JP2017067842A - 撮像レンズ - Google Patents

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Abstract

【課題】良好な光学特性を有し、低背、広角、且つ、明るいF値を有する6枚のレンズで構成される撮像レンズを提供する。【解決手段】 物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ、負の屈折力を有する第2レンズ、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、正の屈折力を有する第5レンズ、負の屈折力を有する第6レンズが配置され、所定の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。【選択図】 図1

Description

本発明は、撮像レンズに関する発明である。特に、高画素用CCD、CMOSなどの撮像素子を使用した携帯用モジュールカメラ、WEBカメラなどに好適な、良好な光学特性を有し、TTL(光学長)/IH(像高)≦1.45と低背で、全画角(以下、2ωとする)が、76°以上の広角で、且つ、2.2以下の明るいF値(以下、Fnoとする)を有する6枚のレンズで構成される撮像レンズに関する発明である。
近年、CCDやCMOSなどの撮像素子を使用した各種撮像装置が広く普及している。これらの撮像素子の小型化、高性能化に伴い、良好な光学特性を有し、低背、広角、且つ、明るいFnoを有する撮像レンズが求められている。
良好な光学特性を有し、低背、広角、且つ、明るいFnoを有する6枚のレンズで構成される撮像レンズに関する技術開発が進められている。この6枚構成の撮像レンズとしては、物体から順に、正の屈折力を有する第1レンズ、負の屈折力を有する第2レンズ、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、正の屈折力を有する第5レンズ、負の屈折力を有する第6レンズで構成されたものが提案されている。
特許文献1の実施例1〜3に開示された撮像レンズは、上記、6枚で構成された撮像レンズであるが、第2レンズ、第3レンズの形状が、不十分なために、TTL/IH≧1.464と低背化が不十分であった。
特許第5651881号公報
本発明の目的は、良好な光学特性を有し、低背、広角、且つ、明るいFnoを有する6枚のレンズで構成される撮像レンズの提供である。
上記目的を達成するために、第1レンズ、第3レンズ、第5レンズのパワー配分及び、第2レンズ、第3レンズの形状を鋭意検討した結果、従来技術の課題が改善された撮像レンズを得ることを見出し、本発明に到達した。
請求項1記載の撮像レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ、負の屈折力を有する第2レンズ、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、正の屈折力を有する第5レンズ、負の屈折力を有する第6レンズが配置され、且つ、以下の条件式(1)〜(5)を満足することを特徴とする撮像レンズ。
0.74≦f1/f≦0.85 (1)
−10.00≦f3/f≦−5.00 (2)
0.50≦f5/f≦0.85 (3)
2.20≦(R3+R4)/(R3−R4)≦5.00 (4)
−7.00≦(R5+R6)/(R5−R6)≦−2.00 (5)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離
f1:第1レンズL1の焦点距離
f3:第3レンズL3の焦点距離
f5:第5レンズL3の焦点距離
R3:第2レンズL2の物体側面の曲率半径
R4:第2レンズL2の像面側面の曲率半径
R5:第3レンズL3の物体側面の曲率半径
R6:第3レンズL3の像面側面の曲率半径
である。
請求項2記載の撮像レンズは、以下の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項1記載の撮像レンズ。
−5.00≦d2/d3≦−1.00 (6)
但し、
d2:第1レンズL1像面側面から開口絞りS1までの距離
d3:開口絞りS1から第2レンズL2の物体側面までの軸上距離
である。
本発明によれば、特に、高画素用CCD、CMOSなどの撮像素子を使用した携帯用モジュールカメラ、WEBカメラなどに好適な、良好な光学特性を有し、TTL(光学長)/IH(像高)≦1.45と低背で、2ω≧76°以上の広角で、Fno≦2.2と明るいFnoを有する6枚のレンズで構成される撮像レンズの提供である。
本発明の一実施形態に係る撮像レンズLAの構成を示す図である。 上記撮像レンズLAの具体的実施例1の構成を示す図である。 実施例1の撮像レンズLAの球面収差(軸上色収差)図である。 実施例1の撮像レンズLAの倍率色収差図である。 実施例1の撮像レンズLAの像面湾曲及び歪曲収差図である。 上記撮像レンズLAの具体的実施例2の構成を示す図である。 実施例2の撮像レンズLAの球面収差(軸上色収差)図である。 実施例2の撮像レンズLAの倍率色収差図である。 実施例2の撮像レンズLAの像面湾曲及び歪曲収差図である。
本発明に係る撮像レンズの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明の一実施形態撮像レンズの構成図を図1に示す。この撮像レンズLAは、物体側から像面側へ向かって、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6が配置された6枚構成のレンズ系を備えている。第6レンズL6と像面との間に、ガラス平板GFが配置される。このガラス平板GFとしては、カバーガラス、又は、IRカットフィルターなどの機能を有するものを使用することができる。又、ガラス平板GFは、第6レンズL6と像面の間に配置しなくともよい。
第1レンズL1は、正の屈折力を有するレンズであり、第2レンズL2は、負の屈折力を有するレンズであり、第3レンズL3は、負の屈折力を有するレンズであり、第4レンズL4は、正の屈折力を有するレンズであり、第5レンズL5は、正の屈折力を有するレンズであり、第6レンズL6は、負の屈折力を有するレンズである。これらの6枚のレンズ表面は、諸収差を良好に補正するため、全面を非球面形状とすることが望ましい。
この撮像レンズLAは、以下の条件式(1)〜(5)を満足することを特徴とする撮像レンズ。
0.74≦f1/f≦0.85 (1)
−10.00≦f3/f≦−5.00 (2)
0.50≦f5/f≦0.85 (3)
2.20≦(R3+R4)/(R3−R4)≦5.00 (4)
−7.00≦(R5+R6)/(R5−R6)≦−2.00 (5)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離
f1:第1レンズL1の焦点距離
f3:第3レンズL3の焦点距離
f5:第5レンズL3の焦点距離
R3:第2レンズL2の物体側面の曲率半径
R4:第2レンズL2の像面側面の曲率半径
R5:第3レンズL3の物体側面の曲率半径
R6:第3レンズL3の像面側面の曲率半径
である。
条件式(1)は、第1レンズL1の正の屈折力を規定するものである。条件式(1)の下限を超えると、低背化には有利であるが、第1レンズL1の正の屈折力が強くなり過ぎ、諸収差の補正が困難となり好ましくなく、逆に上限を超えると第1レンズL1の正の屈折力が弱くなり過ぎ、低背化が困難となり好ましくない。
条件式(2)は、第3レンズL3の負の屈折力を規定するものである、条件式(2)の範囲外では、Fno≦2.2での低背、広角化に伴い、倍率色収差等の補正が困難となり、好ましくない。
条件式(3)は、第5レンズL5の正の屈折率を規定するものである。条件式(3)の範囲外では、Fno≦2.2での低背、広角化に伴い、球面収差等の高次収差補正が困難となり好ましくない。
なお、条件式(3)の数値範囲を、以下の条件式(3−A)の数値範囲に設定することが、より好ましい。
0.60≦f5/f≦0.80 (3−A)
条件式(4)は、第2レンズL2の形状を規定するものである。条件式(4)の範囲外では、Fno≦2.2での低背、広角に伴い、軸上色収差等の補正が困難となり、好ましくない。
条件式(5)は、第3レンズL3の形状を規定するものである。条件式(5)の範囲外では、Fno≦2.2での低背、広角化に伴い、倍率色収差等の補正が困難となり、好ましくない。
開口絞りS1は、第1レンズL1と第2レンズL2の間にあり、以下の条件式(6)を満足することを特徴とする撮像レンズ。
−5.00≦d2/d3≦−1.00 (6)
但し、
d2:第1レンズL1像面側面から開口絞りS1までの距離
d3:開口絞りS1から第2レンズL2の物体側面までの軸上距離
である。
条件式(6)は、開口絞りS1の位置を規定するものである。条件式(6)の範囲外では、Fno≦2.2での低背、広角化が困難となり、好ましくない。
なお、条件式(6)の数値範囲を、以下の条件式(6−A)の数値範囲に設定することが、より好ましい。
−3.50≦d2/d3≦−2.00 (6−A)
撮像レンズLAを構成する6枚レンズが、それぞれ前記の構成及び、条件式を満たすことにより、良好な光学特性を有し、TTL(光学長)/IH(像高)≦1.45と低背で、2ω≧76°の広角で、且つ、Fno≦2.2のF値を有する撮像レンズを得ることが可能となる。
以下に、本発明の撮像レンズLAについて、実施例を用いて説明する。各実施例に記載されている記号は以下のことを示す。なお、距離、半径及び中心厚の単位は、mmである。
f :撮像レンズLA全体の焦点距離
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
f4 :第4レンズL4の焦点距離
f5 :第5レンズL5の焦点距離
f6 :第6レンズL6の焦点距離
Fno :F値
2ω :全画角
S1 :開口絞り
R :光学面の曲率半径、レンズの場合は中心曲率半径
R1 :第1レンズL1の物体側面の曲率半径
R2 :第1レンズL1の像面側面の曲率半径
R3 :第2レンズL2の物体側面の曲率半径
R4 :第2レンズL2の像面側面の曲率半径
R5 :第3レンズL3の物体側面の曲率半径
R6 :第3レンズL3の像面側面の曲率半径
R7 :第4レンズL4の物体側面の曲率半径
R8 :第4レンズL4の像面側面の曲率半径
R9 :第5レンズL5の物体側面の曲率半径
R10 :第5レンズL5の像面側面の曲率半径
R11 :第6レンズL6の物体側面の曲率半径
R12 :第6レンズL6の像面側面の曲率半径
R13 :ガラス平板GFの物体側面の曲率半径
R14 :ガラス平板GFの像面側面の曲率半径
d :レンズの中心厚、又は、レンズ間距離
d1 :第1レンズL1の中心厚
d2 :第1レンズL1像面側面から開口絞りS1までの距離
d3 :開口絞りS1から第2レンズL2の物体側面までの軸上距離
d4 :第2レンズL2の中心厚
d5 :第2レンズL2の像面側面から第3レンズL3の物体側面までの軸上距離
d6 :第3レンズL3の中心厚
d7 :第3レンズL3の像面側面から第4レンズL4の物体側面までの軸上距離
d8 :第4レンズL4の中心厚
d9 :第4レンズL4の像面側面から第5レンズL5の物体側面までの軸上距離
d10 :第5レンズL5の中心厚
d11 :第5レンズL5の像面側面から第6レンズL6の物体側面までの軸上距離
d12 :第6レンズL6の中心厚
d13 :第6レンズL6の像面側面からガラス平板GFの物体側面までの軸上距離
d14 :ガラス平板GFの中心厚
d15 :ガラス平板GFの像面側面から像面までの軸上距離
nd :d線の屈折率
nd1 :第1レンズL1のd線の屈折率
nd2 :第2レンズL2のd線の屈折率
nd3 :第3レンズL3のd線の屈折率
nd4 :第4レンズL4のd線の屈折率
nd5 :第5レンズL5のd線の屈折率
nd6 :第6レンズL6のd線の屈折率
nd7 :ガラス平板GFのd線の屈折率
ν :アッベ数
ν1 :第1レンズL1のアッベ数
ν2 :第2レンズL2のアッベ数
ν3 :第3レンズL3のアッベ数
ν4 :第4レンズL4のアッベ数
ν5 :第5レンズL5のアッベ数
ν6 :第6レンズL6のアッベ数
ν7 :ガラス平板GFのアッベ数
TTL :光学長(第1レンズL1の物体側面から像面までの軸上距離)
LB :第5レンズL5の像面側面から像面までの軸上距離(ガラス平板GFの厚み含む)
y=(x/R)/[1+{1−(k+1)(x/R)}1/2]
+A4x+A6x+A8x+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16 (7)
但し、Rは軸上の曲率半径、kは円錐係数、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16は非球面係数である。
各レンズ面の非球面は、便宜上、式(7)で表される非球面を使用している。しかし、ながら、特に、この式(7)の非球面多項式に限定するものではない。
(実施例1)
図2は、実施例1の撮像レンズLAの配置を示す構成図である。実施例1の撮像レンズLAを構成する第1レンズL1〜第6レンズL6のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径R、レンズ中心厚又はレンズ間距離d、屈折率nd、アッベ数νを表1に、円錐係数k、非球面係数を表2に示す。
後に登場する表5は、各実施例1、2の諸値及び条件式(1)〜(6)で規定したパラメータに対応する値を示す。
実施例1は、表5に示すように、条件式(1)〜(6)を満足する。
実施例1の撮像レンズLAの球面収差(軸上色収差)を図3に、倍率色収差を図4に、像面湾曲及び歪曲収差を図5に示す。なお、図5の像面湾曲のSはサジタル像面に対する像面湾曲、Tはタンジェンシャル像面に対する像面湾曲であり、実施例2においても同様である。実施例1の撮像レンズLAは、2ω=79.7°、TTL/IH=1.414、Fno=2.05と広角、低背で、且つ、Fnoが明るく、図3〜5に示すように、良好な光学特性を有していることがわかる。
(実施例2)
図6は、実施例2の撮像レンズLAの配置を示す構成図である。実施例2の撮像レンズLAを構成する第1レンズL1〜第6レンズL6のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径R、レンズ中心厚又はレンズ間距離d、屈折率nd、アッベ数νを表3に、円錐係数k、非球面係数を表4に示す。
実施例2は、表5に示すように、条件式(1)〜(6)を満足する。
実施例2の撮像レンズLAの球面収差(軸上色収差)を図7に、倍率色収差を図8に、像面湾曲及び歪曲収差を図9に示す。実施例2の撮像レンズLAは、2ω=79.6°、TTL/IH=1.412、Fno=2.05と広角、低背で、且つ、Fnoが明るく、図7〜9に示すように、良好な光学特性を有していることがわかる。
表5に各数値実施例の諸値及び、条件式(1)〜(6)で規定したパラメータに対する値を示す。なお、表5に示す諸値単位は、2ω(°)、f(mm)、f1(mm)、f2(mm)、f3(mm)、f4(mm)、f5(mm)、f6(mm)TTL(mm)、LB(mm)、IH(mm)である。
LA :撮像レンズ
S1 :開口絞り
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
GF :ガラス平板
R1 :第1レンズL1の物体側面の曲率半径
R2 :第1レンズL1の像面側面の曲率半径
R3 :第2レンズL2の物体側面の曲率半径
R4 :第2レンズL2の像面側面の曲率半径
R5 :第3レンズL3の物体側面の曲率半径
R6 :第3レンズL3の像面側面の曲率半径
R7 :第4レンズL4の物体側面の曲率半径
R8 :第4レンズL4の像面側面の曲率半径
R9 :第5レンズL5の物体側面の曲率半径
R10 :第5レンズL5の像面側面の曲率半径
R11 :第6レンズL6の物体側面の曲率半径
R12 :第6レンズL6の像面側面の曲率半径
R13 :ガラス平板GFの物体側面の曲率半径
R14 :ガラス平板GFの像面側面の曲率半径
d :レンズの中心厚、又は、レンズ間距離
d1 :第1レンズL1の中心厚
d2 :第1レンズL1像面側面から開口絞りS1までの距離
d3 :開口絞りS1から第2レンズL2の物体側面までの軸上距離
d4 :第2レンズL2の中心厚
d5 :第2レンズL2の像面側面から第3レンズL3の物体側面までの軸上距離
d6 :第3レンズL3の中心厚
d7 :第3レンズL3の像面側面から第4レンズL4の物体側面までの軸上距離
d8 :第4レンズL4の中心厚
d9 :第4レンズL4の像面側面から第5レンズL5の物体側面までの軸上距離
d10 :第5レンズL5の中心厚
d11 :第5レンズL5の像面側面から第6レンズL6の物体側面までの軸上距離
d12 :第6レンズL6の中心厚
d13 :第6レンズL6の像面側面からガラス平板GFの物体側面までの軸上距離
d14 :ガラス平板GFの中心厚
d15 :ガラス平板GFの像面側面から像面までの軸上距離






請求項2記載の撮像レンズは、以下の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項1記載の撮像レンズ。
−5.00≦d2/d3≦−1.00 (6)
但し、
d2:第1レンズL1像面側面から開口絞りS1までの距離
d3:開口絞りS1から第2レンズL2の物体側面までの軸上距離
であり、開口絞りS1は、第1レンズL1と第2レンズL2の間にある。

Claims (2)

  1. 物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ、負の屈折力を有する第2レンズ、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、正の屈折力を有する第5レンズ、負の屈折力を有する第6レンズが配置され、且つ、以下の条件式(1)〜(5)を満足することを特徴とする撮像レンズ。
    0.74≦f1/f≦0.85 (1)
    −10.00≦f3/f≦−5.00 (2)
    0.50≦f5/f≦0.85 (3)
    2.20≦(R3+R4)/(R3−R4)≦5.00 (4)
    −7.00≦(R5+R6)/(R5−R6)≦−2.00 (5)
    但し、
    f:レンズ系全体の焦点距離
    f1:第1レンズL1の焦点距離
    f3:第3レンズL3の焦点距離
    f5:第5レンズL3の焦点距離
    R3:第2レンズL2の物体側面の曲率半径
    R4:第2レンズL2の像面側面の曲率半径
    R5:第3レンズL3の物体側面の曲率半径
    R6:第3レンズL3の像面側面の曲率半径
    である。
  2. 以下の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項1記載の撮像レンズ。
    −5.00≦d2/d3≦−1.00 (6)
    但し、
    d2:第1レンズL1像面側面から開口絞りS1までの距離
    d3:開口絞りS1から第2レンズL2の物体側面までの軸上距離
    である。
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