JP4963187B2 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、被写体像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子上に結像させる撮像レンズに関する。本発明はまた、その撮像素子上に結像された被写体像を電気信号に変換してデジタル画像を得る装置、例えばカメラ付き携帯電話機、情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistance）、デジタルスチルカメラ、車載カメラ、および監視カメラや、フィルム等の画像読取を行う画像読取装置として用いられる撮像装置に関する。

近年、カメラ付き携帯電話機や情報携帯端末等に用いられるカメラ用レンズは搭載スペースの縮小化からその小型化が求められ、また撮像素子の大型化や画素の高細化から明るく高解像力を要するレンズが求められている。また、デジタルスチルカメラなどの撮影レンズやフィルムスキャナなどの読取レンズにも同等の課題が求められており、色収差を始め諸収差を補正した小型で明るく高解像なレンズの提案が多々なされている。従来、例えばカメラ付き携帯電話機に搭載される撮像レンズは、３枚のレンズで構成されるものが多かったが、高画素化に対応するために、レンズ枚数がさらに増える傾向にある。特許文献１ないし４には、４枚構成の撮像レンズが記載されている。
特開２００４−１８４９８７号公報 特開２００４−２１２４８１号公報 特開２００５−４０２７号公報 特開２００５−３１６３８号公報

高解像すなわち撮像素子の高画素化においては撮像素子の大型化がともなうが、上記各特許文献に記載の４枚構成の撮像レンズではいずれも、例えば１／２インチ以上の撮像素子に対しては、像面湾曲や倍率色収差の補正が足りず高解像力を要する装置には適さない。また、上記各特許文献において、一部の実施例にはプラスチックレンズを用い、そのプラスチック材料としてポリカーボネイト樹脂が使用されている例がある。しかしこの材料は成形時に複屈折を発生しやすいことから、この材料を用いたレンズではこれを通過する各光線の光路長をできるだけ短くすることが望ましく、よって高解像を要するレンズに使用する場合には中心厚等の規制が必要となり、設計の自由度が減り、高い解像力を必要とする撮像レンズに適しているとは言い難い。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高解像化にともなった撮像素子の大型化や画素の高細化にも対応できるように諸収差が良好に補正された高性能のレンズ系を実現できるようにした撮像レンズ、およびその撮像レンズを搭載して高解像な撮像画像を得ることができるようにした撮像装置を提供することにある。

本発明による撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凸形状の負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、物体側の面が凸形状の正レンズからなる第２レンズと、絞りと、像側に凸形状の第３レンズと、光軸近傍で正の屈折力を持つ第４レンズと、像側の面が光軸近傍において像側に凹形状で周縁部では像側に凸形状となるとともに、物体側の面が光軸近傍で物体側に凸形状となる第５レンズとから構成される実質的に５個のレンズからなり、
前記第３レンズ、前記第４レンズおよび前記第５レンズのうち、少なくとも２つのレンズがプラスチックレンズであり、前記第３レンズ、前記第４レンズおよび前記第５レンズの少なくとも１面が非球面からなり、さらに下記条件式を満足するものである。式中、ν ₃ は第３レンズのアッベ数、ν ₄ は第４レンズのアッベ数、ν ₅ は第５レンズのアッベ数とする。なお、プラスチックレンズとしては成形時に発生する複屈折の程度が小さな材料を使用することが望ましく、例えば日本ゼオン（株）社製のアモルファス樹脂のＺＥＯＮＥＸなどが望ましい。
４０＜ν ₃ ……（３−１）
４０＜ν ₄ ……（３−２）
４０＜ν ₅ ……（３−３）

また、本発明による撮像装置は、上記本発明による撮像レンズと、この撮像レンズによって形成された被写体像に応じた電気信号を出力する撮像素子とを備えたものである。

本発明による撮像レンズでは、全体として第１ないし第５レンズを備えた５枚のレンズ構成として、従来の４枚構成の撮像レンズに比べてレンズ枚数を増やし、かつ各レンズの構成の最適化が図られていることで、諸収差の補正に有利となり、高解像化にともなった撮像素子の大型化や画素の高細化に対応可能となる。これにより、高性能のレンズ系が得られる。特に、第１レンズと第２レンズとを正レンズと負レンズとの組み合わせとすることで、色消し効果が得られる。一方、第３レンズないし第５レンズでは、各像高に対する光束が分割されて各像高ごとの補正がなされる。これにより第３レンズないし第５レンズでは、第１レンズおよび第２レンズで発生した大きな負の球面収差を補正しながら、像面湾曲、および歪曲収差の補正が良好に行われる。ここで第３レンズないし第５レンズに非球面を用いることで、より一層効果的な収差補正が可能となる。特に、第５レンズの像側の面が光軸近傍において像側に凹形状で周縁部では像側に凸形状となる形状となっていることで、各像高ごとの収差補正が適切になされ、光束の撮像素子への入射角度が一定の角度以下に制御され、結像面全域における光量むらが軽減される。
また、本発明による撮像装置では、上記本発明の高性能の撮像レンズによって形成された被写体像が撮像素子上に結像され、電気信号に変換されて出力される。これにより、高解像な撮像画像が得られる。
そして、本発明による撮像レンズではさらに、要求される仕様等に応じて次の好ましい条件を適宜採用して満足することで、光学性能がより良好なものとされる。

本発明による撮像レンズは、下記条件式を満足することが好ましい。式中、ｆはレンズ系全体の焦点距離、ｆ₁₂は第１レンズと第２レンズの合成焦点距離、ｎ₁は第１レンズのｅ線に対する屈折率、ν₁は第１レンズのアッベ数を示す。
１．０５＜ｆ₁₂／ｆ＜１．３５……（２−１）
１．６８＜ｎ₁……（２−２）
１７＜ν₂−ν₁＜４０……（２−３）
なお、上記場合に、本発明による撮像レンズは下記条件式（２−１−１）および／または条件式（２−３−１）を満足することがさらに好ましい。
１．０５＜ｆ ₁₂ ／ｆ≦１．２６７……（２−１−１）
１７＜ν ₂ −ν ₁ ≦３３．４……（２−３−１）

また、本発明による撮像レンズにおいて、第２レンズと絞りとの間隔をＬ_F、絞りと第３レンズとの間隔をＬ_Rとするとき、下記条件式を満足することが好ましい。
５．０＜Ｌ_R／Ｌ_F＜５５ ……（４−１）

また、本発明による撮像レンズにおいて、第１レンズと第２レンズは接合レンズであっても良い。

また、本発明による撮像レンズにおいて、第１レンズと第２レンズはガラスレンズであることが好ましい。ガラスレンズにすることで高屈折の材料を使用でき、またアッベ数の選択に自由度があるので、特に色収差や像面湾曲の補正が良好に行える。

また、本発明による撮像レンズにおいて、第２レンズと第３レンズとの間に設けられたシャッタ機構をさらに備えていても良い。

本発明の撮像レンズによれば、全体として第１ないし第５レンズを備えた５枚のレンズ構成として従来の４枚構成の撮像レンズに比べてレンズ枚数を増やし、かつ各レンズの構成の最適化を図るようにしたので、高解像化にともなった撮像素子の大型化や画素の高細化にも対応できるように諸収差が良好に補正された高性能のレンズ系を実現できる。
また、本発明の撮像装置によれば、上記本発明の高性能の撮像レンズによって形成された被写体像を撮像素子上に結像して画像を得るようにしたので、高解像な撮像画像を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図４，図５）のレンズ構成に対応している。図２は、第２の構成例を示している。この構成例は、後述の第２の数値実施例（図６，図７）のレンズ構成に対応している。図３は、第３の構成例を示している。この構成例は、後述の第３の数値実施例（図８，図９）のレンズ構成に対応している。図３３は、第４の構成例を示している。この構成例は、後述の第４の数値実施例（図１０，図１１）のレンズ構成に対応している。図３４は、第５の構成例を示している。この構成例は、後述の第５の数値実施例（図１２，図１３）のレンズ構成に対応している。図３５は、第６の構成例を示している。この構成例は、後述の第６の数値実施例（図１４，図１５）のレンズ構成に対応している。図３６は、第７の構成例を示している。この構成例は、後述の第７の数値実施例（図１６，図１７）のレンズ構成に対応している。図１ないし図３および図３３ないし図３６において、符号Ｒｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では図１に示した第１の構成例を基本にして説明する。

この撮像レンズは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた各種撮像装置、例えばカメラ付き携帯電話機、情報携帯端末、デジタルスチルカメラ、およびデジタルビデオカメラや、車載カメラおよび監視カメラ等に用いて好適なものである。また、フィルム等の画像読取を行う画像読取用のレンズとしても用いることができる。この撮像レンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、第１レンズＧ１と、第２レンズＧ２と、光学的な開口絞りＳｔと、第３レンズＧ３と、第４レンズＧ４と、第５レンズＧ５とを備えている。

この撮像レンズの結像面Ｓｉｍｇには、図示しないＣＣＤ等の撮像素子が配置される。そして、この撮像レンズが搭載されるデジタルスチルカメラ等の撮像装置において、被写体像が撮像素子によって電気信号に変換されて各種信号処理が施されてデジタル画像が得られる。第５レンズＧ５と撮像素子との間には、レンズを装着する装置側の構成に応じて、種々の光学部材ＧＣが配置されている。例えば撮像面保護用のカバーガラスや赤外線カットフィルタなどの平板状の光学部材が配置される。

第１レンズＧ１は、物体側に凸形状の負のメニスカスレンズからなる。第２レンズＧ２は、物体側の面が凸形状の正レンズからなる。第２レンズＧ２は例えば、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとすることができる。第１レンズＧ１と第２レンズＧ２はガラスレンズであることが好ましい。また、第１レンズＧ１および第２レンズＧ２の各面はコスト的には球面であることが望ましいが、より高いレンズ性能を得るために１面以上が非球面であっても良い。

第１レンズＧ１と第２レンズＧ２は、図２の第２の構成例および図３の第２の構成例に示したように接合レンズであっても良い。第１レンズＧ１と第２レンズＧ２とが接合レンズである方が、レンズ同士の組み合わせ時に発生する偏心誤差がなくなるため、調整が簡易となるので良い。

第３レンズＧ３、第４レンズＧ４および第５レンズＧ５は、各々の面が非球面であることが好ましい。第３レンズＧ３は、像側に凸形状となっている。第３レンズＧ３は例えば、像側に凸面を向けた正または負のメニスカスレンズとすることができる。第４レンズＧ４は、光軸近傍で正の屈折力を持つレンズとなっている。第４レンズＧ４の物体側の面は例えば、光軸近傍において凸形状で周辺部では凹形状であることが好ましい。第４レンズＧ４の像側の面は例えば、光軸近傍において凸形状であることが好ましい。第５レンズＧ５は、像側の面が光軸近傍において像側に凹形状で周縁部では像側に凸形状となっている。第５レンズＧ５の物体側の面は例えば、光軸近傍において凸形状であることが好ましい。

この撮像レンズは、以下の条件を満足していることが好ましい、式中、ｆはレンズ系全体の焦点距離、ｆ₁₂は第１レンズＧ１と第２レンズＧ２の合成焦点距離、ｎ₁は第１レンズＧ１のｅ線に対する屈折率、ν₁は第１レンズＧ１のアッベ数を示す。
１．０５＜ｆ₁₂／ｆ＜１．３５ ……（２−１）
１．６８＜ｎ₁ ……（２−２）
１７＜ν₂−ν₁＜４０ ……（２−３）

また、この撮像レンズにおいて、第３レンズＧ３、第４レンズＧ４および第５レンズＧ５のうち、少なくとも２つのレンズがプラスチックレンズであることが好ましい。特に、成形の点から非球面レンズにはプラスチックレンズを用いることが好ましい。なお、プラスチックレンズとしては成形時に発生する複屈折の程度が小さな材料を使用することが望ましく、例えば日本ゼオン（株）社製のアモルファス樹脂のＺＥＯＮＥＸなどが望ましい。この撮像レンズはまた、以下の条件を満足していることが好ましい。式中、ν₃は第３レンズＧ３のアッベ数、ν₄は第４レンズＧ４のアッベ数、ν₅は第５レンズＧ５のアッベ数とする。
４０＜ν₃ ……（３−１）
４０＜ν₄ ……（３−２）
４０＜ν₅ ……（３−３）

この撮像レンズはまた、第２レンズＧ２と開口絞りＳｔとの間隔をＬ_F、開口絞りＳｔと第３レンズＧ３との間隔をＬ_Rとするとき、下記条件式を満足することが好ましい。
５．０＜Ｌ_R／Ｌ_F＜５５ ……（４−１）

この撮像レンズにおいて、第２レンズと第３レンズとの間にシャッタ機構が設けられていても良い。高解像レンズになると大量画像情報の伝送時間から生じる画像ぶれ防止やスミア防止の観点から、メカニカルなシャッタ機構を設けることが望まれる。さらにシャッタ機構を設ける位置は光量むらの観点から、各像高の光束がほぼ重なる瞳近傍、すなわち絞りＳｔの近傍位置にあることが望ましい。これによりシャッタの稼働による光量変化量が各像高でほぼ同等となるので光量むらを軽減でき、別途補正機構や処理系を持つ必要がなくなる。

また、ゴーストやフレア等の不要光を遮光するために、明るさを決める光学絞りＳｔの他に結像に関与しないフレア光を遮光するフレア絞りを配置しても良い。フレア絞りは第１レンズＧ１の前方、第１レンズＧ１と第２レンズＧ２との間、第２レンズＧ２と絞りＳｔとの間、絞りＳｔと第３レンズＧ３との間、第３レンズＧ３と第４レンズＧ４との間、第４レンズＧ４と第５レンズＧ５との間、第５レンズＧ５と撮像素子との間のどの位置に配置しても良く、さらに複数の位置に配置しても良い。また間隔環や押さえ環など鏡枠の一部がこれを兼ねていても良いし、光学面に直接印刷したり、塗装することで設けても良い。

次に、以上のように構成された撮像レンズの作用および効果を説明する。
この撮像レンズでは、全体として第１ないし第５レンズＧ１〜Ｇ５を備えた５枚のレンズ構成として、従来の４枚構成の撮像レンズに比べてレンズ枚数を増やし、かつ各レンズの構成の最適化が図られていることで、色収差、像面湾曲、および歪曲収差を始めとする諸収差の補正に有利となり、明るく高解像なレンズ系が得られる。特に、第１レンズＧ１と第２レンズＧ２とを正レンズと負レンズとの組み合わせとすることにより色消し効果を持たせている。この場合、第１レンズＧ１と第２レンズＧ２とをガラスレンズにすることで高屈折の材料を使用でき、またアッベ数の選択に自由度があるので、特に色収差や像面湾曲の補正が良好に行える。

一方、第３レンズＧ３ないし第５レンズＧ５では、各像高に対する光束が分割されて各像高ごとの補正がなされる。第３レンズＧ３ないし第５レンズＧ５では、各像高に対する光束が分割されるため、第１レンズＧ１および第２レンズＧ２で発生した大きな負の球面収差を補正しながら、像面湾曲および歪曲収差の補正を良好に行うことができる。ここで第３レンズＧ３ないし第５レンズＧ５の各面を非球面とすることでより一層効果的な収差補正が可能となる。高画素の撮像素子に対応するためにはテレセントリック性、すなわち、撮像素子への主光線の入射角度が光軸に対して平行に近く（撮像面における入射角度が撮像面の法線に対してゼロに近く）なるようにすることが求められる。この撮像レンズでは、撮像素子に最も近い最終レンズ面である第５レンズＧ５の像側の面が光軸近傍において像側に凹形状で周縁部では像側に凸形状となる形状となっていることで、各像高ごとの収差補正が適切になされ、光束の撮像素子への入射角度が一定の角度以下に制御されるので、結像面全域における光量むらを軽減することができる。

条件式（２−１），（２−２），（２−３）の３式は、球面収差、色収差および像面湾曲を良好に補正するための具体的な条件式である。条件式（２−１）は、第１レンズＧ１および第２レンズＧ２の屈折力を規定するもので、第１レンズＧ１および第２レンズＧ２の合成焦点距離ｆ₁₂とレンズ系全体の焦点距離ｆとの比を一定の範囲に保つことで良好な収差補正が可能になる。条件式（２−１）の下限を超えて第１レンズＧ１と第２レンズＧ２との合成焦点距離ｆ₁₂が全体の焦点距離ｆに近づく場合は、第１レンズＧ１および第２レンズＧ２の片方または双方の屈折率が低くなる。第１レンズＧ１の屈折率が低くなる場合はそれにともないアッベ数が大きくなり色収差を補正するためには強い屈折力が必要になる。これにより発生する高次の収差を抑えるために第２レンズＧ２にも強い屈折力が必要になり、これにより負の球面収差が大きくなりすぎるので、第３レンズＧ３から第５レンズＧ５にかけて球面収差を補正する負担が大きくなり像面湾曲など軸外収差の補正の自由度が減ってしまうため結像域全域にわたり高い性能が望めない。また第１レンズＧ１と第２レンズＧ２とが向き合う面の曲率半径も小さくなり加工性も悪くなる。第２レンズＧ２の屈折率が低くなる場合も第１レンズＧ１と第２レンズＧ２との合成系に求められる適切な屈折力が決まっているため、第２レンズＧ２の屈折力が強くなり、第１レンズＧ１の屈折率が低くなる場合と同様の問題が生ずる。一方、条件式（２−１）の上限を超える場合は各々のレンズの屈折率が高くなり曲率半径を大きくできるため、加工性は良くできるが、アッベ数の差が小さくなるため色収差の補正が不十分となりやはり高い性能が望めない。

条件式（２−２）および条件式（２−３）は、良好な色収差補正を可能にするための条件式であり、両式を満たす範囲で材料を選ぶことが望ましい。条件式（２−２）の下限を超え第１レンズＧ１の屈折率が低くなると色収差を良好に補正するためには第１レンズＧ１および第２レンズＧ２のアッベ数に式（２−３）に示す適切な値を与える必要があり、よって第２レンズＧ２の屈折率も低くなる。このため各レンズには強い屈折力を与える必要があり、球面収差や像面湾曲などの軸外の収差が大きく発生し後続のレンズでの補正が困難となる。条件式（２−３）の下限を超える場合はアッベ数の差がなくなり色補正の効果がなくなる。また上限を超える場合は第１レンズＧ１と第２レンズＧ２との屈折率差が大きくなるか両方の屈折率が小さくなりすぎ、前者の場合は第１レンズＧ１の屈折力に比例して第２レンズＧ２の屈折力が大きくなるのでここで発生する球面収差や像面湾曲が増大し補正が困難となる。また後者の場合は先に述べた通りで、いずれの場合も結像域全域にわたり高解像を実現することが難しくなる。
なお、第１レンズＧ１の屈折率ｎ₁の上限は、式（２−３）を満足する範囲で第２レンズＧ２の材料があれば特に制限されるものではないが、コストや短波長側の透過率、加工性などを考慮すると、現実的には、
ｎ₁＜２．０ ……（２−４）
であることが望ましい。

第３レンズＧ３、第４レンズＧ４および第５レンズＧ５の各々の面を非球面にすることは、収差補正に自由度をもたらす。この場合、プラスチック成形レンズはガラス成形レンズに比べ成形形状の自由度が大きく収差補正に有利である。これにより第１レンズＧ１および第２レンズＧ２で発生した大きな負の球面収差や各像高に対する像面湾曲や歪曲収差を良好に補正でき、さらに撮像素子への光束の入射角度を適当な値に制御できるように第５レンズＧ５の形状を決めることが容易となる。条件式（３−１），（３−２），（３−３）の３式は、第３レンズＧ３、第４レンズＧ４および第５レンズＧ５において色収差が増大するのを抑制するための条件で、これらの式の範囲を超えると色収差の残存が顕著になる。この撮像レンズでは、基本的に第１レンズＧ１と第２レンズＧ２とで色収差を重点的に補正しているので、第３レンズＧ３から第５レンズＧ５のアッベ数は大きい値とする方が分散による色収差の発生を抑えることができるので好ましい。

条件式（４−１）は、軸上から軸外までの各光束をほどよく分離し、各光束で独立して収差補正をすることを可能とする条件式である。条件式（４−１）の下限を超えると各光束を分離する割合が減るため各像高の収差を独立的に補正する自由度が少なくなり高解像を有するための収差補正が難しくなる。また上限を超えるとレンズ系の大型化を招き好ましくない。

以上説明したように、本実施の形態に係る撮像レンズによれば、全体として５枚のレンズ構成で各レンズの構成の最適化を図るようにしたので、高解像化にともなった撮像素子の大型化や画素の高細化にも対応できるように諸収差が良好に補正された高性能のレンズ系を実現できる。また、本実施の形態に係る撮像装置によれば、本実施の形態に係る高性能の撮像レンズによって形成された被写体像を撮像素子上に結像して画像を得るようにしたので、高解像な撮像画像を得ることができる。

次に、本実施の形態に係る撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、第１ないし第７の数値実施例をまとめて説明する。

図１に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例１として、図４，図５に示す。特に図４にはその基本的なレンズデータを示し、図５には非球面に関するデータを示す。図４に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜１３）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。Ｎｅｉは、隣り合うレンズ面間のｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｅｊの欄には、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜６）の光学要素のｅ線に対するアッベ数の値を示す。アッベ数νｅは以下の式で表されるものとする。
νｅ＝（Ｎｅ−１）／（ＮＦ’−ＮＣ’）
ただし、ＮＦ’はＦ’線（波長４７９．９９ｎｍ）に対する屈折率、ＮＣ’はＣ’線（波長６４３．８５ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。

実施例１に係る撮像レンズは、第３レンズＧ３、第４レンズＧ４、および第５レンズＧ５の両面がすべて非球面形状となっている。図４の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。図５に非球面データとして示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０^-2」であることを示す。

非球面データとしては、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａ_n，Ｋの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸Ｚ１から高さＹの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸Ｚ１に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。実施例１に係る撮像レンズは、各非球面が非球面係数Ａ_nとして第３次〜第１０次の係数Ａ₃〜Ａ₁₀を有効に用いて表されている。
Ｚ＝Ｃ・Ｙ²／｛１＋（１−Ｋ・Ｃ²・Ｙ²）^1/2｝＋ΣＡ_n・Ｙⁿ ……（Ａ）
（ｎ＝３以上の整数）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
Ｙ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
Ｋ：離心率（第２次の非球面係数）
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ａ_n：第ｎ次の非球面係数

以上の実施例１に係る撮像レンズと同様にして、図２に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例２として、図６，図７に示す。また同様に、図３に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例３として、図８，図９に示す。これらの実施例は、図２および図３からも分かるように第１レンズＧ１と第２レンズＧ２とが接合レンズとなっているので、実施例１のレンズデータに比べて面番号が１つ少なくなっている。

また、同様に、実施例４に係る撮像レンズのレンズデータを図１０，図１１に、実施例５に係る撮像レンズのレンズデータを図１２，図１３に、実施例６に係る撮像レンズのレンズデータを図１４，図１５に示す。これら実施例４ないし実施例６に係る撮像レンズのレンズ構成例を図３３ないし図３５にそれぞれ示す。

なお、実施例２ないし実施例６に係る撮像レンズのいずれについても、実施例１と同様、第３レンズＧ３、第４レンズＧ４、および第５レンズＧ５の両面がすべて非球面形状となっている。ここで、図１６，図１７に、第３レンズＧ３、第４レンズＧ４、および第５レンズＧ５のうち第３レンズＧ３の前面を球面にして、それ以外の面を非球面形状にした構成例を実施例７として示す。実施例７に係る撮像レンズのレンズ構成例を図３６に示す。

図１８には、上述の各条件式に関する値を各実施例についてまとめて示す。図１８から分かるように、各実施例の値が、各条件式の数値範囲内となっている。

図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）はそれぞれ、実施例１に係る撮像レンズにおける球面収差、非点収差、およびディストーション（歪曲収差）を示している。各収差図には、ｅ線を基準波長とした収差を示す。球面収差図には、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ），Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。ＦＮＯ．はＦ値、ωは半画角を示す。

同様にして、実施例２に係る撮像レンズについての球面収差、非点収差、およびディストーションを図２０（Ａ）〜図２０（Ｃ）に示す。また同様にして、実施例３に係る撮像レンズについての諸収差を図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）に、実施例４に係る撮像レンズについての諸収差を図２２（Ａ）〜図２２（Ｃ）に、実施例５に係る撮像レンズについての諸収差を図２３（Ａ）〜図２３（Ｃ）に、実施例６に係る撮像レンズについての諸収差を図２４（Ａ）〜図２４（Ｃ）に、実施例７に係る撮像レンズについての諸収差を図２５（Ａ）〜図２５（Ｃ）に示す。

また、実施例１に係る撮像レンズの各画角での横収差を図２６（Ａ）〜図２６（Ｉ）に示す。特に図２６（Ａ）〜図２６（Ｅ）はタンジェンシャル面での横収差を示し、図２６（Ｆ）〜図２６（Ｉ）はサジタル面での横収差を示す。これらの横収差図には、ｅ線を基準波長とし、ｇ線，Ｃ線の収差についても示す。同様にして、実施例２に係る撮像レンズの横収差を図２７（Ａ）〜図２７（Ｉ）に、実施例３に係る撮像レンズの横収差を図２８（Ａ）〜図２８（Ｉ）に、実施例４に係る撮像レンズの横収差を図２９（Ａ）〜図２９（Ｉ）に、実施例５に係る撮像レンズの横収差を図３０（Ａ）〜図３０（Ｉ）に、実施例６に係る撮像レンズの横収差を図３１（Ａ）〜図３１（Ｉ）に、実施例７に係る撮像レンズの横収差を図３２（Ａ）〜図３２（Ｉ）に示す。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、全体として５枚のレンズ構成で、レンズ材料、レンズの面形状および各レンズのパワー配分が最適化され、高性能の撮像レンズ系が実現できている。

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

本発明の実施例１に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。 本発明の実施例２に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。 本発明の実施例３に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。 本発明の実施例１に係る撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。 本発明の実施例１に係る撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。 本発明の実施例２に係る撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。 本発明の実施例２に係る撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。 本発明の実施例３に係る撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。 本発明の実施例３に係る撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。 本発明の実施例４に係る撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。 本発明の実施例４に係る撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。 本発明の実施例５に係る撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。 本発明の実施例５に係る撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。 本発明の実施例６に係る撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。 本発明の実施例６に係る撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。 本発明の実施例７に係る撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。 本発明の実施例７に係る撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。 条件式に関する値を各実施例についてまとめて示した図である。 本発明の実施例１に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。 本発明の実施例２に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。 本発明の実施例３に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。 本発明の実施例４に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。 本発明の実施例５に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。 本発明の実施例６に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。 本発明の実施例７に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。 本発明の実施例１に係る撮像レンズの横収差を示す収差図である。 本発明の実施例２に係る撮像レンズの横収差を示す収差図である。 本発明の実施例３に係る撮像レンズの横収差を示す収差図である。 本発明の実施例４に係る撮像レンズの横収差を示す収差図である。 本発明の実施例５に係る撮像レンズの横収差を示す収差図である。 本発明の実施例６に係る撮像レンズの横収差を示す収差図である。 本発明の実施例７に係る撮像レンズの横収差を示す収差図である。 本発明の実施例４に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。 本発明の実施例５に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。 本発明の実施例６に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。 本発明の実施例７に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。

符号の説明

Ｇ１…第１レンズ、Ｇ２…第２レンズ、Ｇ３…第３レンズ、Ｇ４…第４レンズ、Ｇ５…第５レンズ、Ｓｔ…開口絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。

Claims (9)

1. 物体側から順に、
   物体側に凸形状の負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、
   物体側の面が凸形状の正レンズからなる第２レンズと、
   絞りと、
   像側に凸形状の第３レンズと、
   光軸近傍で正の屈折力を持つ第４レンズと、
   像側の面が光軸近傍において像側に凹形状で周縁部では像側に凸形状となるとともに、物体側の面が光軸近傍で物体側に凸形状となる第５レンズとから構成される実質的に５個のレンズからなり
   前記第３レンズ、前記第４レンズおよび前記第５レンズのうち、少なくとも２つのレンズがプラスチックレンズであり、前記第３レンズ、前記第４レンズおよび前記第５レンズの少なくとも１面が非球面からなり、
   さらに下記条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   ４０＜ν ₃ ……（３−１）
   ４０＜ν ₄ ……（３−２）
   ４０＜ν ₅ ……（３−３）
   ただし、
   ν ₃ ：第３レンズのアッベ数
   ν ₄ ：第４レンズのアッベ数
   ν ₅ ：第５レンズのアッベ数
   とする。
2. さらに下記条件式を満足する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
   １．０５＜ｆ₁₂／ｆ＜１．３５……（２−１）
   １．６８＜ｎ₁……（２−２）
   １７＜ν₂−ν₁＜４０……（２−３）
   ただし、
   ｆ：レンズ系全体の焦点距離
   ｆ₁₂：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
   ｎ₁：第１レンズのｅ線に対する屈折率
   ν₁：第１レンズのアッベ数
   ν₂：第２レンズのアッベ数
   とする。
3. さらに下記条件式を満足する
   ことを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
   １．０５＜ｆ₁₂／ｆ≦１．２６７……（２−１−１）
   １．６８＜ｎ₁……（２−２）
   １７＜ν₂−ν₁＜４０……（２−３）
4. さらに下記条件式を満足する
   ことを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
   １．０５＜ｆ₁₂／ｆ＜１．３５……（２−１）
   １．６８＜ｎ₁……（２−２）
   １７＜ν₂−ν₁≦３３．４……（２−３−１）
5. 前記第２レンズと前記絞りとの間隔をＬ_F、前記絞りと前記第３レンズとの間隔をＬ_Rとするとき、下記条件式を満足する
   ５．０＜Ｌ_R／Ｌ_F＜５５……（４−１）
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
6. 前記第１レンズと前記第２レンズは接合レンズである
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
7. 前記第１レンズと前記第２レンズはガラスレンズである
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
8. 前記第２レンズと前記第３レンズとの間に設けられたシャッタ機構をさらに備えた
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の撮像レンズと、
   前記撮像レンズによって形成された被写体像に応じた電気信号を出力する撮像素子と
   を備えたことを特徴とする撮像装置。

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