.5°
L=12.303mm
また、全レンズ系の焦点距離をf、第1群レンズ31(第1レンズ311)の焦点距離をff1、第2群レンズ32(第2レンズ321および第3レンズ322)の焦点距離をff2、第3群レンズ33(第4レンズ331)の焦点距離をff3、第4群レンズ34(第5レンズ341)の焦点距離をff4とすると、これらの値は以下のとおりである。
f=1.986
ff1=−6.278
ff2=2.321
ff3=−1.602
ff4=2.206
なお、第2群レンズ32を構成している第2レンズ321の焦点距離をff21、第3レンズ322の焦点距離をff22とすると、これらの値は以下のとおりである。
ff21=5.442
ff22=2.766
ここで、本例の撮像レンズ30は、以下のとおり、条件式(1)〜(3)を満たす。
1.0≦ff2/f=1.17≦2 (1)
−2.0≦ff2/ff3=−1.38≦−1.0 (2)
0.5≦ff4/f=1.11≦2.0 (3)
また、本例では、第2群レンズ32を構成する第2レンズ321および第3レンズ322のうちアッベ数の大きい第3レンズ322のアッベ数をνd2、第3群レンズ33(第4レンズ331)のアッベ数をνd3としたときに、以下の条件式(4)および条件式(5)を満たす。
νd2=56≧40 (4)
νd3=23.4≦35 (5)
次に、表3Aは撮像レンズ30の各レンズ面のレンズデータを示す。表3Aでは物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。星印が付けられたレンズ面は非球面であり、本例では、第3レンズ322、第4レンズ331(第3群レンズ33)、および第5レンズ341(第4群レンズ34)のそれぞれの物体側レンズ面322a、331a、341aおよび像側レンズ面322b、331b、341bが非球面形状を備えている。Sは絞り37を示す。なお、12面および13面はカバーガラス38のガラス面である。曲率半径および間隔の単位はミリメートルである。
次に、表3Bは非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表3Bにおいても物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。
(作用効果)
本例の撮像レンズ30は条件式(1)〜(3)を満たすので、レンズ系の全長を短く抑えるとともに、像面湾曲および色収差を抑制することができる。また、本例では、低分散の材料からなる第3レンズ322と高分散の材料からなる第4レンズ331が隣り合うように配置されるので、色収差を良好に補正できる。
さらに、本例では、第2群レンズ32の第3レンズ322、第4レンズ331(第3群レンズ33)、第5レンズ341(第4群レンズ34)のそれぞれが、物体側レンズ面322a、331a、341aおよび像側レンズ面322b、331b、341bに非球面形状を備えている。この結果、開口数:Fno.=2となり、撮像レンズ30が明るく構成される。また、本例では、レンズ系の全長Lを12.303mmと短く抑えることができる。
図6(a)〜(d)は撮像レンズ30の軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図6(a)に示すように、本例の撮像レンズ30によれば、軸上の色収差が良好に補正されている。また、図6(b)に示すように、色の滲みが抑制される。さらに、図6(c)、(d)に示すように、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ30が高解像度になる。
(実施例4)
図7は実施例4の撮像レンズ40の構成図である。図7に示すように、撮像レンズ40は、物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第1群レンズ41、正のパワーを有する第2群レンズ42、負のパワーを有する第3群レンズ43、および、正のパワーを有する第4群レンズ44からなる。本例の撮像レンズ40は5枚のレンズから構成されており、第1群レンズ41は第1レンズ411および第2レンズ412の2枚のレンズから構成され、第2群レンズ42は1枚の第3レンズ421から構成され、第3群レンズ43は1枚の第4レンズ431から構成され、第4群レンズ44は1枚の第5レンズ441から構成されている。第1群レンズ41と第2群レンズ42の間、すなわち、第2レンズ412と第3レンズ421の間には絞り47が配置されており、第5レンズ441の像側にはカバーガラス48が配置されている。結像面49はカバーガラス48と間隔を開けた位置にある。
第1レンズ411は、物体側レンズ面411aが凸形状を備えており、像側レンズ面411bが凹形状を備えている。第2レンズ412は、物体側レンズ面412aが凸形状を備えており、像側レンズ面412bが凹形状を備えている。第3レンズ421は、物体側レンズ面421aおよび像側レンズ面421bがそれぞれ凸形状を備えている。第4レンズ431は、物体側レンズ面431aが凹形状を備えており、像側レンズ面431bが凸形状を備えている。第5レンズ441は、物体側レンズ面441aおよび像側レンズ面441bがそれぞれ凸形状を備えている。
撮像レンズ40の開口数をFno.、半画角をω、および、レンズ径の全長をLとすると、これらの値は以下のとおりである。
Fno.=2.4
ω=95°
L=11.16mm
また、全レンズ系の焦点距離をf、第1群レンズ41(第1レンズ411および第2レンズ412)の焦点距離をff1、第2群レンズ42(第3レンズ421)の焦点距離をff2、第3群レンズ43(第4レンズ431)の焦点距離をff3、第4群レンズ44(第5レンズ441)の焦点距離をff4とすると、これらの値は以下のとおりである。
f=1.376
ff1=−4.394
ff2=1.754
ff3=−1.114
ff4=1.446
なお、第1群レンズ41を構成している第1レンズ411の焦点距離をff11、第2レンズ412の焦点距離をff12とすると、これらの値は以下のとおりである。
ff11=−11.304
ff12=−8.279
ここで、本例の撮像レンズ40は、以下のとおり、条件式(1)〜(3)を満たす。
1.0≦ff2/f=1.27≦2.0 (1)
−2.0≦ff2/ff3=−1.57≦−1.0 (2)
0.5≦ff4/f=1.05≦2.0 (3)
また、本例では、第2群レンズ42(第3レンズ421)のアッベ数をνd2、第3群レンズ43(第4レンズ431)のアッベ数をνd3としたときに、以下の条件式(4)および条件式(5)を満たす。
νd2=56≧40 (4)
νd3=23.4≦35 (5)
次に、表4Aは撮像レンズ40の各レンズ面のレンズデータを示す。表4Aでは物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。星印が付けられたレンズ面は非球面であり、本例では、第2レンズ412、第3レンズ421(第3群レンズ43)、第4レンズ431(第3群レンズ43)、および第5レンズ441(第4群レンズ44)のそれぞれの物体側レンズ面412a、421a、431a、441aおよび像側レンズ面412b、421b、431b、441bが非球面形状を備えている。Sは絞り47を示す。なお、12面および13面はカバーガラス48のガラス面である。曲率半径および間隔の単位はミリメートルである。
次に、表4Bは第2レンズ412の各レンズ面の非球面係数を示し、表4Cは第3レンズ421、第4レンズ431、および第5レンズ441の各レンズ面の非球面係数を示す。表4B、表4Cにおいても物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。
(作用効果)
本例の撮像レンズ40は条件式(1)〜(3)を満たすので、レンズ系の全長を短く抑えるとともに、像面湾曲および色収差を抑制することができる。また、本例では、低分散の材料からなる第3レンズ421と高分散の材料からなる第4レンズ431が隣り合うように配置されるので、色収差を良好に補正できる。
さらに、本例では、第2レンズ412、第3レンズ421(第2群レンズ42)、第4レンズ431(第3群レンズ43)、第5レンズ441(第4群レンズ44)のそれぞれが、物体側レンズ面412a、421a、431a、441aおよび像側レンズ面412b、421b、431b、441bに非球面形状を備えている。この結果、開口数:Fno.=2.4となり、撮像レンズ40が明るく構成される。また、本例では、レンズ系の全長Lを11.16mmと短く抑えることができる。
図8(a)〜(d)は撮像レンズ40の軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図8(a)に示すように、本例の撮像レンズ40によれば、軸上の色収差が良好に補正されている。また、図8(b)に示すように、色の滲みが抑制される。さらに、図8(c)、(d)に示すように、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ40が高解像度になる。
(実施例5)
図9は実施例5の撮像レンズ50の構成図である。図7に示すように、撮像レンズ50は、物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第1群レンズ51、正のパワーを有する第2群レンズ52、負のパワーを有する第3群レンズ53、および、正のパワーを有する第4群レンズ54からなる。本例の撮像レンズ50は6枚のレンズから構成されており、第1群レンズ51は第1レンズ511および第2レンズ512の2枚のレンズから構成され、第2群レンズ52は第3レンズ521および第4レンズ522の2枚のレンズから構成されている。第3群レンズ53は1枚の第5レンズ531から構成され、第4群レンズ54は1枚の第6レンズ541から構成されている。第2群レンズ52を構成している第3レンズ521と第4レンズ522の間には絞り57が配置されており、第6レンズ541の像側にはカバーガラス58が配置されている。結像面59はカバーガラス58と間隔を開けた位置にある。
第1レンズ511は、物体側レンズ面511aが凸形状を備えており、像側レンズ面511bが凹形状を備えている。第2レンズ512は、物体側レンズ面512aおよび像側レンズ面512bがそれぞれ凹形状を備えている。第3レンズ521は、物体側レンズ面521aおよび像側レンズ面521bがそれぞれ凸形状を備えている。第4レンズ522は、物体側レンズ面522aおよび像側レンズ面522bがそれぞれ凸形状を備えている。第5レンズ531は、物体側レンズ面531aが凹形状を備えており、像側レンズ面531bが凸形状を備えている。第6レンズ541は、物体側レンズ面541aおよび像側レンズ面541bがそれぞれ凸形状を備えている。
撮像レンズ50の開口数をFno.、半画角をω、および、レンズ径の全長をLとすると、これらの値は以下のとおりである。
Fno.=2.2
ω=72.8°
L=15.57mm
また、全レンズ系の焦点距離をf、第1群レンズ51(第1レンズ511および第2レンズ512)の焦点距離をff1、第2群レンズ52(第3レンズ521および第4レンズ522)の焦点距離をff2、第3群レンズ53(第5レンズ531)の焦点距離をff3、第4群レンズ54(第6レンズ541)の焦点距離をff4とすると、これらの値は以下のとおりである。
f=1.356
ff1=−3.279
ff2=2.459
ff3=−1.602
ff4=2.183
なお、第1群レンズ51を構成している第1レンズ511の焦点距離をff11、第2レンズ512の焦点距離をff12とし、第2群レンズ52を構成している第3レンズ521の焦点距離をff21、第4レンズ522の焦点距離をff22とすると、これらの値は以下のとおりである。
ff11=−14.13
ff12=−4.958
ff21=3.649
ff22=2.793
ここで、本例の撮像レンズ50は、以下のとおり、条件式(1)〜(3)を満たす。
1.0≦ff2/f=1.81≦2.0 (1)
−2.0≦ff2/ff3=−1.53≦−1.0 (2)
0.5≦ff4/f=1.61≦2.0 (3)
また、本例では、第2群レンズ52(第3レンズ521および第4レンズ522)のうちアッベ数の大きな第4レンズ522のアッベ数をνd2、第3群レンズ53(第5レンズ531)のアッベ数をνd3としたときに、以下の条件式(4)および条件式(5)を満たす。
νd2=56≧40 (4)
νd3=23.4≦35 (5)
次に、表5Aは撮像レンズ50の各レンズ面のレンズデータを示す。表5Aでは物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。星印が付けられたレンズ面は非球面であり、本例では、第2レンズ512、第3群レンズ53のうちの第4レンズ522、第5レンズ531(第3群レンズ53)、および第6レンズ541(第4群レンズ54)のそれぞれの物体側レンズ面512a、522a、531a、541aおよび像側レンズ面512b、522b、531b、541bが非球面形状を備えている。Sは絞り57を示す。なお、14面および15面はカバーガラス58のガラス面である。曲率半径および間隔の単位はミリメートルである。
次に、表5Bは第2レンズ512の各レンズ面の非球面係数を示し、表5Cは第4レンズ522、第5レンズ531、および第6レンズ541の各レンズ面の非球面係数を示す。表5B、表5Cにおいても物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。
(作用効果)
本例の撮像レンズ50は条件式(1)〜(3)を満たすので、レンズ系の全長を短く抑えるとともに、像面湾曲および色収差を抑制することができる。また、本例では、低分散の材料からなる第4レンズ522と高分散の材料からなる第5レンズ531が隣り合うように配置されるので、色収差を良好に補正できる。
さらに、本例では、第2レンズ512、第2群レンズ52の第4レンズ522、第5レンズ531(第3群レンズ53)、第6レンズ541(第4群レンズ54)のそれぞれが、物体側レンズ面512a、522a、531a、541aおよび像側レンズ面512b、522b、531b、541bに非球面形状を備えている。この結果、開口数:Fno.=2.2となり、撮像レンズ50が明るく構成される。また、本例では、レンズ系の全長Lを15.57mmと短く抑えることができる。
図10(a)〜(d)は撮像レンズ50の軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図10(a)に示すように、本例の撮像レンズ50によれば、軸上の色収差が良好に補正されている。また、図10(b)に示すように、色の滲みが抑制される。さらに、図10(c)、(d)に示すように、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ50が高解像度になる。
(撮像装置)
図11は本発明の撮像レンズ10を搭載する撮像装置60の説明図である。図11に示すように、撮像装置60は撮像レンズ10の結像面19(焦点位置)にセンサ面61aを配置した撮像素子61を備えるものである。撮像素子61は、CCDセンサ或いはCMOSセンサである。
本例によれば、撮像レンズ10の解像度が高いので、撮像素子61として画素数の多い撮像素子61を採用することにより、撮像装置60を高解像度のものとすることができる。また、撮像レンズ10のレンズ系の全長がLが短いので、撮像装置60を小型化することができる。なお、撮像装置60には、撮像レンズ20、30、40、50を撮像レンズ10と同様に搭載することができ、この場合にも同様の効果を得ることができる。
10・20・30・40・50・・・撮像レンズ実施例
11・21・31・41・51・・・第1群レンズ
12・22・32・42・52・・・第2群レンズ
13・23・33・43・53・・・第3群レンズ
14・24・34・44・54・・・第4群レンズ
17・27・37・47・57・・・絞り
18・28・38・48・58・・・カバーガラス
19・29・39・49・59・・・結像面
60・・・撮像装置
61・・・撮像素子
61a・・・センサ面

Claims (6)

  1. 物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第1群レンズ、正のパワーを有する第2群レンズ、負のパワーを有する第3群レンズ、および、正のパワーを有する第4群レンズからなり、
    前記第1群レンズは、負のパワーを有する1枚のレンズ、または、それぞれが負のパワーを有する2枚のレンズからなり、
    前記第2群レンズは、正のパワーを有する1枚のレンズ、または、それぞれが正のパワーを有する2枚のレンズからなり、
    前記第3群レンズは、負のパワーを有する1枚のレンズからなり、
    前記第4群レンズは、正のパワーを有する1枚のレンズからなり、
    前記第1群レンズを構成するレンズは、像側レンズ面に凹形状を備え、
    前記第2群レンズにおいて前記第3群レンズに隣接配置されているレンズは、像側レンズ面に凸形状を備え、
    前記第3群レンズは、物体側レンズ面に凹形状を備え、
    前記第2群レンズ、前記第3群レンズ、前記第4群レンズを構成するレンズのうちの少なくとも1枚のレンズは、物体側レンズ面および像側レンズ面のうちの少なくとも一方のレンズ面が非球面形状とされており、
    全レンズ系の焦点距離をf、前記第2群レンズの焦点距離をff2としたときに、以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする広角レンズ。
    1.0≦ff2/f≦2.0 (1)
  2. 請求項1において、
    前記第3群レンズの焦点距離をff3としたときに、以下の条件式(2)を満たすことを特徴とする広角レンズ。
    −2.0≦ff2/ff3≦−1.0 (2)
  3. 請求項1または2において、
    前記第4群レンズの焦点距離をff4としたときに、以下の条件式(3)を満たすことを特徴とする広角レンズ。
    0.5≦ff4/f≦2.0 (3)
  4. 請求項1ないし3のうちのいずれかの項において、
    前記第2群レンズは、アッベ数が40以上のレンズを備えており、
    前記第3群レンズは、アッベ数が35以下のレンズを備えていることを特徴とする広角レンズ。
  5. 請求項1ないし4のうちのいずれかの項において、
    対角画角が100°以上であることを特徴とする広角レンズ。
  6. 請求項1ないし5のうちのいずれかの項に記載の広角レンズと、
    前記広角レンズの焦点位置に配置された撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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