JP2016062020A - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】F値が小さく、かつ高性能化が実現可能な撮像レンズ、およびこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像レンズ1は、物体側から順に、負の第1レンズL1、正の第2レンズL2、正の第3レンズL3、負の第4レンズL4、正の第5レンズL5、正の第6レンズL6および負の第7レンズL7から実質的に構成される。νd7を第7レンズL7の材質のd線に対するアッベ数、fを全系の焦点距離、f5を第5レンズL5の焦点距離としたとき、条件式を満足する。
νd7<55 … (2)
1.25<f5/f … (10)
【選択図】図1

Description

本発明は、撮像レンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を用いた、主に自動車の前方、側方、後方等の映像を撮影するための車載用カメラ、携帯端末用カメラおよび監視カメラ等に使用されるのに好適な撮像レンズ、およびこの撮像レンズを備えた撮像装置に関するものである。
CCDやCMOS等の撮像素子は近年非常に小型化および高画素化が進んでいる。それとともに、これら撮像素子を備えた撮像機器本体も小型化が進み、それに搭載される撮像レンズにも良好な光学性能に加え、小型化および軽量化が求められている。
一方、車載用カメラ、携帯端末用カメラおよび監視カメラ等では、高い耐候性を持ちながら寒冷地の外気から熱帯地方の夏の車内まで広い温度範囲で使用可能であり、小型で高性能のレンズが求められている。特に車の車内に配置され、前方を監視するカメラでは、夜間でも使用可能なようにF値が小さく、可視域から赤外域までの広い波長帯で使用可能なことが求められている。また、車載用カメラとして用いられる場合、車の外観上の点から露出するレンズ部が小さいことも求められている。
下記特許文献1には、車載用カメラに搭載される撮像レンズとして、物体側から順に、負、正、正、負、正、正のレンズ配置からなる6枚構成の撮像レンズが提案されている。
特開2010−091697号公報
ところで、車載用カメラおよび監視カメラ等に搭載される撮像レンズに対する要求は年々厳しくなっており、特許文献1に記載の撮像レンズに対して、F値をより小さくし、さらなる高性能化を図ることが望まれている。
本発明は上記事情に鑑み、F値が小さく、かつ高性能化が実現可能な撮像レンズ、およびこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
本発明の第1の撮像レンズは、物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズ、正のパワーを持つ第2レンズ、正のパワーを持つ第3レンズ、負のパワーを持つ第4レンズ、正のパワーを持つ第5レンズ、正のパワーを持つ第6レンズ、および負のパワーを持つ第7レンズから実質的に構成され、
下記条件式を満足することを特徴とするものである。
νd7<55 … (2)
1.25<f5/f … (10)
ただし、
νd7:第7レンズの材質のd線に対するアッベ数
f:全系の焦点距離
f5:第5レンズの焦点距離
本発明の第2の撮像レンズは、物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズ、正のパワーを持つ第2レンズ、正のパワーを持つ第3レンズ、負のパワーを持つ第4レンズ、正のパワーを持つ第5レンズ、正のパワーを持つ第6レンズ、および負のパワーを持つ第7レンズから実質的に構成され、
下記条件式を満足することを特徴とするものである。
νd7<55 … (2)
D4/f<0.39 …(4)
0.65<(R10+R11)/(R10−R11) … (11−1)
ただし、
νd7:第7レンズの材質のd線に対するアッベ数
f:全系の焦点距離
D4:第2レンズと第3レンズとの空気間隔
R10:第5レンズの物体側の面の曲率半径
R11:第5レンズの像側の面の曲率半径
本発明の第3の撮像レンズは、物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズ、正のパワーを持つ第2レンズ、正のパワーを持つ第3レンズ、負のパワーを持つ第4レンズ、正のパワーを持つ第5レンズ、正のパワーを持つ第6レンズ、および負のパワーを持つ第7レンズから実質的に構成され、
下記条件式を満足することを特徴とするものである。
D4/f<0.39 …(4)
0.5<(R10+R11)/(R10−R11) … (11)
(R12+R13)/(R12−R13)<1.0 … (12)
ただし、
f:全系の焦点距離
D4:第2レンズと第3レンズとの空気間隔
R10:第5レンズの物体側の面の曲率半径
R11:第5レンズの像側の面の曲率半径
R12:第6レンズの物体側の面の曲率半径
R13:第6レンズの像側の面の曲率半径
なお、上記の「〜から実質的に構成され」の「実質的に」は、構成要素として挙げたもの以外に、実質的にパワーを持たないレンズ、絞りおよびカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びにレンズフランジ、レンズバレルおよび手ぶれ補正機構等の機構部分等が含まれていてもよいことを意図するものである。
また、本発明においては、凸面、凹面、平面、両凹、メニスカス、両凸、平凸および平凹等といったレンズの面形状、正および負といったレンズの屈折力の符号は、非球面が含まれているものについては特に断りのない限り近軸領域で考えるものとする。また、本発明においては、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸面を向けた場合を正、像側に凸面を向けた場合を負とすることにする。「レンズ面の中心が正のパワーを持つ」とは、レンズ面の近軸曲率が、レンズ面が凸面を形成するような値となっていることを意味し、「レンズ面の中心が負のパワーを持つ」とは、レンズ面の近軸曲率が、レンズ面が凹面を形成するような値となっていることを意味する。
上記本発明の第1から第3の撮像レンズにおいては、下記条件式(3)、(8)、(13)〜(23)を満足することが好ましい。なお、好ましい態様としては、下記条件式(8)、(13)〜(23)のいずれか1つの構成を有するものでもよく、あるいは任意の2つ以上を組み合わせた構成を有するものでもよい。
40<νd3 … (3)
−5.0<(R14+R15)/(R14−R15)<−0.01 … (8)
25<νd5 … (13)
0.5<f3/f<10 … (14)
0.5<f2/f<7 … (15)
f1/f<−0.25 … (16)
0.3<f123/f<15 … (17)
0.5<f234/f<18 … (18)
0.5<f12345/f<10 … (19)
0.4<f2345/f<10 … (20)
0.1<f3456/f<5.0 … (21)
−4.0<(R8+R9)/(R8−R9)<4.0 … (22)
−3<f/f45<3 … (23)
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
f45:第4レンズと第5レンズとの合成焦点距離
f123:第1レンズ、第2レンズおよび第3レンズの合成焦点距離
f234:第2レンズ、第3レンズおよび第4レンズの合成焦点距離
f345:第3レンズ、第4レンズおよび第5レンズの合成焦点距離
f2345:第2レンズ、第3レンズ、第4レンズおよび第5レンズの合成焦点距離
f3456:第3レンズ、第4レンズ、第5レンズおよび第6レンズの合成焦点距離
f12345:第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズおよび第5レンズの合成焦点距離
νd3:第3レンズの材質のd線に対するアッベ数
νd5:第5レンズの材質のd線に対するアッベ数
R8:第4レンズの物体側の面の曲率半径
R9:第4レンズの像側の面の曲率半径
R14:第7レンズの物体側の面の曲率半径
R15:第7レンズの像側の面の曲率半径
本発明の撮像装置は、上記記載の本発明の第1から第3の撮像レンズの少なくともいずれか1つを備えたことを特徴とするものである。
本発明の第1の撮像レンズによれば、7枚のレンズ系において、全系におけるパワー配置等を好適に設定し、条件式(2)および(10)を満足するようにしているため、小型でF値が小さく、良好な光学性能を得ることが可能な撮像レンズを実現できる。
本発明の第2の撮像レンズによれば、7枚のレンズ系において、全系におけるパワー配置等を好適に設定し、条件式(2)、(4)および(11−1)を満足するようにしているため、小型でF値が小さく、良好な光学性能を得ることが可能な撮像レンズを実現できる。
本発明の第3の撮像レンズによれば、7枚のレンズ系において、全系におけるパワー配置等を好適に設定し、条件式(4)、(11)および(12)を満足するようにしているため、小型でF値が小さく、良好な光学性能を得ることが可能な撮像レンズを実現できる。
本発明による撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えているため、小型に構成でき、低照度の条件下でも良好に撮像可能であり、諸収差が補正された、解像度の高い良好な像を得ることができる。
本発明の一実施形態に係る撮像レンズの構成と光路を示す図 第2レンズの面形状等を説明するための図 本発明の実施例1の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例2の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例3の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例4の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例5の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例6の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例7の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例8の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例9の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例10の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例11の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例12の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例13の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例14の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例15の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例16の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例17の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例18の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例19の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例20の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例21の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例22の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例23の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例24の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例25の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例26の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例1の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例2の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例3の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例4の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例5の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例6の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例7の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例8の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例9の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例10の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例11の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例12の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例13の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例14の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例15の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例16の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例17の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例18の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例19の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例20の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例21の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例22の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例23の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例24の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例25の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施例26の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差の収差図 本発明の実施形態に係る車載用の撮像装置の配置を説明するための図
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
[撮像レンズの実施形態]
まず、図1を参照しながら、本発明の実施形態に係る撮像レンズについて説明する。図1は、本発明の実施形態に係る撮像レンズ1の構成と光路を示す図である。なお、図1に示す撮像レンズ1は後述する本発明の実施例1に係る撮像レンズに対応するものである。
図1では、図の左側が物体側、右側が像側であり、無限遠の距離にある物点からの軸上光束2、全画角2ωでの軸外光束3、4も併せて示してある。図1では、撮像レンズ1が撮像装置に適用される場合を考慮して、撮像レンズ1の像点Pimを含む像面Simに配置された撮像素子5も図示している。撮像素子5は、撮像レンズ1により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えばCCDイメージセンサやCMOSイメージセンサ等を用いることができる。
なお、撮像レンズ1を撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、カバーガラス、ローパスフィルタまたは赤外線カットフィルタ等を設けることが好ましく、図1では、これらを想定した平行平板状の光学部材PPを最も像側のレンズと撮像素子5(像面Sim)との間に配置した例を示している。
まず、本発明の第1の実施形態の構成について説明する。本発明の第1の実施形態に係る撮像レンズは、物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズL1、正のパワーを持つ第2レンズL2、正のパワーを持つ第3レンズL3、負のパワーを持つ第4レンズL4、正のパワーを持つ第5レンズL5、正のパワーを持つ第6レンズL6、および負のパワーを持つ第7レンズL7から実質的に構成される。図1に示す例では、第3レンズL3と第4レンズL4との間に開口絞りStが配置されている。なお、図1における開口絞りStは、形状や大きさを表すものではなく、光軸Z上の位置を示すものである。
また、第1の実施形態の撮像レンズは、下記条件式(2)および(10)を満足するように構成されている。
νd7<55 … (2)
1.25<f5/f … (10)
ただし、
νd7:第7レンズL7の材質のd線に対するアッベ数
f:全系の焦点距離
f5:第5レンズL5の焦点距離
次に、本発明の第2の実施形態の構成について説明する。本発明の第2の実施形態に係る撮像レンズは、第1の実施形態に係る撮像レンズと同様に、物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズL1、正のパワーを持つ第2レンズL2、正のパワーを持つ第3レンズL3、負のパワーを持つ第4レンズL4、正のパワーを持つ第5レンズL5、正のパワーを持つ第6レンズL6、および負のパワーを持つ第7レンズL7から実質的に構成される。図1に示す例では、第3レンズL3と第4レンズL4との間に開口絞りStが配置されている。
また、第2の実施形態の撮像レンズは、下記条件式(2)、(4)および(11−1)を満足するように構成されている。
νd7<55 … (2)
D4/f<0.39 …(4)
0.65<(R10+R11)/(R10−R11) … (11−1)
ただし、
νd7:第7レンズL7の材質のd線に対するアッベ数
f:全系の焦点距離
D4:第2レンズL2と第3レンズL3との空気間隔
R10:第5レンズL5の物体側の面の曲率半径
R11:第5レンズL5の像側の面の曲率半径
次に、本発明の第3の実施形態の構成について説明する。本発明の第3の実施形態に係る撮像レンズは、第1の実施形態に係る撮像レンズと同様に、物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズL1、正のパワーを持つ第2レンズL2、正のパワーを持つ第3レンズL3、負のパワーを持つ第4レンズL4、正のパワーを持つ第5レンズL5、正のパワーを持つ第6レンズL6、および負のパワーを持つ第7レンズL7から実質的に構成される。図1に示す例では、第3レンズL3と第4レンズL4との間に開口絞りStが配置されている。
また、第3の実施形態の撮像レンズは、下記条件式(4)、(11)および(12)を満足するように構成されている。
D4/f<0.39 …(4)
0.5<(R10+R11)/(R10−R11) … (11)
(R12+R13)/(R12−R13)<1.0 … (12)
ただし、
f:全系の焦点距離
D4:第2レンズL2と第3レンズL3との空気間隔
R10:第5レンズL5の物体側の面の曲率半径
R11:第5レンズL5の像側の面の曲率半径
R12:第6レンズL6の物体側の面の曲率半径
R13:第6レンズL6の像側の面の曲率半径
第1から第3の実施形態の撮像レンズは、物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズL1、正のパワーを持つ第2レンズL2、正のパワーを持つ第3レンズL3、負のパワーを持つ第4レンズL4、正のパワーを持つ第5レンズL5、正のパワーを持つ第6レンズL6、および負のパワーを持つ第7レンズL7を配置することにより、各種収差が補正された良好な解像性能のレンズを作製することが容易となる。
また、最も物体側のレンズである第1レンズL1を負のパワーを持つレンズとすることにより、レンズ系を広角化でき、かつバックフォーカスの確保が容易となり、レンズ系の径方向の小型化も容易となる。
また、第2レンズL2および第3レンズL3を正のパワー、第5レンズL5および第6レンズL6を正のパワーを持つレンズとすることにより、レンズ系のうち、正のパワーを構成する部分を2枚の正レンズで構成することができ、球面収差および非点収差の補正が容易となる。
第1の実施形態の撮像レンズは、条件式(2)の上限を満足することにより、倍率の色収差の補正が容易となり、良好な解像性能を得ることが容易となる。
条件式(10)の下限を満足することにより、第5レンズL5の正のパワーが強くなりすぎるのを抑えることが容易となり、バックフォーカスの確保が容易となるか、第5レンズL5の偏心に対する誤差感度を抑えることが容易となる。
第2の実施形態の撮像レンズは、条件式(2)の上限を満足することにより、倍率の色収差の補正が容易となり、良好な解像性能を得ることが容易となる。
条件式(4)の上限を満足することにより、第2レンズL2と第3レンズL3との空気間隔が広くなることを防止し、レンズ系の小型化が容易となる。
条件式(11−1)の下限を満足することにより、第5レンズL5の物体側の面を凸面としながらも、物体側の面の曲率半径の絶対値が小さくなるのを抑えることが容易となり、球面収差およびコマ収差の補正が容易となる。
第3の実施形態の撮像レンズは、条件式(4)の上限を満足することにより、第2レンズL2と第3レンズL3との空気間隔が広くなることを防止し、レンズ系の小型化が容易となる。
条件式(11)の下限を満足することにより、第5レンズL5の物体側の面を凸面としながらも、物体側の面の曲率半径の絶対値が小さくなるのを抑えることが容易となるか、第5レンズL5の物体側の面を凹面とすることが容易となり、球面収差およびコマ収差の補正が容易となる。
条件式(12)の上限を満足することにより、第6レンズL6を両凸レンズとすることが容易となり、球面収差の補正が容易となる。
なお、第1の実施形態に係る撮像レンズは、第2の実施形態に係る撮像レンズまたは第3の実施形態に係る撮像レンズの構成を有していてもよく、第2および第3の実施形態に係る撮像レンズの構成を有していてもよい。また、第2の実施形態に係る撮像レンズは、第1の実施形態に係る撮像レンズまたは第3の実施形態に係る撮像レンズの構成を有していてもよく、第1および第3の実施形態に係る撮像レンズの構成を有していてもよい。また、第3の実施形態に係る撮像レンズは、第1の実施形態に係る撮像レンズまたは第2の実施形態に係る撮像レンズの構成を有していてもよく、第1および第2の実施形態に係る撮像レンズの構成を有していてもよい。
また、第1の実施形態に係る撮像レンズは、第2の実施形態に係る撮像レンズが有する構成のうちの一部を有していてもよく、第3の実施形態に係る撮像レンズが有する構成のうちの一部を有していてもよい。第2の実施形態に係る撮像レンズは、第1の実施形態に係る撮像レンズが有する構成のうちの一部を有していてもよく、第3の実施形態に係る撮像レンズが有する構成のうちの一部を有していてもよい。第3の実施形態に係る撮像レンズは、第1の実施形態に係る撮像レンズが有する構成のうちの一部を有していてもよく、第2の実施形態に係る撮像レンズが有する構成のうちの一部を有していてもよい。
次に、本発明の上記第1から第3の実施形態に係る撮像レンズが有することが好ましい構成を挙げて、その作用効果について説明する。なお、好ましい態様としては、以下のいずれか1つの構成を有するものでもよく、あるいは任意の2つ以上を組み合わせた構成を有するものでもよい。
f12/f<−3.2 … (1)
40<νd3 … (3)
−0.93<(R3+R4)/(R3−R4) … (5)
1.8<f345/f … (6)
f1/f2<−0.42 … (7)
−5.0<(R14+R15)/(R14−R15)<−0.01 … (8)
−0.8<(R5+R6)/(R5−R6) … (9)
25<νd5 … (13)
0.5<f3/f<10 … (14)
0.5<f2/f<7 … (15)
f1/f<−0.25 … (16)
0.3<f123/f<15 … (17)
0.5<f234/f<18 … (18)
0.5<f12345/f<10 … (19)
0.4<f2345/f<10 … (20)
0.1<f3456/f<5.0 … (21)
−4.0<(R8+R9)/(R8−R9)<4.0 … (22)
−3<f/f45<3 … (23)
ただし、
f:全系の焦点距離
f1:第1レンズL1の焦点距離
f2:第2レンズL2の焦点距離
f3:第3レンズL3の焦点距離
f12:第1レンズL1と第2レンズL2との合成焦点距離
f45:第4レンズL4と第5レンズL5との合成焦点距離
f123:第1レンズL1、第2レンズL2および第3レンズL3の合成焦点距離
f234:第2レンズL2、第3レンズL3および第4レンズの合成焦点距離
f345:第3レンズL3、第4レンズL4および第5レンズL5の合成焦点距離
f2345:第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4および第5レンズL5の合成焦点距離
f3456:第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5および第6レンズL6の合成焦点距離
f12345:第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4および第5レンズL5の合成焦点距離
νd3:第3レンズL3の材質のd線に対するアッベ数
νd5:第5レンズL5の材質のd線に対するアッベ数
R5:第3レンズL3の物体側の面の曲率半径
R6:第3レンズL3の像側の面の曲率半径
R8:第4レンズL4の物体側の面の曲率半径
R9:第4レンズL4の像側の面の曲率半径
R14:第7レンズL7の物体側の面の曲率半径
R15:第7レンズL7の像側の面の曲率半径
条件式(1)の上限を満足することにより、第1レンズL1と第2レンズL2との合成の焦点距離が正の値となって絶対値が小さくなることを抑えることができる。これにより、第1レンズL1の負のパワーが強くなるのを抑えるか、第2レンズL2の正のパワーを強くすることが容易となり、その結果、非点収差を抑えることが容易となる。
条件式(3)の下限を満足することにより、軸上の色収差の補正が容易となり、良好な解像性能を得ることが容易となる。
条件式(5)の下限を満足することにより、第2レンズL2の像側の面を凸面とすることができ、球面収差およびディストーションの補正が容易となる。
条件式(6)の下限を満足することにより、第3レンズL3から第5レンズL5の合成焦点距離が正の値で小さくなるのを防ぐことが容易となり、バックフォーカスの確保が容易となるか、非点収差の補正が容易となる。
条件式(7)上限を満足することにより、第1レンズL1の負のパワーを抑えること、すなわち第1レンズL1の焦点距離絶対値を大きくすることが容易となり、ディストーションの補正が容易となる。または、第2レンズL2の正のパワーが弱くなりすぎるのを抑える、すなわち第2レンズL2の焦点距離絶対値を短くすることが容易となり、球面収差および非点収差の補正が容易となる。
条件式(8)の上限を満足することにより、第7レンズL7の物体側の面を凹面としながらも、物体側の面の曲率半径を像側の面の曲率半径より小さくすることが容易となり、非点収差の補正が容易となるか、倍率の色収差の補正が容易となる。
条件式(8)の下限を満足することにより、第7レンズL7が像側に凸面を向けたメニスカス形状を有するものでありながら、第7レンズL7の物体側の面と像側の面の曲率半径に差をつけて、第7レンズL7のパワーを強くすることが容易となり、コマの補正が容易となる。
条件式(9)の下限を満足することにより、第3レンズL3が両凸レンズでありながら、像側の面の曲率半径の絶対値が大きくなるのを抑えることが容易となり、コマ収差の補正が容易となる。
条件式(13)の下限を満足することにより、軸上の色収差の補正が容易となる。
条件式(14)の上限を満足することにより、第3レンズL3のパワーを強くすることが容易となり、非点収差および球面収差の補正が容易となる。
条件式(14)の下限を満足することにより、第3レンズL3のパワーを抑えることが容易となり、第3レンズL3の偏心に対する誤差感度を抑えることが容易となる。
条件式(15)の上限を満足することにより、第2レンズL2のパワーを強くすることが容易となり、非点収差、球面収差およびディストーションの補正が容易となる。
条件式(15)の下限を満足することにより、第2レンズL2のパワーを抑えることが容易となり、第2レンズL2の偏心に対する誤差感度を抑えることが容易となる。
条件式(16)の上限を満足することにより、第1レンズL1のパワーを抑えることが容易となり、非点収差の補正が容易となる。
条件式(17)の上限を満足することにより、第1レンズL1から第3レンズL3の合成の焦点距離が正の値で大きくなるのを抑えることが容易となり、非点収差および球面収差を抑えることが容易となる。
条件式(17)の下限を満足することにより、第1レンズL1から第3レンズL3の合成の焦点距離が正の値で小さくなるのを抑えることが容易となり、広角化が容易となる。
条件式(18)の上限を満足することにより、第2レンズL2から第4レンズL4の合成焦点距離が正の値で大きくなるのを抑えることが容易となり、非点収差の補正が容易となる。
条件式(18)の下限を満足することにより、第2レンズL2から第4レンズL4の合成焦点距離が正の値で小さくなるのを抑えることが容易となり、バックフォーカスの確保が容易となるか、球面収差の補正が容易となる。
条件式(19)の上限を満足することにより、第1レンズL1から第5レンズL5の合成焦点距離が正の値で大きくなりすぎるのを抑えることが容易となり、レンズ系の小型化が容易となるか、球面収差の補正が容易となる。
条件式(19)の下限を満足することにより、第1レンズL1から第5レンズL5の合成焦点距離が正の値で小さくなりすぎるのを抑えることが容易となり、バックフォーカスの確保が容易となる。
条件式(20)の上限を満足することにより、第2レンズL2から第5レンズL5の合成焦点距離が正の値で大きくなりすぎるのを抑えることが容易となり、レンズ系の全長を短くすることが容易となるか、倍率の色収差を抑えることが容易となる。
条件式(20)の下限を満足することにより、第2レンズL2から第5レンズL5の合成焦点距離が正の値で小さくなりすぎるのを抑えることが容易となり、軸上の色収差の補正が容易となるか、バックフォーカスを長くとることが容易となる。
条件式(21)の上限を満足することにより、第3レンズL3から第6レンズL6の合成焦点距離が正の値で大きくなりすぎるのを抑えることが容易となり、球面収差、非点収差もしくは、倍率の色収差の補正が容易となる。
条件式(21)の下限を満足することにより、第3レンズL3から第6レンズL6の合成焦点距離が正の値で小さくなりすぎるのを抑えることが容易となり、広角化が容易となるか、軸上の色収差の補正が容易となる。
条件式(22)の上限を満足することにより、第4レンズL4が像側に凹面を向けたメニスカス形状でありながら、第4レンズL4の物体側の面と像側の面との曲率半径に差をつけて、第4レンズL4のパワーを強くすることが容易となり、軸上の色収差の補正が容易となるか、コマ収差および非点収差の補正が容易となる。
条件式(22)の下限を満足することにより、第4レンズL4が像側に凹面を向けたメニスカス形状でありながら、第4レンズL4の物体側の面と像側の面との曲率半径に差をつけ、第4レンズL4のパワーを強くすることが容易となり、軸上の色収差の補正が容易となるか、球面収差の補正が容易となる。
条件式(23)の上限を満足することにより、第4レンズL4と第5レンズL5との合成焦点距離が正の値で小さくなりすぎるのを抑えることが容易となる。これにより、第4レンズL4の負のパワーを強くすることが容易となり、軸上の色収差の補正が容易となる。
条件式(23)の下限を満足することにより、第4レンズL4と第5レンズL5との合成焦点距離が負の値で絶対値が小さくなりすぎるのを抑えることが容易となる。これにより、第5レンズL5の正のパワーを強くすることが容易となり、球面収差の補正が容易となるか、レンズ系の全長を抑えることが容易となる。
なお、上記の作用効果を高めるためには、上記の各条件式について、さらに以下のように上限を追加したり、下限を追加したり、下限または上限を変更したりしたものを満足することが好ましい。また、好ましい態様としては、以下に述べる下限の変更値と上限の変更値とを組み合わせて構成される条件式を満足するものでもよい。下記に例として好ましい条件式の変更例を述べるが、条件式の変更例は下記に式として記載されたものに限定されず、記載された変更値を組み合わせたものとしてもよい。
条件式(1)の上限は−3.3とすることが好ましく、−3.5とすることがより好ましい。
条件式(1)に下限を設けることが好ましく、下限は−50とすることが好ましい。これにより、第1レンズL1の負のパワーが弱くなりすぎるのを抑えることが容易となり、広角化が容易となるか、レンズ径の径方向を小さくすることが容易となる。条件式(1)の下限は−40とすることがより好ましく、−35とすることがさらに好ましく、−30とすることがさらにより好ましい。上記より、例えば下記条件式(1−1)〜(1−5)を満足することがより好ましい。
f12/f<−3.3 … (1−1)
f12/f<−3.5 … (1−2)
−50<f12/f<−3.2 … (1−3)
−40<f12/f<−3.3 … (1−4)
−35<f12/f<−3.3 … (1−5)
条件式(2)の上限は50とすることが好ましく、45とすることがより好ましく、42とすることがさらに好ましく、35とすることがさらにより好ましい。
条件式(2)に下限を設けることが好ましく、下限は15とすることが好ましい。これにより、第7レンズL7の材料のコストを抑えることが容易となる。条件式(2)の下限は17とすることがより好ましい。上記より、例えば下記条件式(2−1)〜(2−5)を満足することが好ましい。
15<νd7<55 … (2−1)
νd7<50 … (2−2)
νd7<45 … (2−3)
νd7<42 … (2−4)
15<νd7<45 … (2−5)
条件式(3)に上限を設けることが好ましく、上限は85とすることが好ましい。これにより、第3レンズL3の材質のコストを下げることが容易となる。条件式(3)の上限は、70とすることがより好ましく、68とすることがさらに好ましく、65とすることがさらにより好ましい。
条件式(3)の下限は45とすることが好ましく、50とすることがより好ましく、52とすることがさらに好ましい。上記より、例えば下記条件式(3−1)〜(3−6)を満足することが好ましい。
40<νd3<85 … (3−1)
40<νd3<70 … (3−2)
45<νd3 … (3−3)
50<νd3 … (3−4)
52<νd3 … (3−5)
50<νd3<68 … (3−6)
条件式(4)の上限は0.35とすることが好ましく、0.3とすることがより好ましく、0.25とすることがさらに好ましく、0.2とすることがさらにより好ましく、0.15とすることが一層好ましく、0.1とすることがより一層好ましい。
条件式(4)の下限は0.01とすることが好ましく、0.02とすることがより好ましく、0.03とすることがさらに好ましく、0.04とすることがさらにより好ましい。上記より、例えば下記条件式(4−1)〜(4−10)を満足することが好ましい。
0.0<D4/f<0.35 … (4−1)
0.0<D4/f<0.3 … (4−2)
0.0<D4/f<0.25 … (4−3)
0.0<D4/f<0.2 … (4−4)
0.0<D4/f<0.15 … (4−5)
0.0<D4/f<0.1 … (4−6)
0.01<D4/f<0.35 … (4−7)
0.02<D4/f<0.3 … (4−8)
0.03<D4/f<0.25 … (4−9)
0.04<D4/f<0.2 … (4−10)
条件式(5)に上限を設けることが好ましく、上限は10とすることが好ましい。これにより、第2レンズL2の物体側の面の曲率半径と像側の曲率半径との差を大きくすることが容易となって、第2レンズL2のパワーを強くすることが容易となり、球面収差の補正が容易となる。条件式(5)の上限は8とすることが好ましく、6とすることがより好ましく、5とすることがさらに好ましく、4とすることがさらにより好ましい。
条件式(5)の下限は−0.9とすることが好ましく、−0.89とすることがより好ましく、−0.88とすることがさらに好ましく、0.0とすることがさらにより好ましく、0.1とすることが一層好ましい。上記より、例えば下記条件式(5−1)〜(5−7)を満足することが好ましい。
−0.93<(R3+R4)/(R3−R4)<10 … (5−1)
−0.93<(R3+R4)/(R3−R4)<8 … (5−2)
−0.9<(R3+R4)/(R3−R4)<6 … (5−3)
−0.89<(R3+R4)/(R3−R4)<5 … (5−4)
−0.9<(R3+R4)/(R3−R4)<4 … (5−5)
−0.88<(R3+R4)/(R3−R4) … (5−6)
0.0<(R3+R4)/(R3−R4) … (5−7)
条件式(6)に上限を設けることが好ましく、上限は15とすることが好ましい。これにより、全長の小型化が容易となる。条件式(6)の上限は10とすることが好ましく、8とすることがより好ましく、7とすることがさらに好ましい。
条件式(6)の下限は1.85とすることが好ましく、1.9とすることがより好ましく、1.95とすることがさらに好ましい。上記より、例えば下記条件式(6−1)〜(6−5)を満足することが好ましい。
1.8<f345/f<15 … (6−1)
1.8<f345/f<10 … (6−2)
1.8<f345/f<8 … (6−3)
1.9<f345/f<10 … (6−4)
1.85<f345/f<7 … (6−5)
条件式(7)の上限は−0.43とすることが好ましく、−0.44とすることがより好ましい。
条件式(7)に下限を設けることが好ましく,下限は−5とすることが好ましい。これにより、第1レンズL1の負のパワーが弱くなるのを抑える、すなわち第1レンズL1の焦点距離絶対値を小さくすることが容易となり、広角化が容易となる。条件式(7)の下限は、−3とすることが好ましく、−2とすることがさらに好ましく、−1とすることがさらにより好ましく、−0.8とすること一層が好ましく、−0.7とすることがより一層好ましい。上記より、例えば下記条件式(7−1)〜(7−6)を満足することが好ましい。
−5<f1/f2<−0.43 … (7−1)
−3<f1/f2<−0.42 … (7−2)
−2<f1/f2<−0.42 … (7−3)
−1<f1/f2<−0.42 … (7−4)
−0.8<f1/f2<−0.42 … (7−5)
−0.7<f1/f2<−0.42 … (7−6)
条件式(8)の上限は−0.2とすることが好ましく、−0.3とすることがより好ましく、−0.4とすることがさらに好ましく、−0.5とすることがさらにより好ましい。
条件式(8)の下限は−2.1とすることが好ましく、−2.0とすることがより好ましく、−1.9とすることがさらに好ましく、−1.8とすることがさらにより好ましい。上記より、例えば下記条件式(8−1)〜(8−10)を満足することが好ましい。
−4.0<(R14+R15)/(R14−R15)<−0.01 … (8−1)
−3.0<(R14+R15)/(R14−R15)<−0.01 … (8−2)
−3.0<(R14+R15)/(R14−R15)<−0.2 … (8−3)
−2.1<(R14+R15)/(R14−R15)<−0.01 … (8−4)
−2.0<(R14+R15)/(R14−R15)<−0.2 … (8−5)
−1.9<(R14+R15)/(R14−R15)<−0.2 … (8−6)
−2.0<(R14+R15)/(R14−R15)<−0.3 … (8−7)
−1.8<(R14+R15)/(R14−R15)<−0.3 … (8−8)
−2.2<(R14+R15)/(R14−R15)<−0.4 … (8−9)
−2.1<(R14+R15)/(R14−R15)<−0.4 … (8−10)
条件式(9)に上限を設けることが好ましく,上限は3.0とすることが好ましい。これにより、第3レンズL3の物体側の面が凹面で、その曲率半径が小さくなるのを抑えることが容易となり、球面収差の補正が容易となる。条件式(9)の上限は2.0とすることがより好ましく、1.0とすることがさらに好ましく、0.95とすることがさらにより好ましく、0.9とすることが一層好ましい。
条件式(9)の下限は−0.75とすることが好ましく、−0.7とすることがより好ましく、−0.68とすることがさらに好ましい。上記より、例えば下記条件式(9−1)〜(9−7)を満足することが好ましい。
−0.8<(R5+R6)/(R5−R6)<2.0 … (9−1)
−0.8<(R5+R6)/(R5−R6)<1.0 … (9−2)
−0.8<(R5+R6)/(R5−R6)<0.95 … (9−3)
−0.8<(R5+R6)/(R5−R6)<0.9 … (9−4)
−0.75<(R5+R6)/(R5−R6)<1.0 … (9−5)
−0.7<(R5+R6)/(R5−R6)<1.0 … (9−6)
−0.68<(R5+R6)/(R5−R6)<2.0 … (9−7)
条件式(10)に上限を設けることが好ましく、上限は10とすることが好ましい。これにより、第5レンズL5の正のパワーを強くすることが容易となり、周辺の光線が、撮像素子に入射する角度を抑えることが容易となる。条件式(10)の上限は、8.0とすることがより好ましく、5.0とすることがさらに好ましく、4.0とすることがさらにより好ましく、3.5とすることが一層好ましい。
条件式(10)の下限は1.27とすることが好ましく、1.28とすることがより好ましく、1.3とすることがさらに好ましい。上記より、例えば下記条件式(10−1)〜(10−7)を満足することが好ましい。
1.25<f5/f<10 … (10−1)
1.25<f5/f<8.0 … (10−2)
1.25<f5/f<5.0 … (10−3)
1.27<f5/f<4.0 … (10−4)
1.25<f5/f<3.5 … (10−5)
1.28<f5/f<5.0 … (10−6)
1.3<f5/f<5.0 … (10−7)
条件式(11)に上限を設けることが好ましく、上限は5.0とすることが好ましい。これにより、第5レンズL5のパワーを強くすることが容易となり、軸外光線の主光線が撮像素子へ入射する角度を抑えることが容易となるか、球面収差の補正が容易となる。条件式(11)の上限は、4.0とすることがより好ましく、3.0とすることがさらに好ましく、2.5とすることがさらにより好ましく、2.3とすることが一層好ましい。
条件式(11)の下限は0.65とすることが好ましく、0.6とすることがより好ましく、0.7とすることがさらに好ましく、0.8とすることがさらにより好ましい。上記より、例えば下記条件式(11−1)〜(11−8)を満足することが好ましい。
0.65<(R10+R11)/(R10−R11) … (11−1)
0.5<(R10+R11)/(R10−R11)<5.0 … (11−2)
0.6<(R10+R11)/(R10−R11)<4.0 … (11−3)
0.7<(R10+R11)/(R10−R11)<3.0 … (11−4)
0.5<(R10+R11)/(R10−R11)<2.5 … (11−5)
0.5<(R10+R11)/(R10−R11)<2.3 … (11−6)
0.8<(R10+R11)/(R10−R11)<4.0 … (11−7)
0.65<(R10+R11)/(R10−R11)<3.0 … (11−8)
条件式(12)の上限は0.7とすることが好ましく、0.5とすることがより好ましく、0.3とすることがさらに好ましく、0.2とすることがさらにより好ましく、0.1とすることが一層好ましい。
条件式(12)に下限を設けることが好ましく、下限は−1.0とすることが好ましい。これにより、第6レンズL6が両凸レンズでありながら、物体側の面の曲率半径が小さくなるのを抑えることが容易となり、像面湾曲およびコマ収差の補正が容易となる。条件式(12)の下限は−0.9とすることがより好ましく、−0.8とすることがさらに好ましく、−0.7とすることがさらにより好ましく、−0.6とすることが一層好ましい。上記より、例えば下記条件式(12−1)〜(12−7)を満足することが好ましい。
−1.0<(R12+R13)/(R12−R13)<1.0 … (12−1)
(R12+R13)/(R12−R13)<0.5 … (12−2)
−0.9<(R12+R13)/(R12−R13)<0.3 … (12−3)
−0.8<(R12+R13)/(R12−R13)<0.2 … (12−4)
−0.7<(R12+R13)/(R12−R13)<0.5 … (12−5)
−0.6<(R12+R13)/(R12−R13)<0.7 … (12−6)
−0.8<(R12+R13)/(R12−R13)<0.3 … (12−7)
条件式(13)に上限を設けることが好ましく、上限は85とすることが好ましい。これにより、第5レンズL5の材質のコストを下げることが容易となる。条件式(13)の上限は70とすることがより好ましく、68とすることがさらに好ましく、65とすることがさらにより好ましい。
条件式(13)の下限は28とすることが好ましく、30とすることがより好ましく、35とすることがさらに好ましい。上記より、例えば下記条件式(13−1)〜(13−5)を満足することが好ましい。
30<νd5 … (13−1)
25<νd5<85 … (13−2)
25<νd5<70 … (13−3)
28<νd5<68 … (13−4)
30<νd5<65 … (13−5)
条件式(14)の上限は8とすることが好ましく、7とすることがより好ましく、6とすることがさらに好ましく、5とすることがさらにより好ましく、4.5とすることが一層好ましい。
条件式(14)の下限は0.6とすることが好ましく、0.8とすることがより好ましく、1.0とすることがさらに好ましく、1.2とすることがさらにより好ましい。上記より、例えば下記条件式(14−1)〜(14−7)を満足することが好ましい。
0.5<f3/f<7 … (14−1)
0.8<f3/f<10 … (14−2)
0.5<f3/f<10 … (14−3)
0.6<f3/f<8 … (14−4)
0.8<f3/f<7 … (14−5)
1.0<f3/f<6 … (14−6)
1.2<f3/f<5 … (14−7)
条件式(15)の上限は6.5とすることが好ましく、6とすることがより好ましく、5とすることがさらに好ましく、4.5とすることがさらにより好ましい。
条件式(15)の下限は0.7とすることが好ましく、0.9とすることがより好ましく、1.2とすることがさらに好ましく、1.5とすることがさらにより好ましく、1.7とすることが一層好ましい。上記より、例えば下記条件式(15−1)〜(15−7)を満足することが好ましい。
0.5<f2/f<6 … (15−1)
0.9<f2/f<7 … (15−2)
0.7<f2/f<6.5 … (15−3)
0.9<f2/f<6 … (15−4)
1.2<f2/f<5 … (15−5)
1.5<f2/f<4.5 … (15−6)
1.7<f2/f<7 … (15−7)
条件式(16)の上限は−0.4とすることが好ましく、−0.6とすることがより好ましく、−0.8とすることがさらに好ましく、−1.0とすることがさらにより好ましい。
条件式(16)に下限を設けることが好ましく、下限は−10とすることが好ましい。これにより、第1レンズL1のパワーを強くすることが容易となり、広角化が容易となる。条件式(16)の下限は−8とすることが好ましく、−7とすることがより好ましく、−5とすることがさらに好ましく、−3とすることがさらにより好ましく、−2とすることが一層好ましい。上記より、例えば下記条件式(16−1)〜(16−7)を満足することが好ましい。
−10<f1/f<−0.25 … (16−1)
−8<f1/f<−0.25 … (16−2)
−8<f1/f<−0.4 … (16−3)
−7<f1/f<−0.4 … (16−4)
−5<f1/f<−0.6 … (16−5)
−3<f1/f<−0.8 … (16−6)
−2<f1/f<−1.0 … (16−7)
条件式(17)の上限は10とすることが好ましく、8とすることがより好ましく、6とすることがさらに好ましく、5とすることがさらにより好ましい。
条件式(17)の下限は0.5とすることが好ましく、0.8とすることがより好ましく、1.0とすることがさらに好ましく、1.1とすることがさらにより好ましい。上記より、例えば下記条件式(17−1)〜(17−8)を満足することが好ましい。
0.3<f123/f<15 … (17−1)
0.5<f123/f<10 … (17−2)
0.8<f123/f<8 … (17−3)
1.0<f123/f<6 … (17−4)
1.1<f123/f<5 … (17−5)
0.3<f123/f<10 … (17−6)
0.5<f123/f<6 … (17−7)
0.8<f123/f<8 … (17−8)
条件式(18)の上限は15とすることが好ましく、10とすることがより好ましく、8とすることがさらに好ましく、7とすることがさらにより好ましく、6とすることが一層好ましい。
条件式(18)の下限は0.8とすることが好ましく、1.0とすることがより好ましく、1.2とすることがさらに好ましい。上記より、例えば下記条件式(18−1)〜(18−7)を満足することが好ましい。
0.5<f234/f<10 … (18−1)
0.8<f234/f<15 … (18−2)
1.0<f234/f<8 … (18−3)
1.2<f234/f<7 … (18−4)
1.0<f234/f<6 … (18−5)
0.8<f234/f<8 … (18−6)
0.5<f234/f<6 … (18−7)
条件式(19)の上限は9とすることが好ましく、8とすることがより好ましく、7とすることがさらに好ましく、6とすることがさらにより好ましく、5.5とすることが一層好ましい。
条件式(19)の下限は0.8とすることが好ましく、1.0とすることがより好ましく、1.2とすることがさらに好ましく、1.5とすることがさらにより好ましい。上記より、例えば下記条件式(19−1)〜(19−8)を満足することが好ましい。
0.5<f12345/f<8 … (19−1)
0.5<f12345/f<9 … (19−2)
0.8<f12345/f<8 … (19−3)
1.0<f12345/f<7 … (19−4)
1.2<f12345/f<6 … (19−5)
1.5<f12345/f<5.5 … (19−6)
0.8<f12345/f<10 … (19−7)
0.8<f12345/f<7 … (19−8)
条件式(20)の上限は8とすることが好ましく、6とすることがより好ましく、5とすることがさらに好ましく、4とすることがさらにより好ましく、3とすることが一層好ましい。
条件式(20)の下限は0.6とすることが好ましく、0.8とすることがより好ましく、1.0とすることがさらに好ましく、1.2とすることがさらにより好ましい。上記より、例えば下記条件式(20−1)〜(20−7)を満足することが好ましい。
0.6<f2345/f<8 … (20−1)
0.8<f2345/f<6 … (20−2)
1.0<f2345/f<5 … (20−3)
1.2<f2345/f<4 … (20−4)
1.0<f2345/f<3 … (20−5)
0.4<f2345/f<6 … (20−6)
0.8<f2345/f<8 … (20−7)
条件式(21)の上限は4.0とすることが好ましく、3.0とすることがより好ましく、2.0とすることがさらに好ましい。
条件式(21)の下限は、0.3とすることが好ましく、0.5とすることがより好ましく、0.6とすることがさらに好ましい。上記より、例えば下記条件式(21−1)〜(21−6)を満足することが好ましい。
0.3<f3456/f<4.0 … (21−1)
0.5<f3456/f<3.0 … (21−2)
0.6<f3456/f<2.0 … (21−3)
0.3<f3456/f<5.0 … (21−4)
0.1<f3456/f<2.0 … (21−5)
0.3<f3456/f<3.0 … (21−6)
条件式(22)の上限は3.0とすることが好ましく、2.0とすることがより好ましく、1.0とすることがさらに好ましく、0.9とすることがさらにより好ましい。
条件式(22)の下限は−3.5とすることが好ましく、−3.0とすることがより好ましく、−2.5とすることがさらに好ましく、−2.0とすることがさらにより好ましい。上記より、例えば下記条件式(22−1)〜(22−5)を満足することが好ましい。
−3.5<(R8+R9)/(R8−R9)<3.0 … (22−1)
−3.0<(R8+R9)/(R8−R9)<2.0 … (22−2)
−2.5<(R8+R9)/(R8−R9)<1.0 … (22−3)
−2.0<(R8+R9)/(R8−R9)<2.0 … (22−4)
−3.0<(R8+R9)/(R8−R9)<3.0 … (22−5)
条件式(23)の上限は2とすることが好ましく、1とすることがより好ましく、0.7とすることがさらに好ましく、0.5とすることがさらにより好ましく、0.3とすることが一層好ましく、0.2とすることがより一層好ましい。
条件式(23)の下限は−2とすることが好ましく、−1とすることがより好ましく、−0.7とすることがさらに好ましく、−0.5とすることがさらにより好ましく、−0.3とすることが一層好ましい。上記より、例えば下記条件式(23−1)〜(23−6)を満足することが好ましい。
−1<f/f45<1 … (23−1)
−0.7<f/f45<0.7 … (23−2)
−0.5<f/f45<0.5 … (23−3)
−0.3<f/f45<1 … (23−4)
−1<f/f45<0.3 … (23−5)
−0.5<f/f45<0.3 … (23−6)
開口絞りとは、レンズ系のF値(Fno)を決める絞りのことであり、開口絞りは第6レンズL6より物体側に配置されていることが好ましい。ここで、開口絞りが第6レンズL6より物体側に配置されているとは、開口絞りの中心(光軸上の位置)が第6レンズL6の像側の面より物体側にあることを意味する。開口絞りを第6レンズL6より物体側に配置することにより、第1レンズL1の開口径を小さくすることが容易となり、レンズ径の小型化が容易となる。例えば本実施形態の撮像レンズを車載カメラに使用する場合、車の外観を損なわないため、レンズのうち外部に露出する部分は小さくすることが求められる。開口絞りを第6レンズL6より物体側に配置することにより、第1レンズL1の開口径を小さくすることが容易となり、レンズのうち外部に露出する部分を小さくすることが容易となる。さらに、光線が撮像素子に入射する角度を抑えることが容易となり、シェーディングを抑えることが容易となる。
開口絞りは第5レンズL5より物体側に配置されることが好ましい。
開口絞りは第4レンズL4の像側の面より物体側に配置されることがより好ましい。これにより、レンズ系の外部に露出する部分の小型化が容易となる。
開口絞りは第2レンズL2より像側に配置されることが好ましい。これにより、第7レンズL7の径と第1レンズL1の径のバランスをとることができ、全体のレンズ径を小型化することが容易となる。
開口絞りは第3レンズL3より像側に配置されることが好ましい。
外部に露出する部分を小型化およびレンズ系全体の径の小型化をバランスよく行うためには、開口絞りは第2レンズL2と第3レンズL3との間、第3レンズL3と第4レンズL4との間、もしくは第4レンズL4と第5レンズL5との間に配置されることが好ましい。
第1レンズL1は物体側に凸面を向けていることが好ましい。これにより、ディストーションを良好に補正することが容易となる。
第1レンズL1は物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有することが好ましい。これにより、ディストーションの補正が容易となる。
第2レンズL2は像側に凸面を向けたレンズとすることが好ましい。これにより、非点収差の補正が容易となる。
第2レンズL2の物体側の面は凹面であることが好ましい。これにより、ディストーションの補正が容易となる。第2レンズL2の物体側の面は凸面としてもよい。これにより、非点収差の補正が容易となる。
第3レンズL3の物体側の面は凸面であることが好ましい。これにより、非点収差の補正が容易となる。
第3レンズL3の像側の面は凸面であることが好ましい。これにより、球面収差の補正が容易となる。
第4レンズL4の物体側の面は凹面であることが好ましい。これにより、第4レンズL4の負のパワーを強くすることが容易となり、軸上の色収差の補正が容易となるか、非点収差の補正が容易となる。
第4レンズL4の像側の面は凹面であることが好ましい。これにより、第4レンズL4の負のパワーを強くすることが容易となり、軸上の色収差の補正が容易となるか、球面収差の補正が容易となる。
第5レンズL5の物体側の面は凹面であることが好ましい。これにより、非点収差の補正が容易となる。
第5レンズL5の像側の面は凸面または平面であることが好ましい。これにより、球面収差の補正が容易となる。
第6レンズL6の物体側の面は凸面であることが好ましい。これにより、球面収差の補正が容易となる。
第6レンズL6の像側の面は凸面であることが好ましい。これにより、非点収差の補正が容易となる。
第7レンズL7の物体側の面は凹面であることが好ましい。これにより、非点収差の補正が容易となる。
第7レンズL7の像側の面は平面または、凸面であることが好ましい。これにより、軸外光線の主光線が撮像素子へ入射する角度を抑えることが容易となる。第7レンズL7の像側の面は凹面としてもよい。これにより、非点収差の補正が容易となる。
第1レンズL1を構成する材質のd線に対するアッベ数は30以上とすることが好ましい。これにより、軸上の色収差および倍率の色収差を良好に補正することが可能となる。また、35以上であることがより好ましく、40以上とすることがさらに好ましい。
第1レンズL1を構成する材質のd線に対するアッベ数は85以下とすることが好ましい。これにより、第1レンズL1の材質の屈折率を高くすることが容易となり、広角化が容易となるか、第1レンズL1の材質のコストを抑えることが容易となる。また、80以下とすることがより好ましく、70以下とすることがさらに好ましく、65以下とすることがさらにより好ましい。
第2レンズL2を構成する材質のd線に対するアッベ数は15以上とすることが好ましい。これにより、軸上の色収差を良好に補正することが可能となる。また、18以上とすることがより好ましく、20以上とすることがさらに好ましい。
第2レンズL2を構成する材質のd線に対するアッベ数は60以下とすることが好ましい。これにより、倍率の色収差の補正が容易となる。また、50以下とすることがより好ましく、45以下とすることがさらに好ましい。
第4レンズL4を構成する材質のd線に対するアッベ数は40以下とすることが好ましい。これにより、軸上の色収差の補正が可能となる。また、35以下とすることがより好ましく、30以下とすることがさらに好ましく、25以下とすることがさらにより好ましく、20以下とすることが一層好ましい。
第6レンズL6を構成する材質のd線に対するアッベ数は30以上とすることが好ましい。これにより、軸上の色収差と倍率の色収差とを良好に補正することが可能となる。また、40以上とすることがより好ましく、50以上とすることがさらに好ましく、55以上とすることがさらにより好ましい。
第6レンズL6を構成する材質のd線に対するアッベ数は80以下とすることが好ましい。これにより、第6レンズL6の材料のコストを安くすることが容易となるか、第6レンズL6の屈折率を高くすることが容易となり、像面湾曲の補正が容易となる。また、70以下とすることがさらに好ましく、65以下とすることがさらに好ましい。
本発明の第1から第3の実施形態に係る撮像レンズにおいては、第1レンズL1から第7レンズL7の各レンズのいずれかの面を非球面とすることが好ましい。これにより、諸収差を良好に補正することができる。
第2レンズL2の少なくとも片側の面を非球面とすることが好ましい。第2レンズL2の少なくとも片側の面を非球面とすることにより、像面湾曲および球面収差を補正することが容易となり、良好な解像性能を得ることが可能となる。第2レンズL2は両面を非球面とすることがより好ましい。
第2レンズL2の物体側の面を非球面とすることが好ましい。これにより、球面収差、非点収差およびディストーションを良好に補正することが容易となる。
第2レンズL2の像側の面を非球面とすることが好ましい。これにより、球面収差、非点収差およびディストーションを良好に補正することが容易となる。
第2レンズL2の物体側の面は、中心(近軸領域)が正のパワーを持ち、有効径端では、中心と比較して正のパワーが弱い形状、もしくは中心が正のパワーを持ち、有効径端では負のパワーを持つ形状とすることが好ましい。これにより、球面収差および非点収差の補正が容易となる。
非球面における「凸面(正のパワー)」、「凹面(負のパワー)」は、とくに断りのない限り近軸領域で考えるものとする。非球面における近軸領域以外の点におけるパワーは、その点における面の法線を考え、その点から法線と光軸が交わる点までの長さをその点における曲率半径とし、その長さの絶対値が、近軸の曲率半径の絶対値と比べて大きいか小さいかで判断する。非球面上のある点における曲率半径の絶対値が近軸の曲率半径の絶対値より大きい場合、近軸領域と比べてその点におけるパワーは小さく(弱く)なっているものとし、非球面上のある点における曲率半径の絶対値が近軸の曲率半径の絶対値より小さい場合、近軸領域と比べて、その点におけるパワーは大きく(強く)なっているものとする。
非球面における近軸領域以外の点における「凸面(正のパワー)」、「凹面(負のパワー)」は、その点における面の法線を考え、法線と光軸が交わる点が、面と光軸が交わる点のどちら側にあるかで判断する。面が物体側の面の場合には、法線と光軸が交わる点が、面と光軸が交わる点より像側の場合には凸面(正のパワー)、法線と光軸が交わる点が、面と光軸が交わる点より物体側の場合には凹面(負のパワー)とする。面が像側の面の場合には、法線と光軸が交わる点が、面と光軸が交わる点より物体側の場合には凸面(正のパワー)、法線と光軸が交わる点が、面と光軸が交わる点より像側の場合には凹面(負のパワー)とする。
なお、「面の有効径」とは、結像に寄与する全光線とレンズ面との交わる点を考えたとき、径方向における最も外側の点(最も光軸から離れた点)からなる円の直径を意味し、「有効径端」とは、この最も外側の点を意味するものとする。なお、光軸に対して回転対称の系においては、上記の最も外側の点からなる図形は円となるが、回転対称ではない系においては円とならない場合があり、そのような場合は、等価の円形を考えてその円の直径を有効径としてもよい。
以下、非球面の形状に関して具体的に説明する。図2は第2レンズの面形状を説明するための図である。ここで、各レンズのレンズ面をiとする。iは該当するレンズ面を表す記号である。例えば、第2レンズL2の物体側の面が3で表されるとき、第2レンズL2の物体側の面に関する以下の説明はi=3として考えることができる。そして、レンズ面i上のある点をXiとして、その点での法線と光軸との交点をPiとするとき、Xi−Piの長さ(|Xi−Pi|)をXi点での曲率半径の絶対値|RXi|とし、Piをその点Xiでの曲率中心と定義する。また、第iレンズ面と光軸の交点をQiとする。このとき点Xiでのパワーは点Piが点Qiを基準として物体側、像側のいずれの側にあるかで定義する。物体側の面においては点Piが点Qiより像側にある場合を正のパワー、点Piが点Qiより物体側にある場合を負のパワーと定義し、像側の面においては点Piが点Qiより物体側にある場合を正のパワー、点Piが点Qiより像側にある場合を負のパワーと定義する。
中心と点Xiとのパワーを比較する場合、中心の曲率半径(近軸の曲率半径)の絶対値と、点Xiでの曲率半径の絶対値|RXi|とを比較し、近軸の曲率半径絶対値より|RXi|が小さくなっている場合、中心と比較して点Xiのパワーは強くなっているものとする。逆に近軸の曲率半径絶対値より|RXi|が大きくなっている場合、中心と比較して点Xiのパワーは弱くなっているものとする。これは面が正のパワーである場合も負のパワーである場合も同様である。
ここで、図2を参照しながら、上記の第2レンズL2の物体側の面の形状について説明する。図2は図1で示した撮像レンズ1の光路図である。図2において、点Q3は、第2レンズL2の物体側の面の中心であり、第2レンズL2の物体側の面と光軸Zとの交点である。また図2において、第2レンズL2の物体側の面上の点X3は有効径端にあり、軸外光束3に含まれる最も外側の光線と第2レンズL2の像側の面との交点となっている。図2では点X3は有効径端にあるが、点X3は第2レンズL2の物体側の面上の任意の点であるため、他の点でも同様に考えることができる。
このとき、点X3でのレンズ面の法線と光軸Zとの交点を図2に示すように点P3とし、点X3と点P3を結ぶ線分X3−P3を点X3での曲率半径RX3と定義し、線分X3−P3の長さ|X3−P3|を曲率半径RX3の絶対値|RX3|と定義する。すなわち、|X3−P3|=|RX3|である。また、点Q3での曲率半径、すなわち、第2レンズL2の物体側の面の中心の曲率半径をR3とし、その絶対値を|R3|とする(図2では|R3|が非常に大きいため不図示)。
例えば、上述した第2レンズL2の物体側の面の、「中心が正のパワーを持ち、有効径端では負のパワーを持つ形状」とは、点X3を有効径端とした場合に、点Q3を含む近軸領域で凸形状であり、点P3が点Q3より物体側にある形状を意味する。
また、第2レンズL2の物体側の面の、「中心が正のパワーを持ち、有効径端では、中心と比較して正のパワーが弱い形状」とは、点X3を有効径端とした場合に、点Q3を含む近軸領域で凸形状であり、点P3が点Q3より像側にあり、かつ、点X3での曲率半径の絶対値|RX3|が点Q3での曲率半径の絶対値|R3|よりも大きい形状を意味する。
第2レンズL2の物体側の面は、中心が負のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して負のパワーが弱い形状としてもよい。これにより、球面収差および非点収差の補正が容易となる。
また、第2レンズL2の物体側の面は、中心が正のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して正のパワーが強い形状としてもよい。これにより、非点収差の補正が容易となる。
第2レンズL2の像側の面は、中心が正のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して正のパワーが弱い形状、もしくは中心が正のパワーを持ち、有効径端では負のパワーを持つ形状とすることが好ましい。これにより、球面収差および非点収差の補正が容易となる。
第3レンズL3の少なくとも片側の面を非球面とすることが好ましい。第3レンズL3の少なくとも片側の面を非球面とすることにより、球面収差および非点収差を補正することが容易となり、良好な解像性能を得ることが可能となる。第3レンズL3は両面を非球面とすることがより好ましい。
第3レンズL3の物体側の面を非球面とすることが好ましい。これにより、球面収差および非点収差を良好に補正することが容易となる。
第3レンズL3の物体側の面は、中心が正のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して正のパワーが弱い形状としてもよい。これにより、球面収差および非点収差の補正が容易となる。
第3レンズL3の像側の面を非球面とすることが好ましい。これにより、球面収差を良好に補正することが容易となる。
第3レンズL3の像側の面は、中心が正のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して正のパワーが強い形状としてもよい。これにより、球面収差の補正が容易となる。
第4レンズL4の少なくとも片側の面を非球面とすることが好ましい。第4レンズL4の少なくとも片側の面を非球面とすることにより、球面収差および像面湾曲を補正することが容易となり、良好な解像性能を得ることが可能となる。第4レンズL4は両面を非球面とすることがより好ましい。
第4レンズL4の物体側の面は、中心が負のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して負のパワーが弱い形状とすることが好ましい。これにより、球面収差および非点収差の補正が容易となる。
第4レンズL4の像側の面は、中心が負のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して負のパワーが強い形状とすることが好ましい。これにより、球面収差および非点収差の補正が容易となる。
第5レンズL5の少なくとも片側の面を非球面とすることが好ましい。第5レンズL5の少なくとも片側の面を非球面とすることにより、球面収差および非点収差を補正することが容易となり、良好な解像性能を得ることが可能となる。第5レンズL5は両面を非球面とすることがより好ましい。
第5レンズL5の物体側の面を非球面とすることが好ましい。これにより、球面収差および非点収差を良好に補正することが容易となる。
第5レンズL5の物体側の面は、中心が負のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して負のパワーが強い形状、もしくは中心が正のパワーを持ち、有効径端では負のパワーを持つ形状とすることが好ましい。これにより、球面収差の補正が容易となる。
第5レンズL5の物体側の面は、中心が正のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して正のパワーが強い形状としてもよい。これにより、非点収差の補正が容易となる。
第5レンズL5の像側の面を非球面とすることが好ましい。これにより、球面収差および非点収差を良好に補正することが容易となる。
第5レンズL5の像側の面は、中心が正のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して正のパワーが強い形状としてもよい。これにより、非点収差の補正が容易となる。
第5レンズL5の像側の面は、中心が正のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して正のパワーが弱い形状としてもよい。これにより、球面収差の補正が容易となる。
第7レンズL7の少なくとも片側の面を非球面とすることが好ましい。第7レンズL7の少なくとも片側の面を非球面とすることにより、球面収差および非点収差を補正することが容易となり、良好な解像性能を得ることが可能となる。第7レンズL7は両面を非球面とすることがより好ましい。
第7レンズL7の物体側の面を非球面とすることが好ましい。これにより、球面収差および非点収差を良好に補正することが容易となる。
第7レンズL7の物体側の面は、中心が負のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して負のパワーが強い形状としてもよい。これにより、非点収差およびコマ収差の補正が容易となる。
第7レンズL7の像側の面を非球面とすることが好ましい。これにより、球面収差を良好に補正することが容易となる。
第7レンズL7の像側の面は、中心が負のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して負のパワーが弱い形状、もしくは中心が負のパワーを持ち、有効径端では正のパワーを持つ形状としてもよい。これにより、非点収差の補正が容易となる。
第7レンズL7の像側の面は、中心が平面もしくは正のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して正のパワーが強い形状としてもよい。これにより、非点収差の補正が容易となる。
第1レンズL1の材質はガラスであることが好ましい。撮像レンズが例えば車載用カメラおよび監視カメラ用等の厳しい環境において使用される場合には、最も物体側に配置される第1レンズL1は、風雨による表面劣化、直射日光による温度変化に強く、さらには油脂および洗剤等の化学薬品に強い材質、すなわち耐水性、耐候性、耐酸性および耐薬品性等が高い材質を用いることが要望され、また、堅く、割れにくい材質を用いることが要望される。材質をガラスとすることにより、これらの要望を満たすことが可能となる。また、第1レンズL1の材質として、透明なセラミックスを用いてもよい。
なお、第1レンズL1の物体側の面に、強度、耐傷性および耐薬品性を高めるための保護手段を施してもよく、その場合には、第1レンズL1の材質をプラスチックとしてもよい。このような保護手段は、ハードコートであってもよく、撥水コートであってもよい。
例えば車載カメラ用レンズにおいてはレンズは各種衝撃に耐えることが求められる。このため第1レンズL1は厚いことが好ましく、第1レンズL1の中心厚が0.5mm以上であることが好ましい。
例えば車載カメラやとして使用される場合、寒冷地の外気から熱帯地域の夏の車内まで広い温度範囲で使用可能なことが条件となる。このような条件に耐え得る耐環境性のよい光学系を作製するためには、すべてのレンズがガラスであることが好ましい。監視カメラ用レンズや車載カメラ用レンズとして用いられた場合、高温から低温までの広い温度範囲や高湿等の様々な条件で用いられる可能性がある。それらに強い光学系を作製するためには、すべてのレンズがガラスで作製されていることが好ましい。
第1レンズL1から第7レンズL7のいずれか、あるいはこれらのうちの任意の複数の組み合わせにおいて、その材質をプラスチックとすることが好ましい。材質をプラスチックとすることにより、レンズ系を安価で軽量化することが容易となるとともに、非球面形状を安価かつ正確に作製することができるため、球面収差および像面湾曲を良好に補正することが可能となる。
温度変化に強いレンズ系を作製するためには、正のパワーのプラスチックレンズと負のパワーのプラスチックレンズとを有することが好ましい。プラスチックレンズは一般的に温度変化による特性の変化が大きく、これによりフォーカスシフトが発生してしまうが、レンズ系に正のパワーのプラスチックレンズと負のパワーのプラスチックレンズとを含むことにより、パワー変化を打ち消しあい、性能劣化を最小限にとどめることが可能となる。
プラスチックの材質としては、例えば、アクリル、ポリオレフィン系の材質、ポリカーボネイト系の材質、エポキシ樹脂、PET(Polyethylene terephthalate)、PES(Poly Ether Sulphone)等を用いることができる。
なお、撮像レンズ1の用途に応じて、レンズ系と撮像素子5との間に紫外光から青色光をカットするようなフィルタ、または赤外光をカットするようなIR(InfraRed)カットフィルタを挿入してもよい。上記フィルタと同様の特性を持つコートをレンズ面に塗布してもよい。またはいずれかのレンズの材質として紫外光や青色光、赤外光等を吸収する材質を用いてもよい。
図1では、レンズ系と撮像素子5との間に各種フィルタ等を想定した光学部材PPを配置した例を示しているが、この代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよい。あるいは、撮像レンズが有するいずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。
なお、各レンズ間の有効径外を通過する光束は、迷光となって像面に達し、ゴーストとなるおそれがあるため、必要に応じて、この迷光を遮光する遮光手段を設けることが好ましい。この遮光手段としては、例えばレンズの有効径外の部分に不透明な塗料を施したり、不透明な板材を設けたりしてもよい。または迷光となる光束の光路に不透明な板材を設けて遮光手段としてもよい。あるいは、最も物体側のレンズのさらに物体側に迷光を遮断するフードのようなものを配置してもよい。図1では、第1レンズL1の像側の面の有効径外に遮光手段11を設けた例を示している。なお、遮光手段を設ける箇所は図1に示す例に限定されず、他のレンズや、レンズ間に配置してもよい。
さらに、各レンズの間に周辺光量比が実用上問題のない範囲で周辺光線を遮断する絞り等の部材を配置してもよい。周辺光線とは、光軸Z外の物点からの光線のうち、光学系の入射瞳の周辺部分を通る光線のことである。このように周辺光線を遮断する部材を配置することにより、結像領域周辺部の画質を向上させることができる。また、この部材でゴーストを発生させる光を遮断することにより、ゴーストを低減することが可能となる。
また、レンズ系が、第1レンズL1から第7レンズL7の7枚のみからなるように構成することが好ましい。
本実施形態に係る撮像装置は、本実施形態に係る撮像レンズを備えているため、小型に構成でき、撮像素子を用いて解像度が高く、かつ明るい良好な像を得ることができる。
なお、第1から第3の実施形態に係る撮像レンズを備えた撮像装置で撮影した画像を携帯電話(スマートフォンを含む)に表示するようにしてもよい。例えば本実施形態の撮像レンズを備えた撮影装置を車載カメラとして自動車に搭載し、自動車の背後や周辺を車載カメラにより撮影し、撮影により取得した画像を表示装置に表示する場合がある。このような場合、カーナビゲーションシステム(以下カーナビとする)が搭載されている自動車においては、撮影した画像はカーナビの表示装置に表示すればよいが、カーナビが搭載されていない場合、液晶ディスプレイ等の専用の表示装置を自動車に設置する必要がある。しかしながら、表示装置は高価である。一方、近年の携帯電話は、動画やWebの閲覧が可能になる等、高性能な表示装置が搭載されている。携帯電話を車載カメラ用の表示装置として用いることにより、カーナビが搭載されていない自動車に関しても、専用の表示装置を搭載する必要がなくなり、その結果、安価に車載カメラを搭載することが可能となる。
ここで、車載カメラが撮影した画像は、ケーブル等を用いて有線にて携帯電話に送信してもよく、赤外線通信等の無線により携帯電話に送信してもよい。また、携帯電話等と自動車の作動状態とを連動させ、自動車のギアがバックに入ったり、ウインカー等を出したりした際に、自動で携帯電話の表示装置に車載カメラの画像を表示するようにしてもよい。
なお、車載カメラの画像を表示する表示装置としては、携帯電話のみならず、PDA等の携帯情報端末でもよく、小型のパソコンでもよく、あるいは持ち歩き可能な小型のカーナビでもよい。
また、本発明の撮像レンズを搭載した携帯電話を自動車に固定することにより、車載カメラとして使用してもよい。近年のスマートフォンはパーソナルコンピュータ並の処理能力を備えているため、例えば携帯電話を自動車のダッシュボード等に固定し、カメラを前方に向けることにより、携帯電話のカメラを車載カメラと同様に用いることが可能となる。なお、スマートフォンのアプリケーションとして、白線や道路標識を認識し、警告を行う機能を備えていてもよい。また、運転手にカメラを向け、居眠りや脇見の際に警告を行うシステムとしてもよい。また、自動車と連動し、ハンドルを操作するシステムの一部としてもよい。自動車は高温環境や低温環境に放置されるため、車載カメラは厳しい耐環境性が要求される。本発明の撮像レンズを携帯電話に搭載した場合、運転時以外は携帯電話は運転手とともに車外に出てしまうため、撮像レンズの耐環境性をゆるめることが可能となり、安価に車載システムを導入することが可能となる。
[撮像レンズの数値実施例]
次に、本発明の撮像レンズの数値実施例について説明する。
[実施例1]
実施例1の撮像レンズのレンズ断面図を図3に示す。図3において、図の左側が物体側、右側が像側であり、図1と同様、開口絞りSt、光学部材PP、像面Simに配置された撮像素子5も併せて図示している。各図の開口絞りStは形状や大きさを表すものではなく、光軸Z上の位置を示すものである。表1は実施例1の撮像レンズのレンズデータを示す。表1において、(A)は基本レンズデータを、(B)は各種データを、(C)は非球面データを示している。
基本レンズデータにおいて、Siの欄には最も物体側の構成要素の物体側の面を1番目として像側に向かうに従い順次増加するように構成要素に面番号を付したときのi番目(i=1、2、3、…)の面番号を示す。Riの欄にはi番目の面の曲率半径を示し、Diの欄はi番目の面とi+1番目の面との光軸Z上の面間隔を示している。Ndjの欄には最も物体側の構成要素を1番目として像側に向かうに従い順次増加するj番目(j=1、2、3、…)の構成要素のd線(波長587.56nm)に関する屈折率を示し、νdjの欄にはj番目の構成要素のd線基準でのアッベ数を示している。
なお、基本レンズデータには開口絞りStと光学部材PPも含めて示しており、開口絞りStに相当する面の面番号の欄には面番号と(St)という語句を記載している。曲率半径の符号は、物体側に凸を向けた形状の場合を正とし、像側に凸を向けた形状の場合を負としている。
各種データにおいて、L(in Air)は第1レンズL1の物体側の面から像面Simまでの光軸Z上の距離(バックフォーカス分は空気換算長)、Bf(in Air)は最も像側のレンズの像側の面から像面Simまでの光軸Z上の距離(バックフォーカスに相当、空気換算長)、fは全系の焦点距離、f1〜f7は第1レンズL1から第7レンズL7のそれぞれの焦点距離、f12は第1レンズL1と第2レンズL2との合成焦点距離、f45は第4レンズL4と第5レンズL5との合成焦点距離、f123は第1レンズL1と第2レンズL2と第3レンズL3との合成焦点距離、f234は第2レンズL2と第3レンズL3と第4レンズL4との合成焦点距離、f345は第3レンズL3と第4レンズL4と第5レンズL5との合成焦点距離、f2345は第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との合成焦点距離、f3456は第3レンズL3と第4レンズL4と第5レンズL5と第6レンズL6との合成焦点距離、f12345は第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との合成焦点距離である。
基本レンズデータでは、非球面の面番号に*印を付しており、非球面の曲率半径として近軸曲率半径(中心の曲率半径)の数値を示している。非球面データには、非球面の面番号と、各非球面に関する非球面係数を示す。非球面データの数値の「E−n」(n:整数)は「×10-n」を意味し、「E+n」は「×10n」を意味する。なお、非球面係数は、以下の式で表される非球面式における各係数K、RBm(m=3、4、5、…11)の値である。
Zd=C・h/{1+(1−K・C・h1/2}+ΣRBm・h
ただし、
Zd:非球面深さ(高さhの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に下ろした垂線の長さ)
h:高さ(光軸からのレンズ面までの距離)
C:近軸曲率半径の逆数
K、RBm:非球面係数(m=3、4、5、…11)
以下に示す各表では、角度の単位には度を用い、長さの単位にはmmを用いているが、光学系は比例拡大または比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることも可能である。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。
図29に実施例1の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、歪曲収差(ディストーション)図および倍率色収差(倍率の色収差)図を紙面左から順に示す。球面収差図のFはF値を意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。ディストーションの図は、全系の焦点距離f、画角φ(変数扱い、0≦φ≦ω)を用いて、理想像高をf×tan(φ)とし、それからのズレ量を示す。各収差図には、d線(587.56nm)を基準波長とした収差を示すが、球面収差図には、F線(波長486.13nm)、C線(波長656.27nm)、s線(波長852.11nm)および正弦条件違反量(SNCと表記)についての収差も示し、倍率色収差図にはF線、C線およびs線についての収差を示す。倍率色収差図の線種は球面収差図のものと同じであるため、その表記を省略している。
上記の実施例1のデータに関する図示方法、各表中の記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様である。
[実施例2]
実施例2の撮像レンズのレンズ断面図を図4に示す。表2に実施例2の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図30に実施例2の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例3]
実施例3の撮像レンズのレンズ断面図を図5に示す。表3に実施例3の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図31に実施例3の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例4]
実施例4の撮像レンズのレンズ断面図を図6に示す。表4に実施例4の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図32に実施例4の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例5]
実施例5の撮像レンズのレンズ断面図を図7に示す。表5に実施例5の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図33に実施例5の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例6]
実施例6の撮像レンズのレンズ断面図を図8に示す。表6に実施例6の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図34に実施例6の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例7]
実施例7の撮像レンズのレンズ断面図を図9に示す。表7に実施例7の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図35に実施例7の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例8]
実施例8の撮像レンズのレンズ断面図を図10に示す。表8に実施例8の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図36に実施例8の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例9]
実施例9の撮像レンズのレンズ断面図を図11に示す。表9に実施例9の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図37に実施例9の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例10]
実施例10の撮像レンズのレンズ断面図を図12に示す。表10に実施例10の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図38に実施例10の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例11]
実施例11の撮像レンズのレンズ断面図を図13に示す。表11に実施例11の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図39に実施例11の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例12]
実施例12の撮像レンズのレンズ断面図を図14に示す。表12に実施例12の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図40に実施例12の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例13]
実施例13の撮像レンズのレンズ断面図を図15に示す。表13に実施例13の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図41に実施例13の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例14]
実施例14の撮像レンズのレンズ断面図を図16に示す。表14に実施例14の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図42に実施例14の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例15]
実施例15の撮像レンズのレンズ断面図を図17に示す。表15に実施例15の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図43に実施例15の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例16]
実施例16の撮像レンズのレンズ断面図を図18に示す。表16に実施例16の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図44に実施例16の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例17]
実施例17の撮像レンズのレンズ断面図を図19に示す。表17に実施例17の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図45に実施例17の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例18]
実施例18の撮像レンズのレンズ断面図を図20に示す。表18に実施例18の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図46に実施例18の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例19]
実施例19の撮像レンズのレンズ断面図を図21に示す。表19に実施例19の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図47に実施例19の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例20]
実施例20の撮像レンズのレンズ断面図を図22に示す。表20に実施例20の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図48に実施例20の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例21]
実施例21の撮像レンズのレンズ断面図を図23に示す。表21に実施例21の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図49に実施例21の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例22]
実施例22の撮像レンズのレンズ断面図を図24に示す。表22に実施例22の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図50に実施例22の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例23]
実施例23の撮像レンズのレンズ断面図を図25に示す。表23に実施例23の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図51に実施例23の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例24]
実施例24の撮像レンズのレンズ断面図を図26に示す。表24に実施例24の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図52に実施例24の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例25]
実施例25の撮像レンズのレンズ断面図を図27に示す。表25に実施例25の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図53に実施例25の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
[実施例26]
実施例26の撮像レンズのレンズ断面図を図28に示す。表26に実施例26の撮像レンズの基本レンズデータ、各種データおよび非球面データを示す。図54に実施例26の撮像レンズの球面収差図、非点収差図、ディストーションおよび倍率色収差図を紙面左から順に示す。
上記実施例1〜26のうち、実施例1〜12の撮像レンズにおいて、全てのレンズの材質はガラスとなっている。実施例13〜25において、第1レンズL1、第2レンズL2および第6レンズL6がガラスとなっており、第3レンズL3、第4レンズL4,第5レンズL5および第7レンズL7はプラスチックとなっている。実施例26において、第1レンズL1、第3レンズL3および第6レンズL6がガラスとなっており、第2レンズL2、第4レンズL4,第5レンズL5および第7レンズL7はプラスチックとなっている。
表27および表28に上記実施例1〜26の撮像レンズの条件式(1)〜(23)に対応する値を一括して示す。表27,28に示す値はd線に関するものである。
以上のデータから分かるように、実施例1〜26の撮像レンズは、7枚というレンズ枚数で構成され、小型に作製可能である上、F値が1.5〜1.6と小さく、各収差が良好に補正されて良好な光学性能を有する。これらの撮像レンズは、監視カメラや、自動車の前方、側方および後方等の映像を撮影するための車載用カメラ等に好適に使用可能である。
〔撮像装置の実施形態〕
図55に使用例として、自動車100に本実施形態の撮像レンズを備えた撮像装置を搭載した様子を示す。図55において、自動車100は、その助手席側の側面の死角範囲を撮像するための車外カメラ101と、自動車100の後側の死角範囲を撮像するための車外カメラ102と、ルームミラーの背面に取り付けられ、ドライバーと同じ視野範囲を撮影するための車内カメラ103とを備えている。車外カメラ101と車外カメラ102と車内カメラ103とは、本発明の実施形態に係る撮像装置であり、本発明の実施例の撮像レンズと、この撮像レンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えている。
本発明の実施例に係る撮像レンズは、上述した長所を有するものであるから、車外カメラ101、102および車内カメラ103も小型に構成でき、結像領域周辺部まで良好な映像を得ることができる。
以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率およびアッベ数の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
なお、上記した実施例ではすべてのレンズを均質な材料により構成しているが、屈折率分布型のレンズを用いてもよい。また、上記した実施例では第2レンズL2〜第7レンズL7を非球面が施された屈折型レンズにより構成しているものがあるが、1つの面もしくは複数の面に回折光学素子を形成してもよい。
また、撮像装置の実施形態では、本発明を車載用カメラに適用した例について図を示して説明したが、本発明はこの用途に限定されるものではなく、例えば、携帯端末用カメラや監視カメラ等にも適用可能である。
1 撮像レンズ
2 軸上光束
3,4 軸外光束
5 撮像素子
100 自動車
101,102 車外カメラ
103 車内カメラ
Pim 結像位置
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
L6 第6レンズ
L7 第7レンズ
PP 光学部材
Sim 像面
St 開口絞り
Z 光軸

Claims (17)

  1. 物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズ、正のパワーを持つ第2レンズ、正のパワーを持つ第3レンズ、負のパワーを持つ第4レンズ、正のパワーを持つ第5レンズ、正のパワーを持つ第6レンズ、および負のパワーを持つ第7レンズから実質的に構成され、
    下記条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
    νd7<55 … (2)
    1.25<f5/f … (10)
    ただし、
    νd7:前記第7レンズの材質のd線に対するアッベ数
    f:全系の焦点距離
    f5:前記第5レンズの焦点距離
  2. 物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズ、正のパワーを持つ第2レンズ、正のパワーを持つ第3レンズ、負のパワーを持つ第4レンズ、正のパワーを持つ第5レンズ、正のパワーを持つ第6レンズ、および負のパワーを持つ第7レンズから実質的に構成され、
    下記条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
    νd7<55 … (2)
    D4/f<0.39 …(4)
    0.65<(R10+R11)/(R10−R11) … (11−1)
    ただし、
    νd7:前記第7レンズの材質のd線に対するアッベ数
    f:全系の焦点距離
    D4:前記第2レンズと前記第3レンズとの空気間隔
    R10:前記第5レンズの物体側の面の曲率半径
    R11:前記第5レンズの像側の面の曲率半径
  3. 物体側から順に、負のパワーを持つ第1レンズ、正のパワーを持つ第2レンズ、正のパワーを持つ第3レンズ、負のパワーを持つ第4レンズ、正のパワーを持つ第5レンズ、正のパワーを持つ第6レンズ、および負のパワーを持つ第7レンズから実質的に構成され、
    下記条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
    D4/f<0.39 …(4)
    0.5<(R10+R11)/(R10−R11) … (11)
    (R12+R13)/(R12−R13)<1.0 … (12)
    ただし、
    f:全系の焦点距離
    D4:前記第2レンズと前記第3レンズとの空気間隔
    R10:前記第5レンズの物体側の面の曲率半径
    R11:前記第5レンズの像側の面の曲率半径
    R12:前記第6レンズの物体側の面の曲率半径
    R13:前記第6レンズの像側の面の曲率半径
  4. さらに下記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。
    40<νd3 … (3)
    ただし、
    νd3:前記第3レンズの材質のd線に対するアッベ数
  5. さらに下記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。
    25<νd5 … (13)
    ただし、
    νd5:前記第5レンズの材質のd線に対するアッベ数
  6. さらに下記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。
    0.5<f3/f<10 … (14)
    ただし、
    f3:前記第3レンズの焦点距離
    f:全系の焦点距離
  7. さらに下記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。
    0.5<f2/f<7 … (15)
    ただし、
    f2:前記第2レンズの焦点距離
    f:全系の焦点距離
  8. さらに下記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。
    f1/f<−0.25 … (16)
    ただし、
    f1:前記第1レンズの焦点距離
    f:全系の焦点距離
  9. さらに下記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。
    0.3<f123/f<15 … (17)
    ただし、
    f123:前記第1レンズ、前記第2レンズおよび前記第3レンズの合成焦点距離
    f:全系の焦点距離
  10. さらに下記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。
    0.5<f234/f<18 … (18)
    ただし、
    f234:前記第2レンズ、前記第3レンズおよび前記第4レンズの合成焦点距離
    f:全系の焦点距離
  11. さらに下記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。
    0.5<f12345/f<10 … (19)
    ただし、
    f12345:前記第1レンズ、前記第2レンズ、前記第3レンズ、前記第4レンズおよび前記第5レンズの合成焦点距離
    f:全系の焦点距離
  12. さらに下記条件式を満足する請求項1から11のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    −5.0<(R14+R15)/(R14−R15)<−0.01 … (8)
    ただし、
    R14:前記第7レンズの物体側の面の曲率半径
    R15:前記第7レンズの像側の面の曲率半径
  13. さらに下記条件式を満足する請求項1から12のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    0.4<f2345/f<10 … (20)
    ただし、
    f2345:前記第2レンズ、前記第3レンズ、前記第4レンズおよび前記第5レンズの合成焦点距離
    f:全系の焦点距離
  14. さらに下記条件式を満足する請求項1から13のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    0.1<f3456/f<5.0 … (21)
    ただし、
    f3456:前記第3レンズ、前記第4レンズ、前記第5レンズおよび前記第6レンズの合成焦点距離
    f:全系の焦点距離
  15. さらに下記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。
    −4.0<(R8+R9)/(R8−R9)<4.0 … (22)
    ただし、
    R8:前記第4レンズの物体側の面の曲率半径
    R9:前記第4レンズの像側の面の曲率半径
  16. さらに下記条件式を満足する請求項1から16のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    −3<f/f45<3 … (23)
    ただし、
    f45:前記第4レンズおよび前記第5レンズの合成焦点距離
    f:全系の焦点距離
  17. 請求項1から16のいずれか1項記載の撮像レンズを備えた撮像装置。
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