JP2020038401A - Optical system and imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide an optical system which achieves a wide half angle of view of 45 degrees or more, while achieving the miniaturization of a lens arranged on the most object side and has a bright F-number of about 1.6.SOLUTION: The optical system comprises, in order from an object side, a first lens which has negative refractive power and whose image side surface is concave, a meniscus second lens which has negative refractive power and is convex to an image side, a third lens which has positive refractive power, a fourth lens which has negative refractive power, and a fifth lens which has positive or negative refractive power.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本件発明は、光学系及び撮像装置に関し、特に、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置に好適な光学系及び当該光学系を備えた撮像装置に関する。   The present invention relates to an optical system and an imaging apparatus, and particularly to an optical system suitable for an imaging apparatus using a solid-state imaging device such as a digital still camera and a digital video camera, and an imaging apparatus including the optical system.

近年、CCDやCMOS等の固体撮像素子を用いた撮像装置が普及している。例えば、一眼レフカメラ、ミラーレス一眼カメラ、デジタルスチルカメラ等のユーザによって携帯可能な撮像装置の他、監視用撮像装置、車載用撮像装置等(以下、単に「監視用撮像装置等」と称する。)のように、建造物あるいは車体等に据付固定されて特定の目的の下で使用される据付固定型の撮像装置の普及も進んでいる。いずれの撮像装置においても、その高性能化、小型化の進展は著しく、これらの撮像装置に用いられる光学系についても一層の高性能化、小型化等が求められている。   In recent years, imaging devices using solid-state imaging devices such as CCDs and CMOSs have become widespread. For example, in addition to an imaging device that can be carried by a user, such as a single-lens reflex camera, a mirrorless single-lens camera, and a digital still camera, a monitoring imaging device, an in-vehicle imaging device, and the like (hereinafter, simply referred to as a “monitoring imaging device”). ), Fixed installation type imaging devices that are installed and fixed to a building or a vehicle body and used for a specific purpose are also becoming widespread. In any of the imaging devices, the performance and miniaturization of the imaging devices have been remarkably advanced, and the optical systems used in these imaging devices are required to have higher performance and smaller size.

近年においてはセンサの高画素化が進み、高い解像力が要求され、小型軽量で、広い撮像範囲を有し、低照度に対応可能な撮像レンズが求められている。また、屋内外に設置される監視用撮像装置、防犯用撮像装置または車載用撮像装置等には、長期使用に耐える信頼性が求められ、同時に低コスト化の観点からピント調整を行うアクチュエータを備えていない固定焦点の撮像レンズを用いることが一般的である。かかる撮像レンズの場合、常温での性能を確保することはもちろん、使用環境温度が変化しても焦点位置の変動が少なく、更には高温環境及び低温環境のいずれでも良好な性能を保つ必要がある。このような要求を満たす光学系として、例えば、特許文献1〜特許文献3に示す光学系が存在する。これらの光学系は、いずれも物体側に負レンズを配置して構成された比較的広い画角を備えると共に、高性能化及び小型化を図った撮像レンズとして知られている。   In recent years, the number of pixels in a sensor has been increased, and a high resolution has been required, and an imaging lens which is small and lightweight, has a wide imaging range, and can cope with low illuminance has been demanded. In addition, monitoring imaging devices, security imaging devices, or in-vehicle imaging devices installed indoors and outdoors require reliability that can withstand long-term use, and at the same time, include an actuator that performs focus adjustment from the viewpoint of cost reduction. It is common to use a fixed-focus imaging lens that does not have a fixed focus. In the case of such an imaging lens, it is necessary not only to ensure the performance at room temperature but also to keep the focus position small even when the use environment temperature changes, and to maintain good performance in both high temperature environment and low temperature environment. . As an optical system that satisfies such requirements, for example, there are optical systems described in Patent Documents 1 to 3. Each of these optical systems is known as an imaging lens that has a relatively wide angle of view and is configured to have a high performance and a small size, in which a negative lens is arranged on the object side.

特許文献1には、物体側より順に、負レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズの5枚のレンズによって構成された広角系の光学系が開示されている。この特許文献1に記載の光学系は、良好な光学性能と広画角を有し、更にはプラスチックレンズを利用した光学系を採用し、光学系の軽量化、コンパクト化及び低コスト化を図っている。   Patent Literature 1 discloses a wide-angle optical system including five lenses of a negative lens, a negative lens, a positive lens, a negative lens, and a positive lens in order from the object side. The optical system described in Patent Document 1 has good optical performance and a wide angle of view, and further employs an optical system using a plastic lens to reduce the weight, size, and cost of the optical system. ing.

特許文献2には、物体側より順に、負レンズ、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズとで構成した光学系が開示されている。この特許文献2に記載の光学系は、全て球面ガラスレンズで構成することでFno2.0〜Fno4.0と口径比の比較的大きい明るい光学系を達成すると同時に、使用環境温度の変動に対する環境耐性を高めている。   Patent Literature 2 discloses an optical system including a negative lens, a positive lens, a positive lens, a negative lens, and a positive lens in order from the object side. The optical system described in Patent Literature 2 achieves a bright optical system having a relatively large aperture ratio of Fno 2.0 to Fno 4.0 by entirely using spherical glass lenses, and at the same time, has environmental resistance to fluctuations in the use environment temperature. Is increasing.

特許文献3には、物体側より順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズの5枚のレンズによって構成した光学系が開示されている。この特許文献3に記載の光学系は、絞りの前後に配置したレンズの硝材がもつ相対屈折率変化(dN/dT)を、所定の範囲とすることで、使用環境温度が変化しても焦点位置の変動が少なく、高温環境又は低温環境のいずれの環境下でも良好な環境耐性を備えるものとしている。   Patent Document 3 discloses an optical system including five lenses of a negative lens, a positive lens, a negative lens, a positive lens, and a positive lens in order from the object side. In the optical system described in Patent Document 3, the relative refractive index change (dN / dT) of the glass material of the lenses disposed before and after the stop is set within a predetermined range, so that the focus can be maintained even when the use environment temperature changes. It has a small variation in position and has good environmental resistance under either high temperature environment or low temperature environment.

特開2003−307674号公報JP 2003-307677 A 特開2010−107532号公報JP 2010-107532 A 特開2016−114648号公報JP-A-2006-114648

しかしながら、特許文献1に開示の光学系では、屋内外に設置される監視用撮像装置等のように幅広い温度環境下での使用を想定した場合、使用環境温度の変化に伴い当該光学系を構成するプラスチックレンズが変質又は変形すると、屈折率の変化等が発生して解像力の低下を招き、良好な光学性能を得ることができないという問題がある。   However, when the optical system disclosed in Patent Document 1 is assumed to be used in a wide temperature environment such as a monitoring imaging device installed indoors and outdoors, the optical system is configured with a change in the operating environment temperature. If the plastic lens deteriorates or deforms, a change in the refractive index or the like occurs, causing a reduction in resolution, and there is a problem that good optical performance cannot be obtained.

また、特許文献2に開示の光学系では、全て球面ガラスレンズを採用し、比較的口径比の大きい明るい光学系を達成し、且つ環境耐性を高めている。ところが、監視用撮像装置等は、観察対象である被写体側にいる人間から見て、撮像装置の存在を目立たなくする必要があり、光学系も小型化することが求められる。特に、最も被写体側(物体側)に配置されたレンズの外径の小径化が求められるが、特許文献2に開示の光学系では十分に小型化ができない。また、暗い環境における視認性を高めるためには、口径比が大きい(Fnoが明るい)レンズの使用が必要となるが、特許文献2に開示の光学系では明るさも十分に確保できない。さらに、当該光学系の半画角は22度程度であり、十分な広角化が図れていない。そのため、当該光学系を監視用撮像装置等に適用すると、1台の監視用撮像装置で撮像可能な範囲が狭いという問題がある。   Further, the optical system disclosed in Patent Document 2 employs all spherical glass lenses, achieves a bright optical system having a relatively large aperture ratio, and enhances environmental resistance. However, it is necessary for a monitoring imaging apparatus or the like to make the existence of the imaging apparatus inconspicuous when viewed from a person on the subject side to be observed, and it is also required to reduce the size of the optical system. In particular, it is required to reduce the outer diameter of the lens disposed closest to the subject (object side), but the optical system disclosed in Patent Document 2 cannot sufficiently reduce the size. Further, in order to enhance the visibility in a dark environment, it is necessary to use a lens having a large aperture ratio (bright Fno), but the optical system disclosed in Patent Document 2 cannot ensure sufficient brightness. Further, the half angle of view of the optical system is about 22 degrees, and a sufficient wide angle cannot be achieved. Therefore, when the optical system is applied to a monitoring imaging device or the like, there is a problem that a range in which one monitoring imaging device can capture images is narrow.

さらに、特許文献3に開示の光学系では、使用環境温度が変化しても焦点位置の変動が少なく、高温環境又は低温環境のいずれの環境下でも良好な環境耐性を備えるようにしているが、物体側より順に「負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズ」で構成すると、物体側からの入射光束が順に発散と収斂とが交互に組み合わせられているため、色収差を小さくするという観点では良好な特性を得ることはできる。ところが、レンズを直列的に配置して、特許文献3に開示の光学系を製造しようとすると、偏芯敏感度が高くなるため、レンズの配列調整が困難となり、当該変倍光学系を製造する際に安定した光学性能を確保することが困難になるため好ましくない。また、暗い環境下での視認性を高めるために口径比の大きい明るい光学系が求められているが、当該光学系のFnoは2.0程度であり、十分な明るさを確保できていない。さらに、当該光学系の半画角は30度程度であり、十分な広角化が図れていない。そのため、特許文献2と同様に当該光学系では撮像可能な範囲が狭いという問題がある。   Further, in the optical system disclosed in Patent Document 3, even if the use environment temperature changes, the focus position does not change much, and the optical system has good environmental resistance under any of a high temperature environment and a low temperature environment. If it is composed of "negative lens, positive lens, negative lens, positive lens, positive lens" in order from the object side, the chromatic aberration is reduced because the divergent and convergent light beams from the object side are alternately combined in order. From the viewpoint, good characteristics can be obtained. However, when the lenses are arranged in series and the optical system disclosed in Patent Document 3 is manufactured, the sensitivity of eccentricity is increased, so that it is difficult to adjust the arrangement of the lenses, and the variable magnification optical system is manufactured. In this case, it is difficult to secure stable optical performance, which is not preferable. Further, a bright optical system having a large aperture ratio is required to enhance visibility in a dark environment, but the Fno of the optical system is about 2.0, and sufficient brightness cannot be secured. Further, the half angle of view of the optical system is about 30 degrees, and a sufficient wide angle cannot be achieved. Therefore, similarly to Patent Document 2, there is a problem that the imageable range is narrow in the optical system.

以上のことから理解できるように、本件発明の課題は、最も物体側に配置されたレンズの小径化を実現しつつ、半画角45度以上の広角化も同時に実現し、Fnoも1.6程度の明るい光学系の提供を目的とする。   As can be understood from the above, an object of the present invention is to realize a wide angle of view with a half angle of view of 45 degrees or more while realizing a reduction in the diameter of the lens disposed closest to the object side, and an Fno of 1.6. The purpose is to provide a bright optical system.

上記課題を解決するため、鋭意研究を行った結果、以下に述べる構成の光学系を採用することで、上述の課題を解決できることに想到した。     As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by adopting an optical system having the following configuration.

<本件発明に係る光学系>
本件発明に係る光学系は、物体側より順に、負の屈折力を有し、像側面を凹とした第1レンズと、正又は負の屈折力を有し、像側に凸のメニスカス形状の第2レンズと、正の屈折力を有し、両凸形状の第3レンズと、負の屈折力を有する第4レンズと、正又は負の屈折力を有する第5レンズとを有し、以下の条件を満足することを特徴とするものでもある。
<Optical system according to the present invention>
The optical system according to the present invention has, in order from the object side, a first lens having a negative refractive power and a concave image side surface, and a meniscus shape having a positive or negative refractive power and convex on the image side. A second lens, a third lens having a positive refractive power and a biconvex shape, a fourth lens having a negative refractive power, and a fifth lens having a positive or negative refractive power; It is also characterized by satisfying the following condition.

R11/f<6.0 ・・・(1)
但し、R11:前記第1レンズの物体側面の近軸曲率半径
f:前記光学系全系の焦点距離
である。
R11 / f <6.0 (1)
Where R11 is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the first lens.
f: Focal length of the entire optical system.

<本件発明に係る撮像装置>
本件発明に係る撮像装置は、上述に記載の光学系と、当該光学系が形成する光学像を受光して電気的画像信号に変換する撮像素子とを備えることを特徴とする。
<Imaging device according to the present invention>
An imaging apparatus according to the present invention includes the optical system described above, and an imaging device that receives an optical image formed by the optical system and converts the optical image into an electric image signal.

本発明によれば、最も物体側に配置されたレンズの小径化を実現しつつ、半画角45度以上の広角化も同時に実現し、Fnoも1.6程度の明るい光学系を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a bright optical system that realizes a wide angle of view with a half angle of view of 45 degrees or more while realizing a small diameter lens closest to the object side and a Fno of about 1.6. Can be.

本件発明の実施例1の光学系のレンズ構成例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a lens configuration example of an optical system according to a first embodiment of the present invention. 実施例1の光学系の無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。FIG. 4 is a diagram of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the optical system of Example 1 upon focusing on infinity. 本件発明の実施例2の光学系のレンズ構成例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a lens configuration example of an optical system according to a second embodiment of the present invention. 実施例2の光学系の無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。FIG. 10 is a diagram of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the optical system of Example 2 upon focusing on infinity. 本件発明の実施例3の光学系のレンズ構成例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a lens configuration example of an optical system according to a third embodiment of the present invention. 実施例3の光学系の無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。FIG. 10 is a diagram of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the optical system of Example 3 upon focusing on infinity. 本件発明の実施例4の光学系のレンズ構成例を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a lens configuration example of an optical system according to a fourth embodiment of the present invention. 実施例4の光学系の無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。FIG. 13 is a diagram of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the optical system of Example 4 upon focusing on infinity. 本件発明の実施例5の光学系のレンズ構成例を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a lens configuration example of an optical system according to a fifth embodiment of the present invention. 実施例5の光学系の無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。FIG. 19 is a diagram of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the optical system of Example 5 upon focusing on infinity. 本件発明の実施例6の光学系のレンズ構成例を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a lens configuration example of an optical system according to a sixth embodiment of the present invention. 実施例6の光学系の無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。FIG. 19 is a diagram of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the optical system of Example 6 upon focusing on infinity. 本件発明の実施例7の光学系のレンズ構成例を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a lens configuration example of an optical system according to Example 7 of the present invention. 実施例7の光学系の無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。FIG. 19 is a diagram of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the optical system of Example 7 upon focusing on infinity.

以下、本件発明に係る光学系及び撮像装置の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of an optical system and an imaging device according to the present invention will be described.

1.光学系
1−1.光学系の構成
本件発明に係る光学系は、「負の屈折力を有し、像側面が凹の第1レンズ」と、「像側に凸のメニスカス形状の第2レンズ」と、「正の屈折力を有する第3レンズ」と、「負の屈折力を有する第4レンズ」と、「正又は負の屈折力を有する第5レンズ」とから構成されることを基本とする。以下、この概念に含まれる2つの具体的構成が以下のようになる。まず、本件発明に係る光学系の構成について説明し、そこで必要となる条件式に関する内容は、後述するものとする。
1. Optical system 1-1. Configuration of Optical System The optical system according to the present invention includes a “first lens having a negative refractive power and a concave image side surface”, a “meniscus-shaped second lens convex to the image side”, and a “positive lens. It is basically composed of a “third lens having a refractive power”, a “fourth lens having a negative refractive power”, and a “fifth lens having a positive or negative refractive power”. Hereinafter, two specific configurations included in this concept are as follows. First, the configuration of the optical system according to the present invention will be described, and the contents related to the necessary conditional expressions will be described later.

本件発明に係る光学系は、物体側より順に、「負の屈折力を有し、像側面が凹の第1レンズ」と、「負の屈折力を有し、像側に凸のメニスカス形状の第2レンズ」と、「正の屈折力を有する第3レンズ」と、「負の屈折力を有する第4レンズ」と、「正又は負の屈折力を有する第5レンズ」とで構成されることを特徴とする(以下、「第1構成」と称する。)。   The optical system according to the present invention includes, in order from the object side, a “first lens having a negative refractive power and a concave image side surface” and a meniscus shape having a negative refractive power and convex on the image side. The second lens includes a third lens having a positive refractive power, a fourth lens having a negative refractive power, and a fifth lens having a positive or negative refractive power. (Hereinafter, referred to as “first configuration”).

また、本件発明に係る光学系として、物体側より順に、「負の屈折力を有し、像側面が凹の第1レンズ」と、「正又は負の屈折力を有し、像側に凸のメニスカス形状の第2レンズ」と、「正の屈折力を有し、両凸形状の第3レンズ」と、「負の屈折力を有する第4レンズ」と、「正又は負の屈折力を有する第5レンズ」とを有し、以下の条件式(1)を満たすことを特徴とするものを採用することも可能である(以下、「第2構成」と称する。)。   Further, as an optical system according to the present invention, in order from the object side, a “first lens having a negative refractive power and a concave image side surface” and a “first lens having a positive or negative refractive power and convex to the image side” are used. A second lens having a meniscus shape, a third lens having a positive refractive power and a biconvex shape, a fourth lens having a negative refractive power, and a Having a “fifth lens” and satisfying the following conditional expression (1) (hereinafter, referred to as “second configuration”).

以上に述べた本件発明に係る光学系は、最も物体側にある第1レンズのレンズ径を小径に維持しつつ、同時に広角化を図ろうとしたものである。このような場合、第1レンズG1の負の屈折力を高くせざるを得ないが、負の屈折力を高めるためには第1レンズの小径化が困難となってくる。そのため、第2レンズG2には像側面を凸形状のメニスカス形状を採用することで、本来第1レンズG1に必要となる負の屈折力の一部を第2レンズG2に分担させることで、期待どおりの広角化を可能にしたものである。その結果、最も物体側に配置されたレンズの小径化が可能で、監視用撮像装置等において撮像装置の存在を目立たなくする効果が発揮でき、しかも半画角45度以上の広角化が可能で、且つ、Fnoが1.6程度の明るい画像を得ることが可能になる。そして、暗い環境下での視認性を高めるためには、Fnoが2.0より明るいことが好ましい。なお、このレンズ構成を採用すると、第1レンズの像側面が凹であり、第2レンズが像側に凸のメニスカス形状を備えているため、第1レンズと第2レンズとの間には必然的に、両凸形状の空気レンズが形成される。以下において、各レンズ及び条件式について説明する。   The optical system according to the present invention described above aims at widening the angle while maintaining the lens diameter of the first lens closest to the object side to a small diameter. In such a case, it is necessary to increase the negative refractive power of the first lens G1, but it is difficult to reduce the diameter of the first lens in order to increase the negative refractive power. Therefore, by adopting a meniscus shape in which the image side surface is convex for the second lens G2, a part of the negative refracting power originally required for the first lens G1 is shared by the second lens G2, which is expected. This enables the wide angle as described above. As a result, it is possible to reduce the diameter of the lens disposed closest to the object side, to exert the effect of making the presence of the imaging device inconspicuous in a monitoring imaging device or the like, and to achieve a wide angle of view with a half angle of view of 45 degrees or more. In addition, a bright image having an Fno of about 1.6 can be obtained. In order to enhance visibility in a dark environment, it is preferable that Fno is brighter than 2.0. When this lens configuration is adopted, the first lens has a concave image side surface, and the second lens has a meniscus shape convex on the image side. Thus, a biconvex air lens is formed. Hereinafter, each lens and conditional expressions will be described.

(1)第1レンズ
第1レンズは、上述したとおり、負の屈折力を有し、像側面が凹のレンズであれば、その他の具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。ここで、第1レンズの像側面が凹面であるため、像側に凸のメニスカス形状を備える第2レンズとの間に必然的に形成される空気レンズは、第1レンズと第2レンズとの間に両凸形状の空気レンズを設けることにより、球面収差及び像面収差をより良好に補正することが可能になる。従って、当該光学系の光学性能をより良好にすることができるという観点から、第1レンズの像側面が凹面であることが好ましい。
(1) First Lens As described above, the first lens is not particularly limited as long as it has a negative refractive power and has a concave image side surface. Here, since the image side surface of the first lens is concave, the air lens inevitably formed between the first lens and the second lens having a meniscus shape convex on the image side is formed by the first lens and the second lens. By providing a biconvex air lens between them, it becomes possible to correct spherical aberration and image plane aberration better. Therefore, from the viewpoint that the optical performance of the optical system can be further improved, the image side surface of the first lens is preferably concave.

(2)第2レンズ
上述の第1構成における第2レンズは、負の屈折力を有し、像側に凸のメニスカス形状を備えるものであり、当該メニスカス形状を備える限り、その他の具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。そして、第2レンズが、この形状を備えることにより、前記第1レンズと第2レンズとの間に必然的に両凸形状の空気レンズが形成される。このとき条件式(1)を満足すれば、広角化及び第1レンズの一層の小径化を図ることがより容易になる。
(2) Second Lens The second lens in the above-described first configuration has a negative refractive power and has a meniscus shape that is convex on the image side. The lens configuration is not particularly limited. When the second lens has this shape, a biconvex air lens is inevitably formed between the first lens and the second lens. At this time, if conditional expression (1) is satisfied, it becomes easier to increase the angle of view and further reduce the diameter of the first lens.

そして、上述の第2構成における第2レンズは、後述する条件式(1)を満たすことを前提に、正又は負の屈折力を有し、像側に凸のメニスカス形状を備えるものを用いることができる。この第2構成において、第2レンズが負の屈折力を有する場合、上記第1構成と同様の作用効果を得ることができる。第2レンズが正の屈折力を有する場合、第1レンズの負の屈折力を第2レンズに分担させることが困難になる。しかしながら、第1レンズに小径化が可能な範囲で可能な限り強い負の屈折力を有するレンズを第1レンズとして用い、正の屈折力を有する第3レンズの形状を両凸形状とし、条件式(1)を満たすことにより、第2レンズの屈折力を正とした場合も、本件発明の効果を得ることができる。   As the second lens in the above-described second configuration, a lens having a positive or negative refractive power and a convex meniscus shape on the image side is used on condition that the following conditional expression (1) is satisfied. Can be. In the second configuration, when the second lens has a negative refractive power, the same function and effect as the first configuration can be obtained. When the second lens has a positive refractive power, it becomes difficult to share the negative refractive power of the first lens to the second lens. However, as the first lens, a lens having a negative refractive power as strong as possible within a range in which the diameter can be reduced is used as the first lens, and the third lens having a positive refractive power has a biconvex shape. By satisfying (1), the effect of the present invention can be obtained even when the refractive power of the second lens is positive.

以上に述べた第2レンズは、より良好な光学性能を確保する上で、当該第2レンズの物体側面及び像側面のうち、少なくともいずれか一面が非球面であることが好ましい。第2レンズが非球面を備えることでコマ収差、像面湾曲を良好に補正できるからである。   In order to ensure better optical performance, at least one of the object side surface and the image side surface of the second lens described above is preferably an aspheric surface. This is because coma aberration and field curvature can be favorably corrected by providing the second lens with an aspheric surface.

(3)第3レンズ
第3レンズは、正の屈折力を有する限り、その他の具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。当該第3レンズとしては、両面が凸面の両凸レンズを用いることが好ましい。両面が凸面とした第3レンズは、正の屈折力を物体側面と像側面とに分散でき、後述する条件式(1)を満たすことが容易となると同時に、偏心によるコマ収差の劣化を抑制でき、良好な光学性能の確保が容易になる。
(3) Third Lens Other specific lens configurations of the third lens are not particularly limited as long as they have a positive refractive power. As the third lens, it is preferable to use a biconvex lens having both convex surfaces. The third lens having both convex surfaces can disperse a positive refractive power to the object side surface and the image side surface, and can easily satisfy conditional expression (1) described later, and can suppress deterioration of coma due to eccentricity. It is easy to secure good optical performance.

また、第3レンズの物体側面及び像側面のうち、少なくともいずれか一面を非球面とすることが好ましい。第3レンズの少なくとも一面を非球面とすることにより、球面収差を良好に補正することができ、より良好な光学性能を得ることができるからである。   It is preferable that at least one of the object side surface and the image side surface of the third lens is an aspheric surface. This is because, by making at least one surface of the third lens aspherical, spherical aberration can be satisfactorily corrected, and better optical performance can be obtained.

(4)第4レンズ及び第5レンズ
第4レンズは、上述したとおり、負の屈折力を有する限り、その他の具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。ところが、この第4レンズは、物体側に凸のメニスカス形状であることが好ましい。像面湾曲を良好に補正し、良好な光学性能が確保できるからである。
(4) Fourth Lens and Fifth Lens As described above, other specific lens configurations of the fourth lens are not particularly limited as long as they have negative refractive power. However, it is preferable that the fourth lens has a meniscus shape convex on the object side. This is because the field curvature can be corrected well and good optical performance can be secured.

第5レンズは、正又は負の屈折力を有する限り、その他の具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。第5レンズの屈折力として、正又は負の屈折力のいずれを選択するかは、第1レンズから第4レンズまでの屈折力を受けた光束の収差等を考慮し、後述する条件式を満たすよう任意に選択可能である。しかし、より安定した光学性能を確保するためには、第5レンズは正の屈折力を備える構成とすることが好ましい。そして、この第5レンズも、第4レンズと同様に、物体側に凸のメニスカス形状であることが好ましい。像面湾曲を良好に補正し、良好な光学性能が確保できるからである。   Other specific lens configurations of the fifth lens are not particularly limited as long as they have positive or negative refractive power. Whether the positive or negative refracting power is selected as the refracting power of the fifth lens is determined in consideration of the aberration of the light beam having the refracting power from the first lens to the fourth lens, and satisfies a conditional expression described later. Can be arbitrarily selected. However, in order to ensure more stable optical performance, it is preferable that the fifth lens be configured to have a positive refractive power. Also, like the fourth lens, it is preferable that the fifth lens has a meniscus shape that is convex toward the object side. This is because the field curvature can be corrected well and good optical performance can be secured.

また、以上に述べた第4レンズと第5レンズとを接合し、接合レンズとして用いることも好ましい。光学系を製造するときのレンズの配列調整が容易になり、偏芯敏感度を低くすることができる。接合レンズとして用いない場合の屈折力に比べ、接合レンズとすることで、より強い合成屈折力を得られ、本件発明に係る光学系の光学性能の向上に寄与できるからである。   It is also preferable that the fourth lens and the fifth lens described above are cemented and used as a cemented lens. Adjustment of the lens arrangement when manufacturing the optical system is facilitated, and the sensitivity to eccentricity can be reduced. This is because, by using a cemented lens, a stronger combined refractive power can be obtained as compared with the refractive power when not used as a cemented lens, which can contribute to the improvement of the optical performance of the optical system according to the present invention.

(5)レンズ硝材
本件発明に係る光学系を構成する第1レンズから第5レンズはいずれもガラスレンズであることが好ましい。プラスチックと比較して、熱的安定性が高く、温度変動に伴う膨張・収縮が小さい。そのため、全てのレンズをガラスレンズとすることで、使用環境温度が変化しても焦点位置の変動を良好に抑制することができる。
(5) Lens Glass Material It is preferable that all of the first to fifth lenses constituting the optical system according to the present invention are glass lenses. Compared with plastic, it has higher thermal stability and less expansion and contraction due to temperature fluctuation. Therefore, by using glass lenses for all lenses, it is possible to satisfactorily suppress the change in the focal position even when the use environment temperature changes.

(6)絞り
本件発明に係る光学系において、絞り(開口絞り)の配置場所は、特に限定されるものではない。例えば、第2レンズと第3レンズとの間、第3レンズと第4レンズとの間等に配置できる。しかし、絞りを光学系の像面よりに配置する程、像面に対する結像光の入射角度が大きくなり、撮像素子に配置されるフォトダイオードに適切に入射することが困難となる。その結果、適正露出の確保が困難となるため、感度ムラ(シェーディングムラ)や周辺の色付きが発生してしまい好ましくない。よって、第2レンズと第3レンズとの間に絞りを配置することが好ましい。
(6) Stop In the optical system according to the present invention, the position of the stop (aperture stop) is not particularly limited. For example, it can be arranged between the second lens and the third lens, between the third lens and the fourth lens, and the like. However, the closer the stop is to the image plane of the optical system, the greater the angle of incidence of the imaging light with respect to the image plane, and the more difficult it is to appropriately enter the photodiode arranged in the image sensor. As a result, it is difficult to secure an appropriate exposure, and therefore, sensitivity unevenness (shading unevenness) and peripheral coloring are generated, which is not preferable. Therefore, it is preferable to dispose an aperture between the second lens and the third lens.

1−2.条件式
次に、本件発明に係る光学系が満足すべき条件、又は、満足することが好ましい条件について説明する。
1-2. Next, conditions that the optical system according to the present invention should satisfy, or conditions that it is preferable to satisfy, will be described.

1−2−1.条件式(1)
本件発明に係る光学系において、物体側より順に、「負の屈折力を有し、像側面が凹の第1レンズ」と、「正又は負の屈折力を有し、像側に凸のメニスカス形状の第2レンズ」と、「正の屈折力を有し、両凸形状の第3レンズ」と、「負の屈折力を有する第4レンズ」と、「正又は負の屈折力を有する第5レンズ」とを有する場合には、以下の条件式(1)を満たすことが求められる。
1-2-1. Conditional expression (1)
In the optical system according to the present invention, in order from the object side, "a first lens having a negative refractive power and a concave image side surface" and "a meniscus having a positive or negative refractive power and convex on the image side." A second lens having a positive refractive power, a third lens having a positive refractive power and a biconvex shape, a fourth lens having a negative refractive power, and a fourth lens having a positive or negative refractive power. When “5 lenses” are satisfied, the following conditional expression (1) is required to be satisfied.

R11/f<6.0 ・・・(1)
但し、R11:前記第1レンズの物体側面の近軸曲率半径である。
f:前記光学系全系の焦点距離である。
R11 / f <6.0 (1)
Here, R11 is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the first lens.
f: Focal length of the entire optical system.

上記条件式(1)は、当該光学系全体の焦点距離fに対する第1レンズの物体側面の近軸曲率半径R11の比を規定した式である。条件式(1)の数値範囲は、以下の理由から規定した。当該条件式(1)のR11/fの値が、6.0以上になると、第1レンズの物体側面の近軸曲率半径R11が大きくなることを意味する。このような場合、第1レンズの像側面の近軸曲率半径が小さくなり、像面において反射した光が第1レンズの像側面に入射すると、その反射光が像面に再入射し易くなり、ゴースト像が生じるおそれが高くなる。そこで、良好な光学性能を確保する観点から、条件式(1)の範囲を規定した。   The conditional expression (1) defines the ratio of the paraxial radius of curvature R11 of the object side surface of the first lens to the focal length f of the entire optical system. The numerical range of conditional expression (1) is defined for the following reasons. When the value of R11 / f in the conditional expression (1) is 6.0 or more, it means that the paraxial radius of curvature R11 of the object side surface of the first lens increases. In such a case, the paraxial radius of curvature of the image side surface of the first lens becomes small, and when the light reflected on the image surface enters the image side surface of the first lens, the reflected light is likely to re-enter the image surface, Ghost images are more likely to occur. Therefore, from the viewpoint of ensuring good optical performance, the range of the conditional expression (1) is defined.

そして、上述の条件式(1)において、上限値のみを規定しているが、当業者感覚でみれば下限値を規定する必要は無いと考える。しかしながら、下限値を定めるとすれば、経験的に3である。R11/fの値が、3未満になると、第1レンズの物体側面の近軸曲率半径R11が過剰に小さくなり、上述のゴースト像の結像を回避することは可能になるが、像面湾曲が大きくなり、結像性能確保が困難になる。このことから、より好ましくは、3<R11/f<6である。   In the above conditional expression (1), only the upper limit is defined, but it is considered unnecessary to define the lower limit from the viewpoint of those skilled in the art. However, if the lower limit is determined, it is empirically 3. When the value of R11 / f is less than 3, the paraxial radius of curvature R11 on the object side surface of the first lens becomes excessively small, and it is possible to avoid the above-described ghost image formation. And it becomes difficult to secure the imaging performance. For this reason, it is more preferable that 3 <R11 / f <6.

さらに、像面湾曲を小さくし、ゴースト像の結像を回避確実にするためには、条件式(1)の下限は3.5であることが好ましく、4.0であることがさらに好ましい。条件式(1)の上限は、5.8であることが好ましく、5.7であることがさらに好ましい。   Furthermore, in order to reduce the curvature of field and to avoid formation of a ghost image, it is preferable that the lower limit of conditional expression (1) is 3.5, more preferably 4.0. The upper limit of conditional expression (1) is preferably 5.8, more preferably 5.7.

1−2−2.条件式(2)
以下に示す条件式(2)は、本件発明に係る光学系において、当該光学系全系の半画角wを規定したものである。
1-2-2. Conditional expression (2)
The following conditional expression (2) defines the half angle of view w of the entire optical system in the optical system according to the present invention.

45°<w<90° ・・・(2)
但し、w:前記光学系全系の半画角である。
45 ° <w <90 ° (2)
Here, w is a half angle of view of the entire optical system.

このように光学系全系の半画角を規定したのは、本件発明に係る光学系において、ある程度の広角レンズを用いることを想定したときに、像面の中心付近で発生する面反射ゴーストの発生を回避するためである。前記光学系全系の半画角wが45°以下であると本件発明の45°以上の広角化を行うという趣旨が没却するため好ましくない。一方、前記光学系全系の半画角は90°未満としているのは、通常使用される広角レンズの場合、90°以上の半画角を確保することは困難である。以上のような理由で、光学系全系の半画角wの範囲を定めている。   The reason why the half angle of view of the entire optical system is defined in this way is that the optical system according to the present invention uses surface reflection ghost generated near the center of the image plane when a certain wide-angle lens is used. This is to avoid occurrence. If the half angle of view w of the entire optical system is 45 ° or less, the effect of widening the angle of view to 45 ° or more in the present invention is undesirably lost. On the other hand, the reason why the half angle of view of the entire optical system is less than 90 ° is that it is difficult to secure a half angle of view of 90 ° or more in a commonly used wide-angle lens. For the reasons described above, the range of the half angle of view w of the entire optical system is determined.

そして、条件式(2)における半画角wの範囲は、像面の中心付近で発生する面反射ゴーストの発生を、より確実に回避し、広角化を確実に達成するためには、条件式(2)の下限は、50°であることが好ましく、55°であることがより好ましい。条件式(2)の上限は80°であることが好ましく、75°であることがより好ましく、70°であることがより好ましい。   The range of the half angle of view w in the conditional expression (2) is set so that the occurrence of the surface reflection ghost occurring near the center of the image plane can be more reliably avoided and the wide angle can be reliably achieved. The lower limit of (2) is preferably 50 °, more preferably 55 °. The upper limit of conditional expression (2) is preferably 80 °, more preferably 75 °, and even more preferably 70 °.

1−2−3.条件式(3)及び条件式(4)
本件発明に係る光学系は、以下に記載する条件式(3)及び条件式(4)を同時に満たすことが好ましい。
1-2-3. Conditional expression (3) and conditional expression (4)
It is preferable that the optical system according to the present invention satisfies the following conditional expressions (3) and (4) simultaneously.

条件式(3): 条件式(3)は、以下のとおりである。
1.0<|f1/f|<3.0 ・・・(3)
但し、f1:前記第1レンズの焦点距離である。
f:前記光学系全系の焦点距離である。
Conditional expression (3): Conditional expression (3) is as follows.
1.0 <| f1 / f | <3.0 (3)
Here, f1: the focal length of the first lens.
f: Focal length of the entire optical system.

この条件式(3)は、前記光学系全系の焦点距離fと、前記第1レンズの焦点距離f1との比を規定した式である。条件式(3)が3.0以上になると第1レンズの負の屈折力が弱くなることを意味し、最も物体側に配置される第1レンズの小径化の実現が困難になる。一方、条件式(3)が1.0以下になるように第1レンズの負の屈折力を強めると、像面湾曲の補正が困難となり性能劣化に繋がるため好ましくない。よって、条件式(3)を上述のように規定した。   This conditional expression (3) is an expression that defines the ratio between the focal length f of the entire optical system and the focal length f1 of the first lens. When conditional expression (3) is 3.0 or more, it means that the negative refractive power of the first lens is weak, and it is difficult to reduce the diameter of the first lens closest to the object. On the other hand, if the negative refracting power of the first lens is increased so that the conditional expression (3) becomes 1.0 or less, it is difficult to correct the curvature of field, which leads to deterioration of performance, which is not preferable. Therefore, conditional expression (3) is defined as described above.

そして、最も物体側に配置される第1レンズの小径化を確実なものとし、像面湾曲の補正が確実な範囲として、条件式(3)の上限値は、2.5であることが好ましく、2.3であることが好ましく、2.2であることがより好ましい。条件式(3)の下限値は、1.2であることが好ましく、1.3であることが好ましく、1.5であることがより好ましい。   It is preferable that the diameter of the first lens disposed closest to the object side is surely reduced, and the upper limit value of conditional expression (3) is 2.5 as a range in which correction of field curvature is sure. , 2.3 and more preferably 2.2. The lower limit of conditional expression (3) is preferably 1.2, more preferably 1.3, and more preferably 1.5.

条件式(4): 条件式(4)は、以下のとおりである。
0.01<d1−2/f<1.5 ・・・(4)
但し、 f:前記光学系全系の焦点距離である。
1−2:前記第1レンズと前記第2レンズとの光軸上の空気間隔である。
Conditional expression (4): Conditional expression (4) is as follows.
0.01 <d 1-2 /f<1.5 ··· (4 )
Where f is the focal length of the entire optical system.
d 1-2 : Air interval on the optical axis between the first lens and the second lens.

この条件式(4)は、前記第1レンズと前記第2レンズとの光軸上の空気間隔d1−2と、前記第1レンズの焦点距離f1との比を規定しており、本件発明に係る光学系全体の焦点距離に対する第1レンズと第2レンズとの光軸上の間隔を規定した式である。ここでいう第1レンズと第2レンズとの光軸上の間隔とは、第1レンズと第2レンズとの間に形成される空気レンズの面間隔を意味する。条件式(4)を満足することにより、第1レンズと第2レンズとの間に形成される空気レンズにより諸収差を良好に補正でき、良好な光学性能を有する光学系を得ることができる。また、当該条件式(4)を満足することにより、当該空気レンズの面間隔が適切な範囲内となり、当該光学系をコンパクトに構成できる。条件式(4)のd1−2/fが0.01以下になると、第1レンズと第2レンズとの間に形成される空気レンズによる収差補正効果を得ることが困難になる。この場合、特に、像面湾曲を補正することが困難になり、良好な光学性能が得られなくなる。一方、条件式(4)のd1−2/fが1.5以上になると、当該空気レンズの面間隔が大きくなりすぎるため、当該光学系の全長が長くなり、当該光学系の小型化が困難になる。よって、条件式(4)を上述のように規定した。 The conditional expression (4) includes an air gap d 1-2 on the optical axis between the first lens and the second lens, and defines a ratio between the focal length f1 of the first lens, the present inventors Is a formula that defines the distance on the optical axis between the first lens and the second lens with respect to the focal length of the entire optical system according to the above. Here, the interval on the optical axis between the first lens and the second lens means the surface interval of the air lens formed between the first lens and the second lens. By satisfying conditional expression (4), various aberrations can be satisfactorily corrected by the air lens formed between the first lens and the second lens, and an optical system having good optical performance can be obtained. Further, by satisfying the conditional expression (4), the surface distance of the air lens falls within an appropriate range, and the optical system can be made compact. If d 1-2 / f in conditional expression (4) is 0.01 or less, it becomes difficult to obtain the aberration correction effect of the air lens formed between the first lens and the second lens. In this case, it is particularly difficult to correct the curvature of field, and good optical performance cannot be obtained. On the other hand, when d 1-2 / f in conditional expression (4) is 1.5 or more, the surface distance of the air lens becomes too large, so that the entire length of the optical system becomes longer, and the size of the optical system becomes smaller. It becomes difficult. Therefore, the conditional expression (4) is defined as described above.

そして、当該空気レンズの面間隔を、より適切な範囲内とし、当該光学系をコンパクトに構成することができる確実な範囲として、条件式(4)の上限は、1.2であることが好ましく、1.0であることがより好ましい。条件式(4)の下限は0.2であることが好ましく、0.5であることがより好ましい。   The upper limit of conditional expression (4) is preferably set to 1.2 so that the surface interval of the air lens is set to a more appropriate range and the optical system can be compactly configured. , 1.0 is more preferable. The lower limit of conditional expression (4) is preferably 0.2, and more preferably 0.5.

1−2−4.条件式(5)
条件式(5)は、第2レンズの焦点距離と、第1レンズの焦点距離との比を規定する式である。以下に示す条件式(5)を満足することにより、本件発明に係る光学系において、より良好な光学性能を得ることができると共に、当該光学系の一層の小型化を図ることが容易になる。
1-2-4. Conditional expression (5)
Conditional expression (5) is an expression that defines the ratio between the focal length of the second lens and the focal length of the first lens. By satisfying the following conditional expression (5), better optical performance can be obtained in the optical system according to the present invention, and further downsizing of the optical system can be easily achieved.

5<f2/f1<100 ・・・(5)
但し、f1:前記第1レンズの焦点距離である。
f2:前記第2レンズの焦点距離である。
5 <f2 / f1 <100 (5)
Here, f1: the focal length of the first lens.
f2: a focal length of the second lens.

条件式(5)において、f2/f1の値が100以上となる場合とは、第1レンズの負の屈折力が過剰に強くなった場合と、第2レンズの負の屈折力が過剰に弱くなった場合とが想定できる。前者の場合には、明るい画像を得ることができず、良好な光学性能を得ることが困難になり好ましくない。そして、後者の場合には、第1レンズと第2レンズとの間に想定する負の屈折力の分散効果が弱くなり、広画角という性能を確保しようとすると、第1レンズのレンズ径を小径化できなくなり好ましくない。一方、f2/f1の値が5以下となる場合とは、第1レンズの負の屈折力が過剰に弱くなった場合と、第2レンズの負の屈折力が過剰に強くなった場合とが想定できる。前者の場合には、広画角という性能を確保しようとすると、第1レンズのレンズ径の小径化ができなくなり好ましくない。そして、後者の場合には、明るい画像を得ることができず、良好な光学性能を得ることが困難になり好ましくない。よって、条件式(5)を上述のように規定した。   In the conditional expression (5), the case where the value of f2 / f1 is 100 or more means that the negative refractive power of the first lens is excessively strong and that the negative refractive power of the second lens is excessively weak. Can be assumed. In the former case, a bright image cannot be obtained, and it is difficult to obtain good optical performance, which is not preferable. In the latter case, the dispersion effect of the negative refractive power assumed between the first lens and the second lens is weakened. In order to ensure the performance of a wide angle of view, the lens diameter of the first lens is reduced. It is not preferable because the diameter cannot be reduced. On the other hand, the case where the value of f2 / f1 is 5 or less is defined as the case where the negative refractive power of the first lens is excessively weak and the case where the negative refractive power of the second lens is excessively strong. Can be assumed. In the former case, if the performance of a wide angle of view is to be ensured, it is not preferable because the lens diameter of the first lens cannot be reduced. In the latter case, a bright image cannot be obtained, and it is difficult to obtain good optical performance, which is not preferable. Therefore, conditional expression (5) is defined as described above.

そして、第1レンズの負の屈折力と第2レンズの負の屈折力とが、良好なバランスの範囲にあり、安定的に、より明るい画像を得ることができる範囲として、条件式(5)の上限値は、50であることが好ましく、35であることがより好ましい。条件式(5)の下限値は10であることが好ましく、15であることがより好ましい。   The negative refracting power of the first lens and the negative refracting power of the second lens are in a well-balanced range, and are defined as a range in which a brighter image can be stably obtained. Is preferably 50, and more preferably 35. The lower limit value of conditional expression (5) is preferably 10 and more preferably 15.

1−2−5.条件式(6)、条件式(7)、条件式(8)
本件発明に係る光学系は、以下に記載する条件式(6)、条件式(7)及び条件式(8)を同時に満たすことが好ましい。
1-2-5. Conditional expression (6), conditional expression (7), conditional expression (8)
It is preferable that the optical system according to the present invention satisfies the following conditional expressions (6), (7) and (8) at the same time.

条件式(6): 条件式(6)は、当該光学系全体の焦点距離と、第3レンズの焦点距離との比を規定した式である。条件式(6)を満足することにより、第3レンズの正の屈折力が適正な範囲内となり、より良好な光学性能を得ることができる。また、当該光学系の一層の小型化を図ることが容易になる。条件式(6)は、以下のとおりである。 Conditional expression (6): Conditional expression (6) is an expression defining the ratio of the focal length of the entire optical system to the focal length of the third lens. By satisfying conditional expression (6), the positive refracting power of the third lens falls within an appropriate range, and better optical performance can be obtained. Further, it is easy to further reduce the size of the optical system. Conditional expression (6) is as follows.

1.0<f3/f<3.0 ・・・(6)
但し、f3:前記第3レンズの焦点距離である。
f:前記光学系全系の焦点距離である。
1.0 <f3 / f <3.0 (6)
Here, f3 is a focal length of the third lens.
f: Focal length of the entire optical system.

条件式(6)のf3/fの値が1.0以下になると、第3レンズの屈折力が強くなりすぎる。この場合、コマ収差や像面湾曲の補正が困難となり、良好な光学性能を確保することが困難となる。さらに、偏心敏感度が高くなるため、レンズの組付を精度よく行う必要があり、生産性が低下する。一方、条件式(6)のf3/fの値が3.0以上になると、第3レンズにおける入射光束の収斂効果が弱くなり、当該光学系の全長が長くなる。このため、当該光学系の小型化を図る上で好ましくない。よって、条件式(6)を上述のように規定した。   If the value of f3 / f in conditional expression (6) is 1.0 or less, the refractive power of the third lens becomes too strong. In this case, it is difficult to correct coma aberration and curvature of field, and it is difficult to ensure good optical performance. Further, since the sensitivity to eccentricity increases, it is necessary to assemble the lens with high accuracy, and the productivity is reduced. On the other hand, when the value of f3 / f in conditional expression (6) is 3.0 or more, the convergence effect of the incident light beam on the third lens is weakened, and the overall length of the optical system is increased. For this reason, it is not preferable in reducing the size of the optical system. Therefore, conditional expression (6) is defined as described above.

そして、第3レンズの屈折力をより適切なものとし、より良好な光学性能を確保し、確実に生産性に悪影響を与えない偏心敏感度の範囲とするためには、条件式(6)の上限は、2.7であることが好ましく、2.5であることが好ましく、2.3であることがより好ましく、2.0であることがより好ましい。条件式(6)の下限値は、1.2であることが好ましく、1.3であることがより好ましい。   In order to make the refractive power of the third lens more appropriate, to ensure better optical performance, and to ensure a range of eccentric sensitivity that does not adversely affect productivity, conditional expression (6) must be satisfied. The upper limit is preferably 2.7, more preferably 2.5, more preferably 2.3, and even more preferably 2.0. The lower limit value of conditional expression (6) is preferably 1.2, and more preferably 1.3.

条件式(7): 条件式(7)は、第3レンズのd線に対するアッベ数を規定する式である。条件式(7)を満足することにより、本件発明に係る光学系が良好な光学性能を得ることが容易になる。また、当該条件式(7)を満足する硝材は、屈折率の温度係数が負であることが多い。屈折率の温度係数が負の硝材を用いて第3レンズを構成すれば、雰囲気温度の変化に伴う当該光学系の合焦位置の変動を抑制することが可能になる。そのため、当該光学系を屋外等で使用されることの多い上記据付設置型の撮像装置の光学系としてより好適なものとすることができる。なお、この点については後述する。条件式(7)は、以下のとおりである。 Conditional expression (7): Conditional expression (7) is an expression defining the Abbe number of the third lens with respect to the d-line. By satisfying conditional expression (7), it becomes easy for the optical system according to the present invention to obtain good optical performance. Further, a glass material satisfying the conditional expression (7) often has a negative temperature coefficient of refractive index. If the third lens is formed using a glass material having a negative temperature coefficient of refractive index, it is possible to suppress a change in the focusing position of the optical system due to a change in the ambient temperature. Therefore, it is possible to make the optical system more suitable as an optical system of the installation type imaging device which is often used outdoors or the like. This will be described later. Conditional expression (7) is as follows.

νd3>40.0 ・・・(7)
νd3:前記第3レンズのd線(587.56nm)に対するアッベ数である。
νd3> 40.0 (7)
νd3: Abbe number of the third lens with respect to d-line (587.56 nm).

この条件式(7)の数値が40.0以下になると、軸上色収差及び倍率色収差が悪化し、本件発明に係る光学系の光学性能が低下するため好ましくない。また、条件式(7)の数値が40.0以下の硝材は、屈折率の温度係数が正の硝材が多く、上述した雰囲気温度の変化に伴う当該光学系の合焦位置の変動を抑制することが困難になる。よって、条件式(7)を上述のように規定した。   If the numerical value of the conditional expression (7) is 40.0 or less, the axial chromatic aberration and the chromatic aberration of magnification deteriorate, and the optical performance of the optical system according to the present invention is undesirably reduced. In addition, many glass materials having a numerical value of conditional expression (7) of 40.0 or less have a positive temperature coefficient of refractive index, and suppress the above-described change in the focus position of the optical system due to the change in the ambient temperature. It becomes difficult. Therefore, conditional expression (7) is defined as described above.

そして、上述の条件式(7)において、下限値のみを規定しているが、当業者感覚でみれば上限値を規定する必要は無いと考える。しかしながら、上限値を定めるとすれば、経験的に90.0である。   In the conditional expression (7), only the lower limit is specified, but it is considered unnecessary to specify the upper limit from the viewpoint of those skilled in the art. However, if an upper limit value is determined, it is empirically 90.0.

そして、軸上色収差及び倍率色収差の劣化を抑制し、より良好な光学性能を確実に確保するという観点から、より好ましくは40.0<νd3<90.0、さらに好ましくは60.0<νd3<90.0である。   Then, from the viewpoint of suppressing deterioration of longitudinal chromatic aberration and lateral chromatic aberration and ensuring better optical performance, more preferably 40.0 <νd3 <90.0, and still more preferably 60.0 <νd3 <. 90.0.

条件式(8): 条件式(8)は、第3レンズの20℃環境下、d線(587.56nm)における相対屈折率温度係数(1×10−6/K)を規定する式である。レンズは、環境温度の変化によって膨張・収縮する。この結果、レンズの屈折率変化が生じ、光学系における焦点距離が変動し、解像度の低下が起きやすくなる。したがって、本件発明に係る光学系において、低温から高温までの幅広い環境温度の中で高い解像度を維持するため、高温環境及び低温環境におけるレンズの屈折率変化に最も影響を与えると考える第3レンズを対象として条件式(8)を規定した。条件式(8)は、以下のとおりである。 Conditional expression (8): Conditional expression (8) defines the relative refractive index temperature coefficient (1 × 10 −6 / K) at the d-line (587.56 nm) under a 20 ° C. environment of the third lens. . The lens expands and contracts due to a change in environmental temperature. As a result, the refractive index of the lens changes, the focal length in the optical system fluctuates, and the resolution tends to decrease. Therefore, in the optical system according to the present invention, in order to maintain high resolution in a wide range of environmental temperatures from low to high temperatures, the third lens which is considered to have the greatest influence on the refractive index change of the lens in high and low temperature environments is used. Conditional expression (8) is defined as an object. Conditional expression (8) is as follows.

dn3/dT<6.0×10−6/K ・・・(8)
dn3/dT:前記第3レンズの20℃環境下、d線(587.56nm)における 相対屈折率温度係数(1×10−6/K)である。
dn3 / dT <6.0 × 10 −6 / K (8)
dn3 / dT: a relative refractive index temperature coefficient (1 × 10 −6 / K) at a d-line (587.56 nm) under a 20 ° C. environment of the third lens.

この条件式(8)のdn3/dTの値が6.0×10−6/K以上になると、最も絞りに近い位置に配される正レンズである第3レンズを構成する材料のd線に対する温度による相対屈折率変化が小さくなり過ぎたときに、高温環境及び低温環境下での焦点距離の変動が大きくなるというように温特性能が劣化し、画像解像度が低下してしまうため好ましくない。よって、条件式(8)を上述のように規定した。なお、温度による相対屈折率変化は、レンズ材料と同温度の空気中における屈折率の温度変化とで定義される。以下、同様である。 When the value of dn3 / dT in conditional expression (8) is equal to or greater than 6.0 × 10 −6 / K, the d-line of the material forming the third lens, which is the positive lens closest to the stop, is located. When the relative refractive index change due to the temperature becomes too small, the temperature characteristic is deteriorated such that the focal length changes in a high-temperature environment and a low-temperature environment, and the image resolution is undesirably reduced. Therefore, conditional expression (8) is defined as described above. The relative refractive index change due to temperature is defined as the temperature change of the refractive index in air at the same temperature as the lens material. Hereinafter, the same applies.

そして、上述の条件式(8)において、上限値のみを規定しているが、当業者感覚でみれば下限値を規定する必要は無いと考える。しかしながら、下限値を定めるとすれば、経験的に−8.0×10−6/Kである。そして、軸上色収差及び倍率色収差の劣化を抑制し、より良好な光学性能を確実に確保するという観点から、より好ましくはdn3/dT<0.0、さらに好ましくは−6.0×10−6/K<(dn3/dT)<0.0である。 In the conditional expression (8), only the upper limit is defined, but it is considered unnecessary to define the lower limit from the viewpoint of those skilled in the art. However, if the lower limit is determined, it is empirically −8.0 × 10 −6 / K. Then, from the viewpoint of suppressing deterioration of longitudinal chromatic aberration and lateral chromatic aberration and ensuring better optical performance, more preferably dn3 / dT <0.0, and still more preferably −6.0 × 10 −6. /K<(dn3/dT)<0.0.

1−2−6.条件式(9)
条件式(9)は、「第3レンズの20℃環境下、d線(587.56nm)における相対屈折率温度係数(1×10−6/K)」と、「第2レンズの20℃環境下、d線(587.56nm)における相対屈折率温度係数(1×10−6/K)」との比を規定した式である。本件出願に係る光学系の場合、最も絞りに近い位置の正レンズとして第3レンズを配し、最も絞りに近い位置の負レンズとして第2レンズを配している。この条件式(9)を満たすことにより、高温雰囲気又は低温雰囲気であっても、より高い解像度を得ることができる。条件式(9)は、以下のとおりである。
1-2-6. Conditional expression (9)
Conditional expression (9) is defined as “the relative refractive index temperature coefficient (1 × 10 −6 / K) at the d-line (587.56 nm) under the 20 ° C. environment of the third lens” and “the 20 ° C. environment of the second lens. Below, it is an equation that defines the ratio to the relative refractive index temperature coefficient (1 × 10 −6 / K) at the d-line (587.56 nm). In the case of the optical system according to the present application, a third lens is provided as a positive lens closest to the stop, and a second lens is provided as a negative lens closest to the stop. By satisfying conditional expression (9), higher resolution can be obtained even in a high-temperature atmosphere or a low-temperature atmosphere. Conditional expression (9) is as follows.

−5.0<(dn3/dT)/(dn2/dT)<20.0 ・・・(9)
但し、dn3/dT:前記第3レンズの20℃環境下、d線(587.56nm)にお ける相対屈折率温度係数(1×10−6/K)である。
dn2/dT:前記第2レンズの20℃環境下、d線(587.56nm)にお ける相対屈折率温度係数(1×10−6/K)である。
−5.0 <(dn3 / dT) / (dn2 / dT) <20.0 (9)
Here, dn3 / dT is a relative refractive index temperature coefficient (1 × 10 −6 / K) at d-line (587.56 nm) in a 20 ° C. environment of the third lens.
dn2 / dT: a relative refractive index temperature coefficient (1 × 10 −6 / K) at d-line (587.56 nm) under a 20 ° C. environment of the second lens.

この条件式(9)の(dn3/dT)/(dn2/dT)の値は、dn3/dT、dn2/dTのそれぞれの値は、条件式(9)の範囲を満たす限り、正の数値でも負の数値でも構わない。ところが、本件発明の光学系においては、第2レンズが負の屈折力を有し、第3レンズが正の屈折力を有し、それぞれの相対屈折率温度係数が正と負とで異なると、温度特性が劣化する傾向がある。一方、上述の条件式(8)より正の屈折力を有する第3レンズの相対屈折率温度係数(dn3/dT)が負の値を備えている。このような場合、第2レンズの相対屈折率温度係数(dn3/dT)も負の値であることが、温度特性の変動を抑制するためには、より好ましい。一方、条件式(9)の値が、20.0以上になると、前記第3レンズの相対屈折率温度係数と前記第2レンズの相対屈折率温度係数との差が大きくなりすぎると、温度特性が劣化するため好ましくない。よって、条件式(9)を上述のように規定した。   As for the value of (dn3 / dT) / (dn2 / dT) in the conditional expression (9), each value of dn3 / dT and dn2 / dT is a positive value as long as the value satisfies the range of the conditional expression (9). It can be a negative number. However, in the optical system of the present invention, when the second lens has a negative refractive power, the third lens has a positive refractive power, and the relative refractive index temperature coefficients are different between positive and negative, Temperature characteristics tend to deteriorate. On the other hand, the temperature coefficient of relative refractive index (dn3 / dT) of the third lens having a positive refractive power has a negative value according to the conditional expression (8). In such a case, it is more preferable that the relative refractive index temperature coefficient (dn3 / dT) of the second lens is also a negative value in order to suppress the fluctuation of the temperature characteristic. On the other hand, when the value of the conditional expression (9) is 20.0 or more, if the difference between the relative refractive index temperature coefficient of the third lens and the relative refractive index temperature coefficient of the second lens becomes too large, the temperature characteristic will be reduced. Deteriorates, which is not preferable. Therefore, conditional expression (9) is defined as described above.

この条件式(9)において、「第3レンズの相対屈折率温度係数」及び「第2レンズの相対屈折率温度係数」ともに負の値であることが最も好ましい。そして、高温雰囲気又は低温雰囲気であっても、極めて安定した高い解像度を得るためには、より好ましくは−5<(dn3/dT)/(dn2/dT)<15、さらに好ましくは0<(dn3/dT)/(dn2/dT)<5である。   In the conditional expression (9), it is most preferable that both the “relative refractive index temperature coefficient of the third lens” and the “relative refractive index temperature coefficient of the second lens” have negative values. In order to obtain extremely stable and high resolution even in a high-temperature atmosphere or a low-temperature atmosphere, it is more preferable that -5 <(dn3 / dT) / (dn2 / dT) <15, and still more preferable that 0 <(dn3 / DT) / (dn2 / dT) <5.

1−2−7.条件式(10)
条件式(10)は、当該光学系全体の焦点距離と、負の屈折力を有する第4レンズの焦点距離との比を規定した式である。条件式(10)を満足することにより、本件発明に係る光学系に、より良好な光学性能を付与できると共に、当該光学系の更なる小型化を図ることが容易になる。条件式(10)は、以下のとおりである。
1-2-7. Conditional expression (10)
Conditional expression (10) is an expression that defines the ratio of the focal length of the entire optical system to the focal length of the fourth lens having negative refractive power. By satisfying conditional expression (10), better optical performance can be imparted to the optical system according to the present invention, and further downsizing of the optical system can be easily achieved. Conditional expression (10) is as follows.

1.0<|f4/f|<3.5 ・・・(10)
但し、f4:前記第4レンズの焦点距離である。
f:前記光学系全系の焦点距離である。
1.0 <| f4 / f | <3.5 (10)
Here, f4 is a focal length of the fourth lens.
f: Focal length of the entire optical system.

この条件式(10)の|f4/f|の数値が1.0以下になると、第4レンズの屈折力が強くなりすぎて、像面湾曲の補正が困難になる。そのため、良好な光学性能を得ることが困難になる。一方、条件式(10)の|f4/f|の数値が3.5以上になると、第4レンズの屈折力が弱く、第4レンズにおける入射光束の発散効果が弱くなる。そのため、所望の像高を確保するには、当該光学系の全長を長くする必要があり、当該光学系の小型化を図ることが困難になる。よって、条件式(10)を上述のように規定した。   If the numerical value of | f4 / f | in the conditional expression (10) is 1.0 or less, the refractive power of the fourth lens becomes too strong, and it becomes difficult to correct the field curvature. Therefore, it becomes difficult to obtain good optical performance. On the other hand, when the value of | f4 / f | in conditional expression (10) is 3.5 or more, the refractive power of the fourth lens is weak, and the diverging effect of the incident light beam on the fourth lens is weak. Therefore, in order to secure a desired image height, it is necessary to lengthen the entire length of the optical system, and it is difficult to reduce the size of the optical system. Therefore, conditional expression (10) is defined as described above.

そして、条件式(10)において、高温雰囲気又は低温雰囲気であっても、極めて安定した高い解像度を得るためには、条件式(10)の上限値は3.0であることが好ましく、2.8であることが好ましく、2.5であることがより好ましい。条件式(10)の下限値は1.2であることが好ましく、1.5であることが好ましく、1.8であることがより好ましい。   In conditional expression (10), the upper limit of conditional expression (10) is preferably 3.0 in order to obtain extremely stable and high resolution even in a high-temperature atmosphere or a low-temperature atmosphere. It is preferably 8, and more preferably 2.5. The lower limit of conditional expression (10) is preferably 1.2, more preferably 1.5, and still more preferably 1.8.

1−2−7.条件式(11)、条件式(12)
本件発明に係る光学系において、前記第4レンズと前記第5レンズとが接合されていることを前提として、以下に記載する条件式(11)及び条件式(12)を同時に満たすことが好ましい。
1-2-7. Conditional expression (11), conditional expression (12)
In the optical system according to the present invention, assuming that the fourth lens and the fifth lens are cemented, it is preferable that conditional expressions (11) and (12) described below are simultaneously satisfied.

条件式(11): 条件式(11)は、前記第4レンズと前記第5レンズとを接合したときの合成焦点距離と、前記光学系全系の焦点距離との比を規定した式である。条件式(11)を満足することにより、本件発明に係る光学系に、より良好な光学性能を付与できると共に、当該光学系の更なる小型化を図ることが容易になる。条件式(11)は、以下のとおりである。 Conditional expression (11): Conditional expression (11) is an expression that defines a ratio between a combined focal length when the fourth lens and the fifth lens are cemented and a focal length of the entire optical system. . By satisfying conditional expression (11), better optical performance can be imparted to the optical system according to the present invention, and further downsizing of the optical system can be easily achieved. Conditional expression (11) is as follows.

f45/f<200 ・・・(11)
但し、f45:前記第4レンズと前記第5レンズとの合成焦点距離である。
f:前記光学系全系の焦点距離である。
f45 / f <200 (11)
Here, f45 is a combined focal length of the fourth lens and the fifth lens.
f: Focal length of the entire optical system.

条件式(11)において、f45/fの値が200より小さくなければ、接合レンズとしての合成屈折力が弱くなり、前記第4レンズと前記第5レンズとを接合する意義が没却し、本件発明に係る光学系の光学性能の向上に寄与できなくなるため好ましくない。よって、条件式(11)を上述のように規定した。上述の条件式(11)において、上限値のみを規定しているが、当業者感覚でみれば下限値を規定する必要は無いと考える。   In conditional expression (11), if the value of f45 / f is not smaller than 200, the combined refractive power of the cemented lens will be weak, and the significance of joining the fourth lens and the fifth lens will be lost. It is not preferable because it cannot contribute to the improvement of the optical performance of the optical system according to the present invention. Therefore, conditional expression (11) is defined as described above. In the above conditional expression (11), only the upper limit is specified, but from the viewpoint of those skilled in the art, it is not necessary to specify the lower limit.

そして、本件発明に係る光学系において、より良好な光学性能を付与し、当該光学系の更なる小型化を容易にするという観点から、−200<f45/f<0、さらに好ましくは−150<f45/f<0である。   Then, in the optical system according to the present invention, from the viewpoint of providing better optical performance and facilitating further miniaturization of the optical system, -200 <f45 / f <0, and more preferably -150 <. f45 / f <0.

条件式(12): 条件式(12)は、「前記第4レンズに使用する硝材の−30℃から70℃における平均線膨張係数」と「前記第5レンズに使用する硝材の−30℃から70℃における平均線膨張係数」との比を規定した式である。本件発明に係る光学系を構成する第1レンズから第5レンズは全てガラスレンズであることが好ましい。前記第4レンズと前記第5レンズとの接合を行うと、第4レンズと第5レンズとの間に有機成分(接着剤)が介在することになる。有機成分はガラスに比べて線膨張係数が高く、使用環境温度の変化によってその体積が変化し易い。条件式(12)を満足することにより、使用環境温度が変化したときも前記第4レンズと前記第5レンズとの安定した接合状態が得られる。条件式(12)は、以下のとおりである。 Conditional expression (12): Conditional expression (12) is defined as “the average linear expansion coefficient of the glass material used for the fourth lens from −30 ° C. to 70 ° C.” and “from -30 ° C. of the glass material used for the fifth lens. It is an equation that defines the ratio with the “average coefficient of linear expansion at 70 ° C.”. It is preferable that all of the first to fifth lenses constituting the optical system according to the present invention are glass lenses. When the fourth lens and the fifth lens are joined, an organic component (adhesive) is interposed between the fourth lens and the fifth lens. The organic component has a higher linear expansion coefficient than glass, and its volume is apt to change due to a change in the use environment temperature. By satisfying conditional expression (12), a stable joint state between the fourth lens and the fifth lens can be obtained even when the use environment temperature changes. Conditional expression (12) is as follows.

|α4−α5|<50×10−7/K ・・・(12)
但し、α4:前記第4レンズに使用する硝材の−30℃から70℃における平均線膨張 係数(1×10−7/K)である。
α5:前記第5レンズに使用する硝材の−30℃から70℃における平均線膨張 係数(1×10−7/K)である。
| Α4-α5 | <50 × 10 −7 / K (12)
Where α4 is the average linear expansion coefficient (1 × 10 −7 / K) of the glass material used for the fourth lens from −30 ° C. to 70 ° C.
α5: Average coefficient of linear expansion (1 × 10 −7 / K) at −30 ° C. to 70 ° C. of the glass material used for the fifth lens.

前記第4レンズに使用する硝材の−30℃から70℃における平均線膨張係数と、前記第5レンズに使用する硝材の−30℃から70℃における平均線膨張係数との差が50×10−7以上になると、−30℃から70℃の使用想定環境における温度変化による膨張・収縮挙動により接合部が剥離する可能性が高くなるため好ましくない。よって、条件式(12)を上述のように規定した。 The difference between the average linear expansion coefficient of the glass material used for the fourth lens at −30 ° C. to 70 ° C. and the average linear expansion coefficient of the glass material used for the fifth lens at −30 ° C. to 70 ° C. is 50 × 10 −. If it is 7 or more, the possibility of peeling of the joint due to expansion and contraction behavior due to a temperature change in an assumed usage environment of -30 ° C to 70 ° C is not preferable. Therefore, conditional expression (12) is defined as described above.

2.撮像装置
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係る光学系と、当該光学系が形成する光学像を受光して電気的画像信号に変換する撮像素子とを備えることを特徴とする。
2. Imaging device Next, an imaging device according to the present invention will be described. An imaging apparatus according to the present invention includes the optical system according to the present invention, and an imaging device that receives an optical image formed by the optical system and converts the optical image into an electric image signal.

ここで、撮像素子等に特に限定はなく、CCDセンサ(Charge Coupled Device)やCMOSセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの固体撮像素子等も用いることができる。本件発明に係る撮像装置は、デジタルカメラやビデオカメラ等のこれらの固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。また、当該撮像装置は、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式の撮像装置であってもよいのは勿論である。   Here, the image sensor is not particularly limited, and a solid-state image sensor such as a CCD sensor (Charge Coupled Device) or a CMOS sensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor) can be used. The imaging device according to the present invention is suitable for an imaging device using these solid-state imaging devices such as a digital camera and a video camera. Further, the imaging device may be a lens-fixed imaging device in which a lens is fixed to a housing, or may be an interchangeable lens imaging device such as a single-lens reflex camera or a mirrorless single-lens camera. Of course.

特に、本件発明に係る撮像装置は、監視用撮像装置等のように、建造物あるいは車体等に据付固定され、特定の目的の下で使用される据付固定型の撮像装置に好適である。これらの用途の撮像装置は、被写体側から当該撮像装置の存在を目立たないようにすることが求められる。本件発明に係る光学系は、最も物体側に配置されたレンズの小径化を実現しつつ、半画角45度以上の広角化も同時に実現し、Fnoが1.6程度の明るい画像を得ることができる。よって、本件発明に係る光学系を備える監視用撮像装置等は、目立たない外観ではあるが、広範囲を撮像可能であり、夜間等の低光量下においても鮮明な画像を得ることができ理想的性能を備えるようになる。   In particular, the imaging device according to the present invention is suitable for an installation-fixed imaging device that is fixed to a building or a vehicle body and used for a specific purpose, such as a monitoring imaging device. An imaging device for these uses is required to make the existence of the imaging device inconspicuous from the subject side. The optical system according to the present invention realizes a reduction in the diameter of the lens disposed closest to the object side, and simultaneously realizes a wide angle of view at a half angle of view of 45 degrees or more, and obtains a bright image with an Fno of about 1.6. Can be. Therefore, the monitoring imaging device including the optical system according to the present invention has an inconspicuous appearance, but can capture a wide range, and can obtain a clear image even in a low light amount such as at night. Will be provided.

次に、実施例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下に挙げる各実施例の光学系は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルムカメラ等の撮像装置(光学装置)に用いられる撮像光学系であり、特に、監視用撮像装置等の据付設置型の撮像装置に好ましく適用することができる。また、各レンズ断面図において、図面に向かって左方が物体側、右方が像面側である。   Next, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following embodiments. The optical system of each embodiment described below is an imaging optical system used for an imaging device (optical device) such as a digital camera, a video camera, and a silver halide film camera. It can be preferably applied to an imaging device. Further, in each lens cross-sectional view, the left side is the object side and the right side is the image plane side in the drawing.

(1)光学系の構成
実施例1の光学系を図1に示す。図1から理解できるように、当該光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有し、像側面が凹の第1レンズG1と、負の屈折力を有し、像側に凸のメニスカス形状を有する第2レンズG2と、正の屈折力を有する第3レンズG3と、負の屈折力を有する第4レンズG4と、正の屈折力を有する第5レンズG5とで構成されている。そして、このときの正の屈折力を有する第5レンズG5には、物体側に凸のメニスカス形状を備えるものを用いている。また、この実施例1における第4レンズG4と第5レンズG5とは接合レンズとしており、その合成屈折力は負である。
(1) Configuration of Optical System The optical system of the first embodiment is shown in FIG. As can be understood from FIG. 1, the optical system has, in order from the object side, a first lens G1 having a negative refractive power and a concave image side surface, and a first lens G1 having a negative refractive power and a convex surface on the image side. The second lens G2 has a meniscus shape, the third lens G3 has a positive refractive power, the fourth lens G4 has a negative refractive power, and the fifth lens G5 has a positive refractive power. . In this case, the fifth lens G5 having a positive refractive power has a meniscus shape convex on the object side. Further, the fourth lens G4 and the fifth lens G5 in the first embodiment are cemented lenses, and their combined refractive power is negative.

この実施例1においては、開口絞りSPが第2レンズG2と第3レンズG3との間には、配置している。この開口絞りSPは、物体側から像面IP側に入射する光束の径(光量)を制限するものである。そして、第5レンズG5と、像面IPとの間には、光学ブロックGを配置している。この光学ブロックGは、光学フィルタや、フェースプレート、水晶ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ等に相当するものである。   In the first embodiment, the aperture stop SP is disposed between the second lens G2 and the third lens G3. The aperture stop SP limits the diameter (light amount) of a light beam incident from the object side to the image plane IP side. An optical block G is arranged between the fifth lens G5 and the image plane IP. The optical block G corresponds to an optical filter, a face plate, a crystal low-pass filter, an infrared cut filter, and the like.

実施例1の光学系を用いて撮像装置を構成したとき、像面IPは固体撮像素子の撮像面に相当する。固体撮像素子として、上述したCCDセンサ、CMOSセンサ等の光電変換素子を用いることができる。撮像装置では、本実施形態の撮像レンズの物体側から入射した光が最終的に固体撮像素子の撮像面に結像する。そして、この固体撮像素子が受像した光を光電変換して電気信号として出力し、被写体の像に対応したデジタル画像を生成する。デジタル画像は、例えばHDD(Hard Disk Device)やメモリカード、光ディスク、磁気テープなどの記録媒体に記録することが可能である。また、撮像装置が銀塩フィルムカメラのときは、像面IPがフィルム面に相当する。なお、撮像装置が銀塩フィルムカメラである場合、当該像面IPはフィルム面に相当する。なお、上記SP、IP、G等の表記は以下の実施例で示す各レンズ断面図においても同様であるため、以下では説明を省略する。   When an imaging apparatus is configured using the optical system according to the first embodiment, the image plane IP corresponds to an imaging plane of a solid-state imaging device. As the solid-state imaging device, a photoelectric conversion device such as the above-described CCD sensor and CMOS sensor can be used. In the imaging apparatus, light incident from the object side of the imaging lens of the present embodiment finally forms an image on the imaging surface of the solid-state imaging device. Then, the light received by the solid-state imaging device is photoelectrically converted and output as an electric signal, thereby generating a digital image corresponding to the image of the subject. The digital image can be recorded on a recording medium such as a hard disk device (HDD), a memory card, an optical disk, or a magnetic tape. When the imaging device is a silver halide film camera, the image plane IP corresponds to the film plane. When the imaging device is a silver halide film camera, the image plane IP corresponds to a film plane. Note that the notation of SP, IP, G, and the like is the same in each lens cross-sectional view shown in the following examples, and therefore, description thereof will be omitted below.

(2)数値実施例
実施例1で採用した光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表1に当該光学系のレンズデータを示す。表1(1A)において、「面番号」は物体側から像面側に向けて数えたレンズ面の番号、「r(mm)」はレンズ面の曲率半径(但し、rの値が∞となる面は、その面が平面であることを示す。)、「d」は物体側からi番目(iは自然数)のレンズ面と、i+1番目のレンズ面とのレンズ面の光軸上の間隔、「nd」はd線(波長λ=587.56nm)に対する屈折率、「νd」はd線に対するアッベ数を示している。但し、レンズ面が非球面である場合、以下に掲載した表中の面番号の手前に「※」を付している。また、非球面である場合には、「r」の欄にはその近軸曲率半径を示している。そして、表中の「INF」は無限大を表す。
(2) Numerical Examples Numerical examples in which specific numerical values of the optical system adopted in the first embodiment are applied will be described. Table 1 shows lens data of the optical system. In Table 1 (1A), “surface number” is the number of the lens surface counted from the object side to the image surface side, and “r (mm)” is the radius of curvature of the lens surface (however, the value of r is ∞). The surface indicates that the surface is a flat surface.), “D” is the distance on the optical axis between the lens surface of the i-th (i is a natural number) from the object side and the (i + 1) -th lens surface, “Nd” indicates the refractive index for the d-line (wavelength λ = 587.56 nm), and “νd” indicates the Abbe number for the d-line. However, when the lens surface is an aspherical surface, “*” is added before the surface number in the table below. In the case of an aspherical surface, the column of “r” indicates the paraxial radius of curvature. “INF” in the table represents infinity.

表1(1B)には、当該光学系の諸データである。具体的には、当該光学系の焦点距離(mm)、Fナンバー(Fno値)、半画角(w/°)、像高(mm)、レンズ全長(mm)、バックフォーカス(BF/mm)を示している。ここで、当該レンズ全長は、第1レンズの物体側面から、後続レンズ群において最も像面側に配置されたレンズ、ここでは第5レンズの像側面までの光軸上の距離に、バックフォーカスを加えた値である。また、バックフォーカスは、第5レンズG5の像側面から近軸像面までの距離を空気換算した値である。   Table 1 (1B) shows various data of the optical system. Specifically, the focal length (mm), F number (Fno value), half angle of view (w / °), image height (mm), total lens length (mm), back focus (BF / mm) of the optical system Is shown. Here, the total length of the lens is defined as a back focus from the object side surface of the first lens to the distance on the optical axis from the lens closest to the image side in the subsequent lens group, here, the image side surface of the fifth lens. This is the added value. The back focus is a value obtained by converting the distance from the image side surface of the fifth lens G5 to the paraxial image surface into air.

表1(1C)には、表1(1A)において示した非球面(※)について、その形状を下記式で定義した場合の非球面係数を示す。なお、非球面係数は、光軸からの高さhの位置での光軸方向の変位を面頂点基準として、以下の非球面式により表すことができる。表1(1C)において、「E−a」は「×10−a」を意味している。 Table 1 (1C) shows the aspherical surface coefficients when the shape of the aspherical surface (*) shown in Table 1 (1A) is defined by the following equation. The aspherical coefficient can be expressed by the following aspherical expression, using the displacement in the optical axis direction at a position at a height h from the optical axis as a surface vertex reference. In Table 1 (1C), “ Ea ” means “× 10 −a ”.

表1(1E)には、実施例1で採用した光学系を構成する第1レンズの焦点距離(f1)、第2レンズの焦点距離(f2)、第3レンズの焦点距離(f3)、第4レンズの焦点距離(f4)、第5レンズの焦点距離(f5)及び第4レンズと第5レンズとの合成焦点距離(f45)を掲載している。   Table 1 (1E) shows the focal length (f1) of the first lens, the focal length (f2) of the second lens, the focal length (f3) of the third lens, and the focal length of the third lens that constitute the optical system used in the first embodiment. The focal length of the four lenses (f4), the focal length of the fifth lens (f5), and the combined focal length of the fourth and fifth lenses (f45) are shown.

z=ch2/[1+{1-(1+k)c2h2}1/2]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10・・・
但し、cが曲率(1/r)、hが光軸からの高さ、kが円錐係数(コーニック定数)、A4、A6、A8、A10・・・が各次数の非球面係数である。また、非球面係数及びコーニック定数の数値における「E±m」(mは整数を表す。)という表記は、「×10±m」を意味している。
z = ch 2 / [1+ {1- (1 + k) c 2 h 2 } 1/2 ] + A4h 4 + A6h 6 + A8h 8 + A10h 10・ ・ ・
Here, c is the curvature (1 / r), h is the height from the optical axis, k is the cone coefficient (conic constant), and A4, A6, A8, A10... Are the aspherical coefficients of each order. The notation “E ± m” (m represents an integer) in the numerical values of the aspheric coefficient and the conic constant means “× 10 ± m ”.

表1(1D)には、第2レンズ及び第3レンズに使用する硝材の20℃環境下、d線(587.56nm)における相対屈折率温度係数(単位:1×10−6/K)、第4レンズ及び第5レンズに使用する硝材の−30℃〜70℃における平均線膨張係数(単位:1×10−7/K)を掲載している。 Table 1 (1D) shows the relative refractive index temperature coefficient (unit: 1 × 10 −6 / K) at d-line (587.56 nm) under a 20 ° C. environment of the glass material used for the second lens and the third lens. The average linear expansion coefficient (unit: 1 × 10 −7 / K) at −30 ° C. to 70 ° C. of the glass material used for the fourth lens and the fifth lens is described.

また、表8に当該光学系の上記各条件式(1)〜条件式(13)の数値を示す。これらの各表に関する事項は、他の実施例で示す各表においても同様であるため、以下での重複した説明は省略する。   Table 8 shows numerical values of the conditional expressions (1) to (13) of the optical system. Matters relating to each of these tables are the same in each of the tables shown in the other embodiments, and therefore, redundant description is omitted below.

そして、図2に当該実施例1の光学系の無限遠合焦時における縦収差図を示す。図2に示す縦収差図は、図面に向かって左側から順に、球面収差(SA/mm)、非点収差(AST/mm)、歪曲収差(DIS/%)を示す。   FIG. 2 is a longitudinal aberration diagram of the optical system according to the first embodiment when focused on infinity. The longitudinal aberration diagram shown in FIG. 2 shows spherical aberration (SA / mm), astigmatism (AST / mm), and distortion (DIS /%) in order from the left side in the drawing.

この球面収差図の縦軸は、Fナンバー(Fno)を表す。また、d線(波長587.56nm)における球面収差を実線、C線(波長656.27nm)における球面収差を長破線、g線(波長435.84nm)における球面収差を短破線で示している。   The vertical axis of the spherical aberration diagram represents the F number (Fno). In addition, the spherical aberration at the d-line (wavelength 587.56 nm) is shown by a solid line, the spherical aberration at the C line (wavelength 656.27 nm) is shown by a long dashed line, and the spherical aberration at the g-line (435.84 nm) is shown by a short dashed line.

非点収差図の縦軸は、像高(y)を表す。また、d線(波長587.56nm)におけるサジタル光線ΔS(実線)及びメリディオナル光線ΔM(破線)の非点収差を示している。   The vertical axis of the astigmatism diagram represents the image height (y). The graph also shows the astigmatism of the sagittal ray ΔS (solid line) and the meridional ray ΔM (dashed line) at the d-line (wavelength: 587.56 nm).

歪曲収差図の縦軸は、像高(y)を表す。また、d線(波長587.56nm)における歪曲収差(ディストーション)を実線で示している。これらの縦収差図に関する事項は、他の実施例で示す縦収差図においても同様であるため、以下での重複した説明は省略する。   The vertical axis of the distortion diagram represents the image height (y). Further, the distortion at the d-line (wavelength: 587.56 nm) is shown by a solid line. The matters relating to these longitudinal aberration diagrams are the same in the longitudinal aberration diagrams shown in the other examples, and therefore, the following repeated description will be omitted.

Figure 2020038401
Figure 2020038401

(1)光学系の構成
実施例2の光学系を図3に示す。図3から理解できるように、当該光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有し、像側面が凹の第1レンズG1と、負の屈折力を有し、像側に凸のメニスカス形状を有する第2レンズG2と、正の屈折力を有する第3レンズG3と、負の屈折力を有する第4レンズG4と、正の屈折力を有する第5レンズG5とで構成されている。そして、このときの正の屈折力を有する第5レンズG5には、両面凸のレンズを用いている。また、この実施例2における第4レンズG4と第5レンズG5とは接合レンズとしており、その合成屈折力は負である。なお、この実施例2においては、実施例1と同様に、開口絞りSPは第2レンズG2と第3レンズG3との間に配置している。
(1) Configuration of Optical System FIG. 3 shows an optical system according to the second embodiment. As can be understood from FIG. 3, the optical system has, in order from the object side, a first lens G1 having a negative refractive power and a concave image side surface, and a first lens G1 having a negative refractive power and a convex surface on the image side. The second lens G2 has a meniscus shape, the third lens G3 has a positive refractive power, the fourth lens G4 has a negative refractive power, and the fifth lens G5 has a positive refractive power. . In this case, a double-sided convex lens is used as the fifth lens G5 having a positive refractive power. Further, the fourth lens G4 and the fifth lens G5 in Example 2 are cemented lenses, and their combined refractive power is negative. In the second embodiment, as in the first embodiment, the aperture stop SP is disposed between the second lens G2 and the third lens G3.

(2)数値実施例
実施例2で採用した光学系の具体的数値を適用した数値実施例について、説明する。以下、実施例1と同様であるため、極力重複した記載を省略する。表2(2A)は、当該光学系のレンズデータであり、表2(2B)は、当該光学系の諸データであり、表2(2C)は表2(2A)に示す非球面の非球面係数であり、表2(2D)は、第2レンズ及び第3レンズに使用する硝材の相対屈折率温度係数、第4レンズ及び第5レンズに使用する硝材の平均線膨張係数である。表2(2E)には、実施例1と同様の第1レンズから第5レンズの焦点距離(f1〜f5)及び第4レンズと第5レンズとの合成焦点距離(f45)を掲載している。また、表8に当該光学系の上記各条件式(1)〜条件式(13)の数値を示す。さらに、図4に当該光学系の無限遠合焦時における縦収差図を示す。
(2) Numerical Embodiment A numerical embodiment in which specific numerical values of the optical system adopted in the second embodiment are applied will be described. Hereinafter, since it is the same as that of the first embodiment, redundant description is omitted as much as possible. Table 2 (2A) shows lens data of the optical system, Table 2 (2B) shows various data of the optical system, and Table 2 (2C) shows aspherical aspheric surfaces shown in Table 2 (2A). Table 2 (2D) shows the relative refractive index temperature coefficient of the glass material used for the second lens and the third lens, and the average linear expansion coefficient of the glass material used for the fourth lens and the fifth lens. Table 2 (2E) lists the focal lengths (f1 to f5) of the first to fifth lenses and the combined focal length (f45) of the fourth and fifth lenses, as in Example 1. . Table 8 shows numerical values of the conditional expressions (1) to (13) of the optical system. FIG. 4 is a longitudinal aberration diagram when the optical system is focused on infinity.

Figure 2020038401
Figure 2020038401

(1)光学系の構成
実施例3の光学系を図5に示す。図5から理解できるように、当該光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有し、像側面が凹の第1レンズG1と、負の屈折力を有し、像側に凸のメニスカス形状を有する第2レンズG2と、正の屈折力を有する第3レンズG3と、負の屈折力を有する第4レンズG4と、正の屈折力を有する第5レンズG5とで構成されている。そして、このときの正の屈折力を有する第5レンズG5には、物体側に凸のメニスカス形状を備えるものを用いている。また、この実施例3における第4レンズG4と第5レンズG5とは接合レンズとしており、その合成屈折力は正である。なお、この実施例3においては、実施例1と同様に、開口絞りSPは第2レンズG2と第3レンズG3との間に配置している。
(1) Configuration of Optical System FIG. 5 shows an optical system according to the third embodiment. As can be understood from FIG. 5, the optical system has, in order from the object side, a first lens G1 having a negative refractive power and a concave image side surface, and a first lens G1 having a negative refractive power and convex toward the image side. The second lens G2 has a meniscus shape, the third lens G3 has a positive refractive power, the fourth lens G4 has a negative refractive power, and the fifth lens G5 has a positive refractive power. . In this case, the fifth lens G5 having a positive refractive power has a meniscus shape convex on the object side. The fourth lens G4 and the fifth lens G5 in the third embodiment are cemented lenses, and the combined refractive power is positive. In the third embodiment, as in the first embodiment, the aperture stop SP is disposed between the second lens G2 and the third lens G3.

(2)数値実施例
実施例3で採用した光学系の具体的数値を適用した数値実施例について、説明する。以下、実施例1と同様であるため、極力重複した記載を省略する。表3(3A)は、当該光学系のレンズデータであり、表3(3B)は、当該光学系の諸データであり、表3(3C)は表3(3A)に示す非球面の非球面係数であり、表3(3D)は、第2レンズ及び第3レンズに使用する硝材の相対屈折率温度係数、第4レンズ及び第5レンズに使用する硝材の平均線膨張係数である。表3(3E)には、実施例1と同様の第1レンズから第5レンズの焦点距離(f1〜f5)及び第4レンズと第5レンズとの合成焦点距離(f45)を掲載している。また、表8に当該光学系の上記各条件式(1)〜条件式(13)の数値を示す。さらに、図6に当該光学系の無限遠合焦時における縦収差図を示す。
(2) Numerical Embodiment A numerical embodiment in which specific numerical values of the optical system adopted in the third embodiment are applied will be described. Hereinafter, since it is the same as that of the first embodiment, redundant description is omitted as much as possible. Table 3 (3A) shows lens data of the optical system, Table 3 (3B) shows various data of the optical system, and Table 3 (3C) shows an aspherical aspheric surface shown in Table 3 (3A). Table 3 (3D) shows the relative refractive index temperature coefficient of the glass material used for the second lens and the third lens, and the average linear expansion coefficient of the glass material used for the fourth lens and the fifth lens. Table 3 (3E) lists the focal lengths (f1 to f5) of the first to fifth lenses and the combined focal length (f45) of the fourth and fifth lenses, as in Example 1. . Table 8 shows numerical values of the conditional expressions (1) to (13) of the optical system. FIG. 6 is a longitudinal aberration diagram when the optical system is focused on infinity.

Figure 2020038401
Figure 2020038401

(1)光学系の構成
実施例4の光学系を図7に示す。図7から理解できるように、当該光学系は、物体側から順に、物体側から順に、負の屈折力を有し、像側面が凹の第1レンズG1と、負の屈折力を有し、像側に凸のメニスカス形状を有する第2レンズG2と、正の屈折力を有する第3レンズG3と、負の屈折力を有する第4レンズG4と、正の屈折力を有する第5レンズG5とで構成されている。そして、このときの正の屈折力を有する第5レンズG5には、両面凸のレンズを用いている。また、この実施例4における第4レンズG4と第5レンズG5とは接合せずに用いており、その合成屈折力は正である。なお、この実施例4においては、実施例1と同様に、開口絞りSPは第2レンズG2と第3レンズG3との間に配置している。
(1) Configuration of Optical System FIG. 7 shows an optical system according to the fourth embodiment. As can be understood from FIG. 7, the optical system has a negative refractive power in order from the object side and sequentially from the object side, and has a first lens G1 having a concave image side surface and a negative refractive power. A second lens G2 having a meniscus shape convex on the image side, a third lens G3 having a positive refractive power, a fourth lens G4 having a negative refractive power, and a fifth lens G5 having a positive refractive power. It is composed of In this case, a double-sided convex lens is used as the fifth lens G5 having a positive refractive power. Further, the fourth lens G4 and the fifth lens G5 in the fourth embodiment are used without being joined, and the combined refractive power is positive. In the fourth embodiment, as in the first embodiment, the aperture stop SP is disposed between the second lens G2 and the third lens G3.

(2)数値実施例
実施例4で採用した光学系の具体的数値を適用した数値実施例について、説明する。以下、実施例1と同様であるため、極力重複した記載を省略する。表4(4A)は、当該光学系のレンズデータであり、表4(4B)は、当該光学系の諸データであり、表4(4C)は表4(4A)に示す非球面の非球面係数であり、表4(4D)は、第2レンズ及び第3レンズに使用する硝材の相対屈折率温度係数、第4レンズ及び第5レンズに使用する硝材の平均線膨張係数である。表4(4E)には、実施例1と同様の第1レンズから第5レンズの焦点距離(f1〜f5)及び第4レンズと第5レンズとの合成焦点距離(f45)を掲載している。また、表8に当該光学系の上記各条件式(1)〜条件式(13)の数値を示す。さらに、図8に当該光学系の無限遠合焦時における縦収差図を示す。
(2) Numerical Embodiment A numerical embodiment in which specific numerical values of the optical system employed in the fourth embodiment are applied will be described. Hereinafter, since it is the same as that of the first embodiment, redundant description is omitted as much as possible. Table 4 (4A) shows lens data of the optical system, Table 4 (4B) shows various data of the optical system, and Table 4 (4C) shows aspherical aspheric surfaces shown in Table 4 (4A). Table 4 (4D) shows the relative refractive index temperature coefficient of the glass material used for the second lens and the third lens, and the average linear expansion coefficient of the glass material used for the fourth lens and the fifth lens. Table 4 (4E) shows the focal lengths (f1 to f5) of the first to fifth lenses and the combined focal length (f45) of the fourth and fifth lenses, which are the same as in Example 1. . Table 8 shows numerical values of the conditional expressions (1) to (13) of the optical system. FIG. 8 is a longitudinal aberration diagram when the optical system is focused on infinity.

Figure 2020038401
Figure 2020038401

(1)光学系の構成
実施例5の光学系を図9に示す。図9から理解できるように、当該光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有し、像側面が凹の第1レンズG1と、正の屈折力を有し、像側に凸のメニスカス形状を有する第2レンズG2と、正の屈折力を有する第3レンズG3と、負の屈折力を有する第4レンズG4と、正の屈折力を有する第5レンズG5とで構成されている。そして、このときの正の屈折力を有する第5レンズG5には、両面凸のレンズを用いている。また、この実施例5における第4レンズG4と第5レンズG5とは接合せずに用いており、その合成屈折力は正である。なお、この実施例4においては、実施例1と同様に、開口絞りSPは第2レンズG2と第3レンズG3との間に配置している。
(1) Configuration of Optical System FIG. 9 shows an optical system according to the fifth embodiment. As can be understood from FIG. 9, the optical system has, in order from the object side, a first lens G1 having a negative refractive power and a concave image side surface, and a first lens G1 having a positive refractive power and a convex surface on the image side. The second lens G2 has a meniscus shape, the third lens G3 has a positive refractive power, the fourth lens G4 has a negative refractive power, and the fifth lens G5 has a positive refractive power. . In this case, a double-sided convex lens is used as the fifth lens G5 having a positive refractive power. In addition, the fourth lens G4 and the fifth lens G5 in the fifth embodiment are used without being joined, and the combined refractive power is positive. In the fourth embodiment, as in the first embodiment, the aperture stop SP is disposed between the second lens G2 and the third lens G3.

(2)数値実施例
実施例5で採用した光学系の具体的数値を適用した数値実施例について、説明する。以下、実施例1と同様であるため、極力重複した記載を省略する。表5(5A)は、当該光学系のレンズデータであり、表5(5B)は、当該光学系の諸データであり、表5(5C)は表5(5A)に示す非球面の非球面係数であり、表5(5D)は、第2レンズ及び第3レンズに使用する硝材の相対屈折率温度係数、第4レンズ及び第5レンズに使用する硝材の平均線膨張係数である。表5(5E)には、実施例1と同様の第1レンズから第5レンズの焦点距離(f1〜f5)及び第4レンズと第5レンズとの合成焦点距離(f45)を掲載している。また、表8に当該光学系の上記各条件式(1)〜条件式(13)の数値を示す。さらに、図10に当該光学系の無限遠合焦時における縦収差図を示す。
(2) Numerical Embodiment A numerical embodiment in which specific numerical values of the optical system adopted in the fifth embodiment are applied will be described. Hereinafter, since it is the same as that of the first embodiment, redundant description is omitted as much as possible. Table 5 (5A) shows lens data of the optical system, Table 5 (5B) shows various data of the optical system, and Table 5 (5C) shows aspherical aspheric surfaces shown in Table 5 (5A). Table 5 (5D) shows the relative refractive index temperature coefficient of the glass material used for the second lens and the third lens, and the average linear expansion coefficient of the glass material used for the fourth lens and the fifth lens. Table 5 (5E) lists the focal lengths (f1 to f5) of the first to fifth lenses and the combined focal length (f45) of the fourth and fifth lenses, as in Example 1. . Table 8 shows numerical values of the conditional expressions (1) to (13) of the optical system. FIG. 10 is a longitudinal aberration diagram when the optical system is focused on infinity.

Figure 2020038401
Figure 2020038401

(1)光学系の構成
実施例6の光学系を図11に示す。図11から理解できるように、当該光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有し、像側面が凹の第1レンズG1と、負の屈折力を有し、像側に凸のメニスカス形状を有する第2レンズG2と、正の屈折力を有する第3レンズG3と、負の屈折力を有する第4レンズG4と、正の屈折力を有する第5レンズG5とで構成されている。そして、このときの正の屈折力を有する第5レンズG5には、物体側に凸のメニスカス形状を備えるものを用いている。また、この実施例6における第4レンズG4と第5レンズG5とは接合レンズとしており、その合成屈折力は負である。
(1) Configuration of Optical System FIG. 11 shows an optical system according to the sixth embodiment. As can be understood from FIG. 11, the optical system has, in order from the object side, a first lens G1 having a negative refractive power and a concave image side surface, and a first lens G1 having a negative refractive power and a convex surface on the image side. The second lens G2 has a meniscus shape, the third lens G3 has a positive refractive power, the fourth lens G4 has a negative refractive power, and the fifth lens G5 has a positive refractive power. . In this case, the fifth lens G5 having a positive refractive power has a meniscus shape convex on the object side. In addition, the fourth lens G4 and the fifth lens G5 in the sixth embodiment are cemented lenses, and their combined refractive power is negative.

(2)数値実施例
次に、当該光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表6(6A)は、当該光学系のレンズデータであり、表6(6B)は、当該光学系の諸データであり、表6(6C)は表6(6A)に示す非球面の非球面係数であり、表6(6D)は、第2レンズ及び第3レンズに使用する硝材の相対屈折率温度係数、第4レンズ及び第5レンズに使用する硝材の平均線膨張係数である。表6(6E)には、実施例1と同様の第1レンズから第5レンズの焦点距離(f1〜f5)及び第4レンズと第5レンズとの合成焦点距離(f45)を掲載している。また、表8に当該光学系の上記各条件式(1)〜条件式(13)の数値を示す。さらに、図12に当該光学系の無限遠合焦時における縦収差図を示す。
(2) Numerical Examples Next, numerical examples using specific numerical values of the optical system will be described. Table 6 (6A) shows lens data of the optical system, Table 6 (6B) shows various data of the optical system, and Table 6 (6C) shows aspherical aspheric surfaces shown in Table 6 (6A). Table 6 (6D) shows the relative refractive index temperature coefficient of the glass material used for the second lens and the third lens, and the average linear expansion coefficient of the glass material used for the fourth lens and the fifth lens. Table 6 (6E) lists the focal lengths (f1 to f5) of the first to fifth lenses and the combined focal length (f45) of the fourth and fifth lenses, which are the same as in Example 1. . Table 8 shows numerical values of the conditional expressions (1) to (13) of the optical system. FIG. 12 shows a longitudinal aberration diagram when the optical system is focused on infinity.

Figure 2020038401
Figure 2020038401

(1)光学系の構成
実施例7の光学系を図13に示す。図13から理解できるように、当該光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有し、像側面が凹の第1レンズG1と、負の屈折力を有し、像側に凸のメニスカス形状を有する第2レンズG2と、正の屈折力を有する第3レンズG3と、負の屈折力を有する第4レンズG4と、正の屈折力を有する第5レンズG5とで構成されている。そして、このときの正の屈折力を有する第5レンズG5には、物体側に凸のメニスカス形状を備えるものを用いている。また、この実施例7における第4レンズG4と第5レンズG5とは接合レンズとしており、その合成屈折力は負である。
(1) Configuration of Optical System FIG. 13 shows an optical system according to the seventh embodiment. As can be understood from FIG. 13, the optical system has, in order from the object side, a first lens G1 having a negative refractive power and a concave image side surface, and a first lens G1 having a negative refractive power and convex toward the image side. The second lens G2 has a meniscus shape, the third lens G3 has a positive refractive power, the fourth lens G4 has a negative refractive power, and the fifth lens G5 has a positive refractive power. . In this case, the fifth lens G5 having a positive refractive power has a meniscus shape convex on the object side. Further, the fourth lens G4 and the fifth lens G5 in the seventh embodiment are cemented lenses, and their combined refractive power is negative.

(2)数値実施例
次に、当該光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表7(7A)は、当該光学系のレンズデータであり、表7(7B)は、当該光学系の諸データであり、表7(7C)は表7(7A)に示す非球面の非球面係数であり、表7(7D)は、第2レンズ及び第3レンズに使用する硝材の相対屈折率温度係数、第4レンズ及び第5レンズに使用する硝材の平均線膨張係数である。表7(7E)には、実施例1と同様の第1レンズから第5レンズの焦点距離(f1〜f5)及び第4レンズと第5レンズとの合成焦点距離(f45)を掲載している。また、表8に当該光学系の上記各条件式(1)〜条件式(13)の数値を示す。さらに、図14に当該光学系の無限遠合焦時における縦収差図を示す。
(2) Numerical Examples Next, numerical examples using specific numerical values of the optical system will be described. Table 7 (7A) shows lens data of the optical system, Table 7 (7B) shows various data of the optical system, and Table 7 (7C) shows an aspherical aspheric surface shown in Table 7 (7A). Table 7 (7D) shows the relative refractive index temperature coefficient of the glass material used for the second lens and the third lens, and the average linear expansion coefficient of the glass material used for the fourth lens and the fifth lens. Table 7 (7E) shows the focal lengths (f1 to f5) of the first to fifth lenses and the combined focal length (f45) of the fourth and fifth lenses, which are the same as in Example 1. . Table 8 shows numerical values of the conditional expressions (1) to (13) of the optical system. FIG. 14 is a longitudinal aberration diagram when the optical system is focused on infinity.

Figure 2020038401
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本件発明に係る光学系は、最も物体側に配置されたレンズの小径化を図りつつも、半画角45度以上の広角化による広範囲の観察・撮像が可能になり、Fnoが1.6程度の明るい画像を得ることを可能にする。従って、この光学系を採用した監視用撮像装置等は、観察対象である被写体側から見て、撮像装置の存在を目立たなくする効果が発揮できる。   The optical system according to the present invention enables observation and imaging of a wide range by widening the angle of view to a half angle of view of 45 degrees or more while reducing the diameter of the lens closest to the object side, and has an Fno of about 1.6. To obtain a bright image. Therefore, a monitoring imaging device or the like employing this optical system can exert an effect of making the presence of the imaging device inconspicuous when viewed from the side of a subject to be observed.

G1〜G5 第1〜第5レンズ
SP 絞り
G 光学ブロック
IP 像面
G1 to G5 First to fifth lenses SP Aperture G Optical block IP Image plane

Claims (14)

物体側より順に、負の屈折力を有し、像側面が凹の第1レンズと、正又は負の屈折力を有し、像側に凸のメニスカス形状の第2レンズと、正の屈折力を有し、両凸形状の第3レンズと、負の屈折力を有する第4レンズと、正又は負の屈折力を有する第5レンズとを有し、以下の条件を満足することを特徴とする光学系。
R11/f<6.0 ・・・(1)
但し、R11:前記第1レンズの物体側面の近軸曲率半径
f:前記光学系全系の焦点距離
である。
In order from the object side, a first lens having a negative refractive power and a concave image side surface, a second meniscus-shaped lens having a positive or negative refractive power and convex on the image side, and a positive refractive power A third lens having a biconvex shape, a fourth lens having a negative refractive power, and a fifth lens having a positive or negative refractive power, and satisfying the following conditions: Optical system.
R11 / f <6.0 (1)
Where R11 is the paraxial radius of curvature of the object side surface of the first lens.
f: Focal length of the entire optical system.
以下の条件式を満たす請求項1に記載の光学系。
45°<w<90° ・・・(2)
但し、w:前記光学系全系の半画角
である。
The optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
45 ° <w <90 ° (2)
Here, w is a half angle of view of the entire optical system.
以下の条件式を満たす請求項1又は請求項2に記載の光学系。
1.0<|f1/f|<3.0 ・・・(3)
0.01<d1−2/f<1.5 ・・・(4)
但し、f1:前記第1レンズの焦点距離
1−2:前記第1レンズと前記第2レンズとの光軸上の空気間隔
である。
The optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
1.0 <| f1 / f | <3.0 (3)
0.01 <d 1-2 /f<1.5 ··· (4 )
However, f1: the first lens focal length d 1-2: an air space on the optical axis between the first lens and the second lens.
前記第2レンズは、負の屈折力を有し、以下の条件式を満たす請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光学系。
5<f2/f1<100 ・・・(5)
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
である。
4. The optical system according to claim 1, wherein the second lens has a negative refractive power and satisfies the following conditional expression. 5.
5 <f2 / f1 <100 (5)
Here, f1: focal length of the first lens f2: focal length of the second lens
以下の条件式を満たす請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光学系。
1.0<f3/f<3.0 ・・・(6)
νd3>40.0 ・・・(7)
(dn3/dT)<6.0×10−6/K ・・・(8)
但し、f3:前記第3レンズの焦点距離
νd3:前記第3レンズのd線(587.56nm)に対するアッベ数
dn3/dT:前記第3レンズの20℃環境下、d線(587.56nm)における相対屈折率温度係数(1×10−6/K)
である。
The optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
1.0 <f3 / f <3.0 (6)
νd3> 40.0 (7)
(Dn3 / dT) <6.0 × 10 −6 / K (8)
Where f3: focal length of the third lens. Νd3: Abbe number dn3 / dT for d-line (587.56 nm) of the third lens: d-line (587.56 nm) in a 20 ° C. environment of the third lens. Temperature coefficient of relative refractive index (1 × 10 −6 / K)
It is.
以下の条件式を満たす請求項5に記載の光学系。
−5.0<(dn3/dT)/(dn2/dT)<20.0 ・・・(9)
但し、dn2/dT:前記第2レンズの20℃環境下、d線(587.56nm)における相対屈折率温度係数(1×10−6/K)
である。
The optical system according to claim 5, wherein the following conditional expression is satisfied.
−5.0 <(dn3 / dT) / (dn2 / dT) <20.0 (9)
Where dn2 / dT: temperature coefficient of relative refractive index (1 × 10 −6 / K) at d-line (587.56 nm) in a 20 ° C. environment of the second lens.
It is.
以下の条件式を満たす請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光学系。
1.0<|f4/f|<3.5 ・・・(10)
但し、f4:前記第4レンズの焦点距離
である。
The optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
1.0 <| f4 / f | <3.5 (10)
Here, f4 is a focal length of the fourth lens.
前記第2レンズは、少なくとも1面が非球面である請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の光学系。   The optical system according to any one of claims 1 to 7, wherein the second lens has at least one aspheric surface. 前記第3レンズは、少なくとも1面が非球面である請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の光学系。   The optical system according to claim 1, wherein the third lens has at least one aspheric surface. 前記第4レンズは物体側に凸のメニスカス形状を有し、前記第5レンズは物体側に凸のメニスカス形状を有する請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の光学系。   The optical system according to any one of claims 1 to 9, wherein the fourth lens has a meniscus shape convex toward the object side, and the fifth lens has a meniscus shape convex toward the object side. 前記第1レンズから第5レンズは、いずれもガラスレンズである請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の光学系。   The optical system according to claim 1, wherein each of the first to fifth lenses is a glass lens. 前記第4レンズと前記第5レンズとが接合されており、以下の条件式を満たす請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の光学系。
f45/f<200 ・・・(11)
|α4−α5|<50×10−7/K ・・・(12)
但し、f45:前記第4レンズと前記第5レンズとの合成焦点距離
α4:前記第4レンズに使用する硝材の−30℃から70℃における平均線膨張係数(1×10−7/K)
α5:前記第5レンズに使用する硝材の−30℃から70℃における平均線膨張係数(1×10−7/K)
である。
The optical system according to any one of claims 1 to 11, wherein the fourth lens and the fifth lens are cemented and satisfy the following conditional expression.
f45 / f <200 (11)
| Α4-α5 | <50 × 10 −7 / K (12)
Where f45 is a composite focal length of the fourth lens and the fifth lens.
α4: Average linear expansion coefficient of glass material used for the fourth lens at −30 ° C. to 70 ° C. (1 × 10 −7 / K)
α5: Average linear expansion coefficient of glass material used for the fifth lens at −30 ° C. to 70 ° C. (1 × 10 −7 / K)
It is.
前記第5レンズは正の屈折力を有する請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の光学系。   The optical system according to claim 1, wherein the fifth lens has a positive refractive power. 請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の光学系と、当該光学系が形成する光学像を受光して電気的画像信号に変換する撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。   An imaging apparatus comprising: the optical system according to any one of claims 1 to 13; and an imaging device that receives an optical image formed by the optical system and converts the optical image into an electric image signal. .
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