JP5368612B2 - Five-lens imaging lens and imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子上に被写体の光学像を結像させる撮像レンズ、およびその撮像レンズを搭載して撮影を行うデジタルスチルカメラやカメラ付き携帯電話機および情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistance)等の撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging lens that forms an optical image of a subject on an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and a digital still camera that mounts the imaging lens to perform photography. The present invention relates to an imaging apparatus such as a camera-equipped mobile phone and a personal digital assistant (PDA).
近年、パーソナルコンピュータの一般家庭等への普及に伴い、撮影した風景や人物像等の画像情報をパーソナルコンピュータに入力することができるデジタルスチルカメラが急速に普及している。また、携帯電話に画像入力用のカメラモジュールが搭載されることも多くなっている。このような撮像機能を有する機器には、CCDやCMOSなどの撮像素子が用いられている。近年、これらの撮像素子のコンパクト化が進み、撮像機器全体ならびにそれに搭載される撮像レンズにも、コンパクト性が要求されている。また同時に、撮像素子の高画素化も進んでおり、撮像レンズの高解像、高性能化が要求されている。例えば2メガピクセル以上、さらに好適には5メガピクセル以上の高画素に対応した性能が要求されている。 In recent years, with the spread of personal computers to ordinary homes and the like, digital still cameras that can input image information such as photographed landscapes and human images to personal computers are rapidly spreading. In addition, camera modules for image input are often mounted on mobile phones. An image sensor such as a CCD or a CMOS is used for a device having such an image capturing function. In recent years, these image pickup devices have been made more compact, and the entire image pickup apparatus and the image pickup lens mounted thereon are also required to be compact. At the same time, the number of pixels of the image sensor is increasing, and there is a demand for higher resolution and higher performance of the imaging lens. For example, performance corresponding to a high pixel of 2 megapixels or more, more preferably 5 megapixels or more is required.
このような要求に対しては、例えば高解像化を図るためにレンズ枚数が比較的多い5枚構成とすることが考えられる(特許文献1、第3図参照)。また、より高性能化を図るために、非球面を積極的に用いることが考えられる(特許文献2参照)。
In order to meet such a demand, for example, a five-lens configuration with a relatively large number of lenses may be considered in order to achieve high resolution (see
近年の高画素化の進んだ撮像素子に対応するために、撮像レンズとしては、全長の短縮化を図りつつ中心画角から周辺画角まで高い結像性能を有するレンズ系の開発が望まれている。上記特許文献1に記載の5枚構成のレンズは、近年の高画素化に対応するためには全般的に性能が不十分である。また、上記特許文献2に記載の撮像レンズは軸上色収差は良好に補正されているものの、倍率色収差の補正が不十分である。
In order to cope with recent imaging elements with higher pixel count, it is desirable to develop a lens system that has high imaging performance from the central angle of view to the peripheral angle of view while shortening the overall length. Yes. The five-lens lens described in
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、全長の短縮化を図りつつ、諸収差が良好に補正され、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を実現することができる撮像レンズ、およびその撮像レンズを搭載して高解像の撮像画像を得ることができる撮像装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to achieve various imaging with good correction from a central field angle to a peripheral field angle while shortening the overall length. It is an object of the present invention to provide an imaging lens that can perform imaging and an imaging apparatus that can obtain a high-resolution captured image by mounting the imaging lens.
本発明に係る撮像レンズは、物体側から順に、物体側の面が凸面とされた正のパワーを有する第1レンズと、光軸近傍の形状が物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズである第2レンズと、光軸近傍の形状が物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである第3レンズと、像側の面が光軸近傍において凹形状であると共に周辺部において凸形状であり、光軸近傍において正のパワーを有する第4レンズと、像側の面が光軸近傍において凹形状である第5レンズからなり、第1レンズと第2レンズの間に配置された絞りを備えたものである。 The imaging lens according to the present invention is a first lens having a positive power in which the object-side surface is a convex surface in order from the object side, and a positive meniscus lens whose shape near the optical axis is a concave surface facing the object side. A second lens, a third lens that is a negative meniscus lens having a concave shape facing the object side and a shape near the optical axis, and the image side surface is concave near the optical axis and convex at the periphery, includes a fourth lens having a positive power in the vicinity of the optical axis, the image side surface is Ri Do fifth lens is a concave shape in the vicinity of the optical axis, the placed stop between the first lens and the second lens It is a thing.
本発明に係る撮像レンズでは、全体として5枚というレンズ構成において、各レンズ要素のパワー配置の最適化を図ると共に、非球面を効率的に用いてレンズ形状の最適化を図ることで、レンズ構成の全体的な最適化が行われ、全長の短縮化を図りつつ、諸収差が良好に補正される。 In the imaging lens according to the present invention, in the lens configuration of five lenses as a whole, the power configuration of each lens element is optimized, and the lens shape is optimized by efficiently using an aspheric surface. As a result, the various aberrations are favorably corrected while shortening the overall length.
本発明に係る撮像レンズにおいて、さらに、次の好ましい構成を適宜選択的に採用して満足することで、全長の短縮化や結像性能に関して、より有利なものとすることができる。 In the imaging lens according to the present invention, the following preferable configuration can be selectively adopted as appropriate to be satisfied, whereby the overall length can be shortened and the imaging performance can be more advantageous.
また、本発明に係る撮像レンズにおいて、以下の条件を適宜選択的に満足することが好ましい。
0.8≦|R1/R2|≦2.5 ……(2)
1.5≦TL/f≦2.0 ……(3)
D6/D8≦1.5 ……(4)
1.0≦|f5/f|≦10.0 ……(5)
0.75≦f1/f≦5.0 ……(6)
0.4≦|f3*(1/f4+1/f5)|≦1.0 ……(7)
ただし、
f:全体の焦点距離
fi:第iレンズの近軸焦点距離
TL:全長(最も物体側の面から像面までの光軸上距離。第5レンズの像側面頂点から像面までは空気換算長)
R1:第1レンズの物体側の面の近軸曲率半径
R2:第1レンズの像側の面の近軸曲率半径
D6:第3レンズと第4レンズとの光軸上間隔
D8:第4レンズと第5レンズとの光軸上間隔
とする。
In the imaging lens according to the present invention, it is preferable that the following conditions are selectively satisfied as appropriate.
0.8 ≦ | R1 / R2 | ≦ 2.5 (2)
1.5 ≦ TL / f ≦ 2.0 (3)
D6 / D8 ≦ 1.5 (4)
1.0 ≦ | f5 / f | ≦ 10.0 (5)
0.75 ≦ f1 / f ≦ 5.0 (6)
0.4 ≦ | f3 * (1 / f4 + 1 / f5) | ≦ 1.0 (7)
However,
f: Overall focal length fi: Paraxial focal length of the i-th lens TL: Full length (distance on the optical axis from the surface closest to the object side to the image plane. The air conversion length from the apex side surface of the fifth lens to the image plane )
R1: Paraxial radius of curvature of the object side surface of the first lens R2: Paraxial radius of curvature of the image side surface of the first lens D6: Spacing on the optical axis between the third lens and the fourth lens D8: Fourth lens And the fifth lens are on the optical axis.
また特に、本発明に係る撮像レンズにおいては、以下の条件を適宜選択的に満足することが好ま しい。
ν3≦30 ……(8)
0.4≦f12/f≦1.0 ……(9)
0.2≦|f2/f1|≦0.8 ……(10)
ただし、
ν3:第3レンズのアッベ数
f:全体の焦点距離
f12:第1レンズと第2レンズとの合成焦点距離
f1:第1レンズの近軸焦点距離
f2:第2レンズの近軸焦点距離
とする。
In particular, in the imaging lens according to the present invention, it is preferable that the following conditions are selectively satisfied as appropriate.
ν3 ≦ 30 (8)
0.4 ≦ f12 / f ≦ 1.0 (9)
0.2 ≦ | f2 / f1 | ≦ 0.8 (10)
However,
ν3: Abbe number of the third lens f: Overall focal length f12: Combined focal length of the first lens and the second lens f1: Paraxial focal length of the first lens f2: Paraxial focal length of the second lens .
本発明による撮像装置は、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光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えたものである。
本発明による撮像装置では、本発明の撮像レンズによって得られた高解像の光学像に基づいて高解像の撮像信号が得られる。
An imaging apparatus according to the present invention includes an imaging lens according to the present invention and an imaging element that outputs an imaging signal corresponding to an optical image formed by the imaging lens.
In the imaging apparatus according to the present invention, a high-resolution imaging signal is obtained based on the high-resolution optical image obtained by the imaging lens of the present invention.
本発明に係る撮像レンズによれば、全体として5枚というレンズ構成において、各レンズ要素のパワー配置の最適化を行うと共に、非球面を効率的に用いてレンズ形状の最適化を図り、レンズ構成の全体的な最適化を行うようにしたので、全長の短縮化を図りつつ、諸収差が良好に補正され、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を有するレンズ系を実現できる。
さらに、第3レンズにアッベ数が30以下の高分散の負レンズを用いるようにした場合には、特に軸上および倍率の色収差を良好に補正でき、より高性能のレンズ系を実現できる。
According to the imaging lens of the present invention, in a lens configuration of five as a whole, the power arrangement of each lens element is optimized, and the lens shape is optimized by efficiently using an aspheric surface. Thus, it is possible to realize a lens system in which various aberrations are favorably corrected and high imaging performance from the central field angle to the peripheral field angle is achieved while shortening the overall length.
Further, when a high-dispersion negative lens having an Abbe number of 30 or less is used as the third lens, it is possible to satisfactorily correct axial and magnification chromatic aberration, and to realize a higher-performance lens system.
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光学像に応じた撮像信号を出力するようにしたので、その撮像信号に基づいて高解像の撮影画像を得ることができる。 Further, according to the imaging apparatus of the present invention, since an imaging signal corresponding to the optical image formed by the high-performance imaging lens of the present invention is output, high-resolution imaging is performed based on the imaging signal. An image can be obtained.
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、本発明の参考例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の数値参考例(図11,図21)のレンズ構成に対応している。同様にして、後述の第2ないし第4の数値参考例、本発明の実施形態に係る第4の数値実施例ないし第9の数値実施例、および、第10の数値参考例(図12〜図20および図22〜図30)のレンズ構成にそれぞれ対応する第2ないし第10の構成例の断面構成を、図2〜図10に示す。図1〜図10において、符号Riは、最も物体側のレンズ要素の面を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であるため、以下では、図1に示した撮像レンズの構成例を基本にして説明し、必要に応じて図2〜図10の構成例についても説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a first configuration example of an imaging lens according to a reference example of the present invention. This configuration example corresponds to the lens configuration of a first numerical reference example (FIGS. 11 and 21) described later. Similarly, second to fourth numerical reference examples to be described later, fourth numerical example to ninth numerical example, and tenth numerical reference example (FIGS. 12 to FIG. 12) according to the embodiment of the present invention. FIGS. 2 to 10 show cross-sectional configurations of second to tenth configuration examples corresponding to the lens configurations of FIGS. In FIG. 1 to FIG. 10, the symbol Ri is the curvature of the i-th surface that is numbered sequentially so as to increase toward the image side (imaging side) with the surface of the lens element closest to the object side as the first. Indicates the radius. The symbol Di indicates the surface interval on the optical axis Z1 between the i-th surface and the i + 1-th surface. Since the basic configuration is the same in each configuration example, the configuration example of the imaging lens shown in FIG. 1 will be basically described below, and the configuration examples in FIGS. explain.
本実施の形態に係る撮像レンズは、CCDやCMOS等の撮像素子を用いた各種撮像機器、特に、比較的小型の携帯端末機器、例えばデジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機、およびPDA等に用いて好適なものである。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L1と、第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と、第5レンズL5とを備えている。 The imaging lens according to the present embodiment is used for various imaging devices using an imaging device such as a CCD or CMOS, particularly for relatively small portable terminal devices such as digital still cameras, camera-equipped mobile phones, and PDAs. Is preferred. This imaging lens includes a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, and a fifth lens L5 in order from the object side along the optical axis Z1. .
本実施の形態に係る撮像装置は、本実施の形態に係る撮像レンズと、この撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するCCDなどの撮像素子100とを備えて構成される。撮像素子100は、この撮像レンズの結像面(撮像面)に配置される。第5レンズL5と撮像素子100との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材CGが配置されていても良い。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ていても良い。この場合、光学部材CGとして例えば平板状のカバーガラスに、赤外線カットフィルタやNDフィルタ等のフィルタ効果のあるコートが施されたものを使用しても良い。
また、第2の構成例(図2)のように、光学部材CGを用いずに、第5レンズL5にコートを施す等して光学部材CGと同等の効果を持たせるようにしても良い。これにより、部品点数の削減と全長の短縮を図ることができる。
An imaging apparatus according to the present embodiment includes an imaging lens according to the present embodiment and an
Further, as in the second configuration example (FIG. 2), the same effect as the optical member CG may be provided by coating the fifth lens L5 without using the optical member CG. Thereby, the number of parts can be reduced and the total length can be shortened.
この撮像レンズはまた、絞りStを有している。絞りStは、光学的な開口絞りであり、第1レンズL1の前後に配置されていることが好ましい。本実施の形態においては、絞りStを第1レンズL1と第2レンズL2との間に配置している。ここでいう「第1レンズL1と第2レンズL2との間」とは、光軸上において、第1レンズL1の物体側の面の外縁位置もしくは像側の面の外縁位置と第2レンズL2の物体側の面の外縁位置との間のことをいう。当然、光軸上で第1レンズL1の像側の面頂点位置近傍に絞りStが配置される場合や第2レンズL2の物体側の面頂点位置近傍に絞りStが配置される場合をも含む意味である。 The imaging lens also has a diaphragm St. The stop St is an optical aperture stop, and is preferably disposed before and after the first lens L1. In the present embodiment, the diaphragm St is disposed between the first lens L1 and the second lens L2. Here, “between the first lens L1 and the second lens L2” means on the optical axis the outer edge position of the object-side surface or the outer edge position of the image-side surface of the first lens L1 and the second lens L2. It is between the outer edge position of the object side surface. Naturally, this includes the case where the stop St is disposed near the image-side surface vertex position of the first lens L1 on the optical axis, and the case where the stop St is disposed near the object-side surface vertex position of the second lens L2. Meaning.
この撮像レンズは、高性能化のためには、第1レンズL1ないし第5レンズL5のそれぞれにおいて、少なくとも1面に非球面を用いることが好ましい。 In order to improve the performance of the imaging lens, it is preferable to use an aspherical surface for at least one of the first lens L1 to the fifth lens L5.
この撮像レンズにおいて、第1レンズL1は光軸近傍において正のパワーを有している。第1レンズL1は、物体側の面が光軸近傍において凸面とされている。第1レンズL1は光軸近傍において物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状であることが好ましい。 In this imaging lens, the first lens L1 has a positive power in the vicinity of the optical axis. In the first lens L1, the object side surface is convex in the vicinity of the optical axis. The first lens L1 preferably has a positive meniscus shape with a convex surface facing the object side in the vicinity of the optical axis.
本明細書における参考例1〜4にかかる撮像レンズでは、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4および第5レンズL5の光軸近傍のパワーはそれぞれ、例えば負、正、負、正のパワーとされている(図1〜図4の第1〜第4の構成例)。また、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4および第5レンズL5の光軸近傍のパワーをそれぞれ、例えば正、負、正、負のパワーで構成しても良い(図5〜図10の第5〜第10の構成例)。 In the imaging lenses according to Reference Examples 1 to 4 in this specification, the power in the vicinity of the optical axis of the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, and the fifth lens L5 is, for example, negative, positive, negative, The power is positive (first to fourth configuration examples in FIGS. 1 to 4). Further, the power in the vicinity of the optical axis of the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, and the fifth lens L5 may be constituted by, for example, positive, negative, positive, and negative power, respectively (FIG. 5). (5th-10th structural example of FIG. 10).
この撮像レンズでは、第2レンズL2ないし第5レンズL5において、アッベ数が30以下の高分散の負レンズを1つのみ用いるようにしている。例えば、第2レンズL2ないし第5レンズL5を負、正、負、正のパワーで構成した場合には、第2レンズL2をアッベ数が30以下の負レンズで構成すると良い。また例えば、第2レンズL2ないし第5レンズL5を正、負、正、負のパワーで構成した場合には、第3レンズL3をアッベ数が30以下の負レンズで構成すると良い。 In this imaging lens, only one high-dispersion negative lens having an Abbe number of 30 or less is used in the second lens L2 to the fifth lens L5. For example, when the second lens L2 to the fifth lens L5 are configured with negative, positive, negative, and positive power, the second lens L2 may be configured with a negative lens having an Abbe number of 30 or less. For example, when the second lens L2 to the fifth lens L5 are configured with positive, negative, positive, and negative powers, the third lens L3 may be configured with a negative lens having an Abbe number of 30 or less.
第2レンズL2は、光軸近傍においてメニスカス形状とされている。第2レンズL2を光軸近傍において負レンズとする場合、第2レンズL2が光軸近傍において像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであることが好ましい。また、第2レンズL2を光軸近傍において正レンズとする場合、第2レンズL2が光軸近傍の形状が物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとされていることが好ましい。 The second lens L2 has a meniscus shape in the vicinity of the optical axis. When the second lens L2 is a negative lens in the vicinity of the optical axis, the second lens L2 is preferably a negative meniscus lens having a concave surface facing the image side in the vicinity of the optical axis. When the second lens L2 is a positive lens in the vicinity of the optical axis, the second lens L2 is preferably a positive meniscus lens having a shape in the vicinity of the optical axis with a concave surface facing the object side.
第3レンズL3は。像側の面が光軸近傍において凸形状とされている。第3レンズL3を光軸近傍において正レンズとする場合、物体側の面を、光軸近傍において凹形状で周辺部において凸形状となるような非球面を用いることが好ましい。第3レンズL3を光軸近傍において負レンズとする場合、光軸近傍の形状が物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとされていることが好ましい。 The third lens L3. The image side surface is convex in the vicinity of the optical axis. When the third lens L3 is a positive lens in the vicinity of the optical axis, it is preferable to use an aspherical surface that has a concave shape in the vicinity of the optical axis and a convex shape in the periphery. When the third lens L3 is a negative lens in the vicinity of the optical axis, the shape in the vicinity of the optical axis is preferably a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side.
第4レンズL4は、両面が非球面形状であることが好ましい。また、第4レンズL4には、光軸近傍と周辺部とで異なる凹凸形状となるような非球面を用いることが好ましい。例えば、像側の面が光軸近傍において凹形状であると共に周辺部において凸形状となるような非球面とされていることが好ましい。また、物体側の面が、光軸近傍において凸形状であると共に周辺部において凹形状となるような非球面とされていることが好ましい。 The fourth lens L4 is preferably aspheric on both sides. The fourth lens L4 is preferably an aspherical surface that has different concave and convex shapes in the vicinity of the optical axis and in the periphery. For example, it is preferable that the image-side surface is an aspherical surface that is concave in the vicinity of the optical axis and convex in the peripheral portion. Further, it is preferable that the object-side surface has an aspherical surface that is convex in the vicinity of the optical axis and concave in the peripheral portion.
第5レンズL5は、両面が非球面形状であることが好ましい。第5レンズL5は、光軸近傍において物体側の面が凸面であることが好ましい。ただし、第5レンズL5の物体側の面を、光軸近傍において平面や弱い凹面(曲率半径の絶対値の大きい凹面)にすることも可能である。また、第5レンズL5は、像側の面が、周辺部において凸形状となるような非球面とされていることが好ましい。例えば第5レンズL5を光軸近傍において負レンズとする場合、像側の面が光軸近傍において凹形状で、周辺部において凸形状となるような非球面とされていることが好ましい。 The fifth lens L5 is preferably aspheric on both sides. The fifth lens L5 preferably has a convex surface on the object side in the vicinity of the optical axis. However, the object-side surface of the fifth lens L5 can be a flat surface or a weak concave surface (concave surface having a large absolute value of the radius of curvature) in the vicinity of the optical axis. Further, it is preferable that the fifth lens L5 has an aspherical surface in which the image side surface has a convex shape in the peripheral portion. For example, when the fifth lens L5 is a negative lens in the vicinity of the optical axis, it is preferable that the surface on the image side is an aspherical surface having a concave shape in the vicinity of the optical axis and a convex shape in the peripheral portion.
この撮像レンズはまた、以下の条件を適宜選択的に満足することが好ましい。
0.8≦|R1/R2|≦2.5 ……(2)
1.5≦TL/f≦2.0 ……(3)
D6/D8≦1.5 ……(4)
1.0≦|f5/f|≦10.0 ……(5)
0.75≦f1/f≦5.0 ……(6)
0.4≦|f3*(1/f4+1/f5)|≦1.0 ……(7)
ただし、
R1:第1レンズL1の物体側の面の近軸曲率半径
R2:第1レンズL1の像側の面の近軸曲率半径
f:全体の焦点距離
f1:第1レンズL1の近軸焦点距離
f3:第3レンズL3の近軸焦点距離
f4:第4レンズL4の近軸焦点距離
f5:第5レンズL5の近軸焦点距離
TL:全長(最も物体側の面から像面までの光軸上距離。第5レンズL5の像側面頂点から像面までは空気換算長)
D6:第3レンズL3と第4レンズL4との光軸上間隔
D8:第4レンズL4と第5レンズL5との光軸上間隔
とする。
It is preferable that the imaging lens also selectively satisfies the following conditions as appropriate.
0.8 ≦ | R1 / R2 | ≦ 2.5 (2)
1.5 ≦ TL / f ≦ 2.0 (3)
D6 / D8 ≦ 1.5 (4)
1.0 ≦ | f5 / f | ≦ 10.0 (5)
0.75 ≦ f1 / f ≦ 5.0 (6)
0.4 ≦ | f3 * (1 / f4 + 1 / f5) | ≦ 1.0 (7)
However,
R1: Paraxial radius of curvature of the object side surface of the first lens L1 R2: Paraxial radius of curvature of the image side surface of the first lens L1 f: Overall focal length f1: Paraxial focal length of the first lens L1 f3 : Paraxial focal length of the third lens L3 f4: Paraxial focal length of the fourth lens L4 f5: Paraxial focal length of the fifth lens L5 TL: Total length (distance on the optical axis from the surface closest to the object side to the image plane) (From the top of the image side surface of the fifth lens L5 to the image surface is the air equivalent length)
D6: Distance on the optical axis between the third lens L3 and the fourth lens L4 D8: Distance on the optical axis between the fourth lens L4 and the fifth lens L5.
また、以下の条件を適宜選択的に満足することが好ましい。
0.1≦D5/f≦0.25 ……(11)
ただし、
D5:第3レンズL3の中心厚
とする。
Moreover, it is preferable that the following conditions are selectively satisfied as appropriate.
0.1 ≦ D5 / f ≦ 0.25 (11)
However,
D5: The center thickness of the third lens L3.
また特に、第1レンズL1ないし第5レンズL5を物体側から順に、正、正、負、正、負のパワーで構成した場合には、以下の条件を適宜選択的に満足することが好ましい。
ν3≦30 ……(8)
0.4≦f12/f≦1.0 ……(9)
0.2≦|f2/f1|≦0.8 ……(10)
0.5≦f4/f≦1.2 ……(12)
ただし、
ν3:第3レンズのアッベ数
f12:第1レンズと第2レンズとの合成焦点距離
f2:第2レンズの近軸焦点距離
とする。
In particular, when the first lens L1 to the fifth lens L5 are configured in order of positive, positive, negative, positive, and negative power from the object side, it is preferable that the following conditions are selectively satisfied as appropriate.
ν3 ≦ 30 (8)
0.4 ≦ f12 / f ≦ 1.0 (9)
0.2 ≦ | f2 / f1 | ≦ 0.8 (10)
0.5 ≦ f4 / f ≦ 1.2 (12)
However,
ν3: Abbe number of the third lens f12: Composite focal length of the first lens and the second lens f2: Paraxial focal length of the second lens.
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、特に条件式に関する作用および効果をより詳細に説明する。 Next, operations and effects of the imaging lens configured as described above, particularly operations and effects related to conditional expressions, will be described in more detail.
本実施の形態に係る撮像レンズでは、全体として5枚というレンズ構成において、各レンズ要素のパワー配置の最適化を図ると共に、非球面を効率的に用いてレンズ形状の最適化を図ることで、レンズ構成の全体的な最適化が行われ、全長の短縮化を図りつつ、諸収差が良好に補正される。 In the imaging lens according to the present embodiment, in the lens configuration of five as a whole, by optimizing the power arrangement of each lens element, and by optimizing the lens shape by efficiently using an aspheric surface, The entire lens configuration is optimized, and various aberrations are satisfactorily corrected while shortening the overall length.
特に、この撮像レンズでは、アッベ数が30以下の高分散の負レンズを1つのみ用いたことで、全長の短縮化を図りつつ、軸上および倍率の色収差が良好に補正される。特に高分散の負レンズを2つ以上用いた場合に比べて像面周辺部での色収差の増大が抑えられる。 In particular, in this imaging lens, only one high-dispersion negative lens having an Abbe number of 30 or less is used, so that axial and magnification chromatic aberrations are favorably corrected while shortening the overall length. In particular, an increase in chromatic aberration at the periphery of the image plane can be suppressed as compared with the case where two or more negative lenses with high dispersion are used.
例えば第1レンズL1ないし第5レンズL5を物体側から順に、正、正、負、正、負のパワーで構成した場合には、第3レンズL3の負レンズに関して条件式(8)を満足してアッベ数ν3を小さくし、負レンズとしての分散を大きくすることで、軸上の色収差の補正を中心として倍率の色収差および像面湾曲の補正も良好に行うことができる。
なお、第3レンズL3を負レンズにすると絞りStの位置が第1レンズL1よりも像側に配置される傾向になるが、広画角化を図りやすくなる。また、バックフォーカスを長く取ることが容易となる。
For example, when the first lens L1 to the fifth lens L5 are configured in order of positive, positive, negative, positive, and negative power from the object side, the conditional expression (8) is satisfied with respect to the negative lens of the third lens L3. Thus, by reducing the Abbe number ν3 and increasing the dispersion as a negative lens, it is possible to satisfactorily correct the lateral chromatic aberration and the curvature of field with a focus on correcting the axial chromatic aberration.
If the third lens L3 is a negative lens, the position of the stop St tends to be arranged on the image side of the first lens L1, but it is easy to achieve a wide angle of view. In addition, it is easy to take a long back focus.
この撮像レンズでは、第1レンズL1の物体側の面を光軸近傍において凸形状としたことで、その物体側の面以降での光束を細くし、第1レンズL1の像側の面での球面収差補正を容易にしている。 In this imaging lens, the object-side surface of the first lens L1 is convex in the vicinity of the optical axis, so that the light flux after the object-side surface is narrowed, and the first lens L1 is projected on the image-side surface. Spherical aberration correction is facilitated.
非球面形状に関しては、特に、第4レンズL4を中心部と周辺部とで異なる形状に変化させていることで、像面の中心部から周辺部にわたって像面湾曲を良好に補正している。第4レンズL4では、第1レンズL1、第2レンズL2、および第3レンズL3に比べて、画角ごとに光束が分離される。このため、特に、撮像素子100に比較的近いレンズ面である第4レンズL4の像側の面を、光軸近傍において像側に凹形状で周辺部において像側に凸形状となるようにすることで、画角ごとの収差補正が適切になされ、光束の撮像素子100への入射角度が一定の角度以下に制御される。従って、結像面全域における光量むらを軽減することができると共に、像面湾曲や歪曲収差等の補正に有利となる。
Regarding the aspherical shape, in particular, the fourth lens L4 is changed to have different shapes in the central portion and the peripheral portion, thereby favorably correcting the curvature of field from the central portion to the peripheral portion of the image plane. In the fourth lens L4, the luminous flux is separated at each angle of view as compared with the first lens L1, the second lens L2, and the third lens L3. For this reason, in particular, the image-side surface of the fourth lens L4, which is a lens surface relatively close to the
この撮像レンズでは、第5レンズL5を適切な非球面形状にすることで、像面格差、歪曲収差、周辺光量および光線の射出角度の補正を良好に行うことができる。第5レンズL5を非球面形状にしたとき、その非球面形状を中心部と周辺部とでなだらかに変化させることで、成型時の非球面形状の転写性能を良くすることができる。 In this imaging lens, by correcting the fifth lens L5 to an appropriate aspherical shape, it is possible to satisfactorily correct the image plane disparity, distortion, peripheral light amount, and light emission angle. When the fifth lens L5 has an aspherical shape, the aspherical shape can be smoothly changed between the central portion and the peripheral portion to improve the transfer performance of the aspherical shape at the time of molding.
この撮像レンズにおいて、レンズ全長を短縮化することと、撮像素子100に最も近い最終レンズ面が撮像面に近づきすぎないようにすること、この2つの要求を満たすには、レンズ系の厚さDL(図1参照)を適切な範囲にすることが好ましい。この撮像レンズにおいて非球面の面数を多くすると、製造時のばらつきに対する性能劣化の感度が大きくなる。厚さDLを小さくしすぎると、各レンズ要素の成型条件のばらつきや組み立て時のばらつきによる性能劣化が大きくなってしまう。
In order to satisfy these two requirements, in this imaging lens, to shorten the total lens length and to prevent the final lens surface closest to the
以下、その他の条件式の具体的意義について説明する。 Hereinafter, the specific significance of other conditional expressions will be described.
条件式(2)は、第1レンズL1の近軸形状に関する。条件式(2)の上限を超えて、例えば第1レンズL1の物体側の面の曲率半径R1が大きくなると物体側の面でのパワーが減ることを意味し、全長を小さくするうえで不利になる。また、有効画角の外から入ってきた光線が第1レンズL1の像側の面で反射し、さらに物体側の面で反射して像面に到って形成されるようなゴースト光が発生しやすくなってしまう。下限を超えて、例えば第1レンズL1の物体側の面の曲率半径R1が小さくなると物体側の面でのパワーが強くなることを意味し、球面収差がアンダー気味になると共に、歪曲収差がアンダー側、樽型の傾向になりすぎてしまう。
より良好な性能を得るために、条件式(2)の数値範囲は、
1.5≦|R1/R2|≦2.5 ……(2’)
であることが好ましい。
Conditional expression (2) relates to the paraxial shape of the first lens L1. If the radius of curvature R1 of the object side surface of the first lens L1 exceeds the upper limit of the conditional expression (2), for example, this means that the power on the object side surface decreases, which is disadvantageous in reducing the total length. Become. In addition, ghost light is generated in which a light beam entering from outside the effective angle of view is reflected on the image side surface of the first lens L1 and further reflected on the object side surface to reach the image surface. It becomes easy to do. If the radius of curvature R1 of the object side surface of the first lens L1, for example, becomes smaller than the lower limit, this means that the power on the object side surface becomes stronger, and the spherical aberration becomes under and the distortion aberration is under. It tends to be too barrel-shaped.
In order to obtain better performance, the numerical range of conditional expression (2) is
1.5 ≦ | R1 / R2 | ≦ 2.5 (2 ′)
It is preferable that
条件式(3)は、レンズ系の全長TLに関する。条件式(3)の上限を超えると、全長TLが大きくなりすぎてしまい、全長TLの短縮化に不利となる。下限を超えると、全長TLの短縮化には有利になるものの、画質の低下を招く。
より良好な性能を得るために、条件式(3)の数値範囲は、
1.6≦TL/f≦2.0 ……(3’)
であることが好ましい。
より好ましくは、
1.7≦TL/f≦1.9 ……(3'')
であると良い。
Conditional expression (3) relates to the total length TL of the lens system. If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the total length TL becomes too large, which is disadvantageous for shortening the total length TL. Exceeding the lower limit is advantageous for shortening the total length TL, but causes a reduction in image quality.
In order to obtain better performance, the numerical range of conditional expression (3) is
1.6 ≦ TL / f ≦ 2.0 (3 ′)
It is preferable that
More preferably,
1.7 ≦ TL / f ≦ 1.9 (3 ″)
Good to be.
条件式(4)は、第3レンズL3と第4レンズL4とのレンズ間隔D6、および第4レンズL4と第5レンズL5とのレンズ間隔D8に関する。第3レンズL3と第4レンズL4とのレンズ間隔D6は、一般に、組み立て時にどこまで近づけられるかの物理的限界がある。条件式(4)は、第4レンズL4と第5レンズL5とのレンズ間隔D8が、その限界からどれくらい余裕を持たせて設計されているかを表す。条件式(4)の上限を超えると、一般的に最終レンズである第5レンズL5と撮像素子100との間隔が縮まってしまい、平行平面板やフィルタ類を挿入できなくなってしまう。また、撮像素子100への主光線の入射角度が大きくなり、テレセントリック性が悪化してしまう傾向がある。下限を超えると、第4レンズL4の像側の面と第5レンズL5の物体側の面で形成される空気レンズの厚さが薄くなり、中間画角での像面湾曲、コマ収差、および歪曲収差を十分に補正できなくなる。
より良好な性能を得るために、条件式(4)の数値範囲は、
0.03≦D6/D8≦0.8 ……(4’)
であることが好ましい。
特に、第4レンズL4の光軸近傍のパワーが負である場合、
0.03≦D6/D8<0.2 ……(4'')
であることがより好ましい。
また特に、第4レンズL4の光軸近傍のパワーが正である場合、
0.2≦D6/D8≦0.8 ……(4''')
であることがより好ましい。
Conditional expression (4) relates to the lens interval D6 between the third lens L3 and the fourth lens L4, and the lens interval D8 between the fourth lens L4 and the fifth lens L5. The lens distance D6 between the third lens L3 and the fourth lens L4 generally has a physical limit on how close it can be when assembling. Conditional expression (4) represents how much the lens interval D8 between the fourth lens L4 and the fifth lens L5 is designed with a margin from the limit. If the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, the distance between the fifth lens L5, which is the final lens, and the
In order to obtain better performance, the numerical range of conditional expression (4) is
0.03 ≦ D6 / D8 ≦ 0.8 (4 ′)
It is preferable that
In particular, when the power near the optical axis of the fourth lens L4 is negative,
0.03 ≦ D6 / D8 <0.2 (4 ″)
It is more preferable that
In particular, when the power in the vicinity of the optical axis of the fourth lens L4 is positive,
0.2 ≦ D6 / D8 ≦ 0.8 (4 ′ ″)
It is more preferable that
条件式(5)は、第5レンズL5の焦点距離f5に関する。第5レンズL5は、主に像面湾曲、光線の射出角度、および歪曲収差の最終調整のための補正レンズとして使われる。条件式(5)の上限または下限を超えると、中間画角での像面湾曲の補正がしにくくなる。
より良好な性能を得るために、条件式(5)の数値範囲は、
第5レンズL5の光軸近傍のパワーが正である場合、
1.3≦|f5/f|<2.5 ……(5’)
であることが好ましい。
また特に、第5レンズL5の光軸近傍のパワーが負である場合、
2.5≦|f5/f|≦10.0 ……(5'')
であることが好ましい。
Conditional expression (5) relates to the focal length f5 of the fifth lens L5. The fifth lens L5 is mainly used as a correction lens for final adjustment of curvature of field, light emission angle, and distortion. When the upper limit or lower limit of conditional expression (5) is exceeded, it becomes difficult to correct curvature of field at an intermediate angle of view.
In order to obtain better performance, the numerical range of conditional expression (5) is
When the power near the optical axis of the fifth lens L5 is positive,
1.3 ≦ | f5 / f | <2.5 (5 ′)
It is preferable that
In particular, when the power near the optical axis of the fifth lens L5 is negative,
2.5 ≦ | f5 / f | ≦ 10.0 (5 ″)
It is preferable that
条件式(6)は、第1レンズL1の焦点距離f1に関する。条件式(6)の上限を超えると、第1レンズL1のパワーが減ることを意味し、全長を小さくするうえで不利になる。下限を超えると、第1レンズL1のパワーが増えることを意味し、球面収差がアンダー気味になると共に、歪曲収差がアンダー側、樽型の傾向になりすぎてしまう。また、第2レンズL2の焦点距離f2とのバランスがとりづらくなり、瞳の中間域での球面収差が不良になる。また、屈折率あるいは、物体側の面の曲率半径R1が小さくなることで、その面での製造ばらつきに対する性能劣化も大きくなりやすくなってしまう。
より良好な性能を得るために、条件式(6)の数値範囲は、
1.2≦f1/f≦2.5 ……(6’)
であることが好ましい。より好ましくは、
1.3≦f1/f≦1.7 ……(6'')
であることが好ましい。
Conditional expression (6) relates to the focal length f1 of the first lens L1. Exceeding the upper limit of conditional expression (6) means that the power of the first lens L1 is reduced, which is disadvantageous in reducing the overall length. If the lower limit is exceeded, it means that the power of the first lens L1 increases, and the spherical aberration tends to be under, and the distortion tends to be too barrel-shaped. Further, it becomes difficult to balance the focal length f2 of the second lens L2, and the spherical aberration in the intermediate region of the pupil becomes poor. Further, when the refractive index or the radius of curvature R1 of the object-side surface is reduced, performance degradation due to manufacturing variations on the surface tends to increase.
In order to obtain better performance, the numerical range of conditional expression (6) is
1.2 ≦ f1 / f ≦ 2.5 (6 ′)
It is preferable that More preferably,
1.3 ≦ f1 / f ≦ 1.7 (6 ″)
It is preferable that
条件式(7)は、この撮像レンズの後半の3つのレンズ(第3レンズL3〜第5レンズL5)の適切なパワーの関係を規定している。条件式(7)の上限を超えると、撮像素子100への主光線の入射角度が大きくなり、テレセントリック性が悪化してしまう。下限を超えると、全長の短縮化およびテレセントリック性の確保には有利であるが、倍率および軸上の色収差が大きくなってしまい、解像性能が劣化する。
Conditional expression (7) defines an appropriate power relationship among the last three lenses (third lens L3 to fifth lens L5) of the imaging lens. If the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, the incident angle of the principal ray on the
条件式(9)は、第1レンズL1と第2レンズL2との合成焦点距離f12に関する。条件式(9)の上限を超えると、第1レンズL1と第2レンズL2との合成のパワーが減ることを意味し、全長を小さくする上で不利になる。下限を超えると、合成のパワーが増えることを意味し、球面収差がアンダー気味になると共に、歪曲収差がアンダー側、樽型の傾向になりすぎてしまう。
より良好な性能を得るために、条件式(9)の数値範囲は、
0.5≦f12/f≦0.8 ……(9’)
であることが好ましい。
Conditional expression (9) relates to the combined focal length f12 of the first lens L1 and the second lens L2. If the upper limit of conditional expression (9) is exceeded, it means that the combined power of the first lens L1 and the second lens L2 is reduced, which is disadvantageous in reducing the overall length. If the lower limit is exceeded, it means that the power of synthesis increases, and spherical aberration tends to be under, and distortion tends to be an under-side, barrel-shaped tendency.
In order to obtain better performance, the numerical range of conditional expression (9) is
0.5 ≦ f12 / f ≦ 0.8 (9 ′)
It is preferable that
条件式(10)は、第1レンズL1と第2レンズL2とのパワーのバランスに関する。条件式(10)の上限を超えると、第2レンズL2のパワーに対し第1レンズL1のパワーが強くなりすぎてしまうことを意味し、像面湾曲がアンダーになり周辺光量が低下する。また、歪曲収差がマイナス側(樽型)の傾向になりすぎてしまう。下限を超えると、第2レンズL2のパワーに対し第1レンズL1のパワーが弱くなりすぎてしまうことを意味し、全長を小さくする上で不利になる。
より良好な性能を得るために、条件式(10)の数値範囲は、
0.3≦|f2/f1|≦0.65 ……(10’)
であることが好ましい。
Conditional expression (10) relates to the balance of power between the first lens L1 and the second lens L2. If the upper limit of the conditional expression (10) is exceeded, it means that the power of the first lens L1 becomes too strong with respect to the power of the second lens L2, and the field curvature becomes under and the peripheral light amount decreases. In addition, distortion tends to be on the minus side (barrel type) too much. Exceeding the lower limit means that the power of the first lens L1 becomes too weak with respect to the power of the second lens L2, which is disadvantageous in reducing the overall length.
In order to obtain better performance, the numerical range of conditional expression (10) is
0.3 ≦ | f2 / f1 | ≦ 0.65 (10 ′)
It is preferable that
条件式(11)は、第3レンズL3の中心厚D5に関する。条件式(11)の上限を超えると、全長の短縮化を図ったときに第3レンズL3の肉厚比の増大が生じ、成型時に面形状を安定して成型しにくくなる。また、例えば広画角化を図る際に、最大像高に対して8割程度の像高において撮像素子100への入射角度が大きくなってしまう。下限を超えると、主に中間画角での像面湾曲および歪曲収差が悪化してしまう。
Conditional expression (11) relates to the center thickness D5 of the third lens L3. If the upper limit of conditional expression (11) is exceeded, the thickness ratio of the third lens L3 increases when the overall length is shortened, and the surface shape becomes stable and difficult to mold during molding. Further, for example, when widening the angle of view, the incident angle to the
条件式(12)は、第4レンズL4の焦点距離f4に関する。条件式(12)は、この撮像レンズの後半のレンズ(第3レンズL3〜第5レンズL5)のパワーバランスと収差補正を担っている。条件式(12)の上限を超えると、第4レンズL4のパワーが弱くなりすぎ、特に撮像素子100への入射角度が大きくなってしまう。下限を超えると、第4レンズL4のパワーが強くなりすぎ、パワーバランスをとるために第3レンズL3と第5レンズL5のパワーも大きくなってしまう。この場合、収差をなめらかに補正することが困難となる。
より良好な性能を得るために、条件式(12)の数値範囲は、
0.6≦f4/f≦1.0 ……(12’)
であることが好ましい。
Conditional expression (12) relates to the focal length f4 of the fourth lens L4. Conditional expression (12) is responsible for power balance and aberration correction of the latter half of the imaging lens (third lens L3 to fifth lens L5). When the upper limit of conditional expression (12) is exceeded, the power of the fourth lens L4 becomes too weak, and in particular, the incident angle to the
In order to obtain better performance, the numerical range of conditional expression (12) is
0.6 ≦ f4 / f ≦ 1.0 (12 ′)
It is preferable that
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、レンズ構成の全体的な最適化を行うようにしたので、全長の短縮化を図りつつ、諸収差が良好に補正され、中心画角から周辺画角まで高い結像性能を有するレンズ系を実現できる。特に、非球面を効率的に用いて各レンズ形状の最適化を図ると共に、アッベ数が30以下の高分散の負レンズを1つのみ用いるようにしたので、全長の短縮化を図りつつ、特に軸上および倍率の色収差が良好に補正される。また、適宜好ましい条件を満足することで、製造適性が良好で、より高い結像性能を実現できる。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光学像に応じた撮像信号を出力するようにしたので、中心画角から周辺画角まで高解像の撮影画像を得ることができる。 As described above, according to the imaging lens according to the present embodiment, since the overall lens configuration is optimized, various aberrations are corrected well while shortening the overall length, and the center. A lens system having high imaging performance from the angle of view to the peripheral angle of view can be realized. In particular, each lens shape is optimized by efficiently using an aspheric surface, and only one high-dispersion negative lens having an Abbe number of 30 or less is used. Axial and magnification chromatic aberrations are corrected well. In addition, by satisfying the preferable conditions as appropriate, manufacturing aptitude is good and higher imaging performance can be realized. In addition, according to the imaging apparatus according to the present embodiment, the imaging signal corresponding to the optical image formed by the high-performance imaging lens according to the present embodiment is output. A high-resolution captured image can be obtained up to the corner.
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および数値参考例について説明する。以下では、複数の数値実施例をまとめて説明する。 Next, specific numerical examples and numerical reference examples of the imaging lens according to the present embodiment will be described. Hereinafter, a plurality of numerical examples will be described together.
図11および図21は、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示している。特に図11にはその基本的なレンズデータを示し、図21には非球面に関するデータを示す。図11に示したレンズデータにおける面番号Siの欄には、参考例1に係る撮像レンズについて、最も物体側のレンズ要素の面を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。Ndjの欄には、物体側からj番目の光学要素のd線(587.6nm)に対する屈折率の値を示す。νdjの欄には、物体側からj番目の光学要素のd線に対するアッベ数の値を示す。図11の欄外には、諸データとして、全系の焦点距離f(mm)の値を示す。 11 and 21 show specific lens data corresponding to the configuration of the imaging lens shown in FIG. In particular, FIG. 11 shows the basic lens data, and FIG. 21 shows data related to the aspherical surface. In the field of the surface number Si in the lens data shown in FIG. 11, for the imaging lens according to Reference Example 1, the surface of the lens element closest to the object side is the first, and the numbers are sequentially increased toward the image side. The number of the i-th surface marked with is shown. In the column of the curvature radius Ri, the value (mm) of the curvature radius of the i-th surface from the object side is shown in correspondence with the reference symbol Ri in FIG. Similarly, the column of the surface interval Di indicates the interval (mm) on the optical axis between the i-th surface Si and the i + 1-th surface Si + 1 from the object side. In the column Ndj, the refractive index value for the d-line (587.6 nm) of the j-th optical element from the object side is shown. The column of νdj shows the Abbe number value for the d-line of the j-th optical element from the object side. Outside the column of FIG. 11, the values of the focal length f (mm) of the entire system are shown as various data.
この参考例1に係る撮像レンズは、第1レンズL1ないし第5レンズL5の両面がすべて非球面形状となっている。図11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(近軸曲率半径)の数値を示している。 In the imaging lens according to Reference Example 1, both surfaces of the first lens L1 to the fifth lens L5 are all aspherical. The basic lens data in FIG. 11 shows numerical values of the curvature radius in the vicinity of the optical axis (paraxial curvature radius) as the curvature radius of these aspheric surfaces.
図21には参考例1の撮像レンズにおける非球面データを示す。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。 FIG. 21 shows aspheric data in the imaging lens of Reference Example 1. In the numerical values shown as aspherical data, the symbol “E” indicates that the subsequent numerical value is a “power exponent” with a base of 10, and the numerical value represented by an exponential function with the base of 10 is Indicates that the value before “E” is multiplied. For example, “1.0E-02” indicates “1.0 × 10 −2 ”.
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Ai,Kの値を記す。Zは、より詳しくは、光軸から高さhの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面(光軸に垂直な平面)に下ろした垂線の長さ(mm)を示す。 As the aspheric surface data, the values of the coefficients Ai and K in the aspheric surface expression represented by the following expression (A) are described. More specifically, Z is the length (mm) of a perpendicular line drawn from a point on the aspheric surface at a height h from the optical axis to the tangential plane (plane perpendicular to the optical axis) of the apex of the aspheric surface. Show.
Z=C・h2/{1+(1−K・C2・h2)1/2}+ΣAi・hi ……(A)
ただし、
Z:非球面の深さ(mm)
h:光軸からレンズ面までの距離(高さ)(mm)
K:離心率
C:近軸曲率=1/R
(R:近軸曲率半径)
Ai:第i次(iは3以上の整数)の非球面係数
Z = C · h 2 / {1+ (1−K · C 2 · h 2 ) 1/2 } + ΣAi · h i (A)
However,
Z: Depth of aspheric surface (mm)
h: Distance from the optical axis to the lens surface (height) (mm)
K: eccentricity C: paraxial curvature = 1 / R
(R: paraxial radius of curvature)
Ai: i-th order (i is an integer of 3 or more) aspheric coefficient
参考例1の撮像レンズでは、各非球面が、非球面係数Aiとして、第10次までの係数A3〜A10を必要に応じて有効に用いて表されている。 In the imaging lens of Reference Example 1, each aspheric surface is represented as the aspheric coefficient Ai by effectively using the coefficients A3 to A10 up to the tenth order as necessary.
以上の参考例1の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参考例2として、図12および図22に示す。また同様にして、図3〜図10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参考例3、参考例4、実施例5ないし実施例9および参考例10として、図13〜図20および図23〜図30にそれぞれ示す。これらの参考例2〜参考例4、実施例5〜実施例9および参考例10に係る撮像レンズにおいても、第1レンズL1ないし第5レンズL5の両面がすべて非球面形状となっている。 Similar to the imaging lens of Reference Example 1 described above, specific lens data corresponding to the configuration of the imaging lens shown in FIG. 2 is shown as Reference Example 2 in FIGS. 12 and 22. Similarly, specific lens data corresponding to the configuration of the imaging lens shown in FIGS. 3 to 10 is referred to as Reference Example 3, Reference Example 4, Examples 5 to 9 and Reference Example 10, and FIGS. 20 and 23 to 30 respectively. Also in the imaging lenses according to Reference Examples 2 to 4, Examples 5 to 9 and Reference Example 10, both surfaces of the first lens L1 to the fifth lens L5 are all aspherical.
また、図31には、上述の各条件式に関する値を、各実施例および各参考例についてまとめたものを示す。図31において、数値に「*」を付した部分は条件式の数値範囲から外れていることを示している。 FIG. 31 shows a summary of values relating to the above-described conditional expressions for each of the examples and reference examples. In FIG. 31, the part with “*” added to the numerical value indicates that it is out of the numerical value range of the conditional expression.
図32(A)〜(C)はそれぞれ、参考例1の撮像レンズにおける球面収差、非点収差(像面湾曲)、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(波長546.07nm)を基準波長とした収差を示す。球面収差図および非点収差図には、F線(波長486.13nm),C線(波長656.27nm)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(S)、破線はタンジェンシャル方向(T)の収差を示す。FNo.はF値、Yは像高を示す。 FIGS. 32A to 32C show spherical aberration, astigmatism (field curvature), and distortion (distortion aberration) in the imaging lens of Reference Example 1, respectively. Each aberration diagram shows an aberration with the e-line (wavelength 546.07 nm) as a reference wavelength. The spherical aberration diagram and the astigmatism diagram also show aberrations for the F line (wavelength 486.13 nm) and the C line (wavelength 656.27 nm). In the astigmatism diagram, the solid line indicates the sagittal direction (S), and the broken line indicates the tangential direction (T). FNo. Indicates the F value, and Y indicates the image height.
同様に、参考例2の撮像レンズについての諸収差を図33(A)〜(C)に示す。同様にして、参考例3ないし参考例4、実施例5ないし実施例9および参考例10の撮像レンズについての諸収差を図34(A)〜(C)ないし図41(A)〜(C)にそれぞれ示す。 Similarly, various aberrations with respect to the imaging lens of Reference Example 2 are shown in FIGS. Similarly, various aberrations of the imaging lenses of Reference Example 3 to Reference Example 4, Example 5 to Example 9, and Reference Example 10 are shown in FIGS. 34 (A) to (C) to FIGS. 41 (A) to (C). Respectively.
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、全長の短縮化と共に高い結像性能が実現されている。 As can be seen from the numerical data and aberration diagrams described above, in each example, high imaging performance is realized along with shortening the total length.
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。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment and each Example, A various deformation | transformation implementation is possible. For example, the radius of curvature, the surface interval, and the refractive index of each lens component are not limited to the values shown in the above numerical examples, and may take other values.
また、上記各実施例では、すべて固定焦点で使用する前提での記載とされているが、フォーカス調整可能な構成とすることも可能である。例えばレンズ系全体を繰り出したり、一部のレンズを光軸上で動かしてオートフォーカス可能な構成とすることも可能である。 In each of the above embodiments, the description is based on the premise that the fixed focus is used. However, it is possible to adopt a configuration in which focus adjustment is possible. For example, the entire lens system can be extended, or a part of the lenses can be moved on the optical axis to enable autofocusing.
L1…第1レンズ、L2…第2レンズ、L3…第3レンズ、L4…第4レンズ、L5…第5レンズ、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、100…撮像素子(像面)。 L1 ... first lens, L2 ... second lens, L3 ... third lens, L4 ... fourth lens, L5 ... fifth lens, St ... aperture stop, Ri ... radius of curvature of the i-th lens surface from the object side, Di: a distance between the i-th lens surface and the (i + 1) -th lens surface from the object side, Z1: an optical axis, 100: an image sensor (image plane).
Claims (11)
物体側の面が凸面とされた正のパワーを有する第1レンズと、
光軸近傍の形状が物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズである第2レンズと、
光軸近傍の形状が物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズである第3レンズと、
像側の面が光軸近傍において凹形状であると共に周辺部において凸形状であり、光軸近傍において正のパワーを有する第4レンズと、
像側の面が光軸近傍において凹形状である第5レンズと
からなり、
前記第1レンズと前記第2レンズの間に配置された絞りを備えたことを特徴とする5枚構成の撮像レンズ。 From the object side,
A first lens having positive power in which the object side surface is convex;
A second lens which is a positive meniscus lens having a shape near the optical axis and a concave surface facing the object side;
A third lens that is a negative meniscus lens having a shape near the optical axis and a concave surface facing the object side;
A fourth lens whose surface on the image side has a concave shape in the vicinity of the optical axis and a convex shape in the peripheral portion, and has a positive power in the vicinity of the optical axis;
Ri Tona a fifth lens is a concave surface on the image side in the vicinity of the optical axis,
An imaging lens having a five-lens configuration, comprising a stop disposed between the first lens and the second lens.
ことを特徴とする請求項1に記載の5枚構成の撮像レンズ。
0.8≦|R1/R2|≦2.5 ……(2)
ただし、
R1:第1レンズの物体側の面の近軸曲率半径
R2:第1レンズの像側の面の近軸曲率半径
とする。 The imaging lens according to claim 1, further satisfying the following conditional expression:
0.8 ≦ | R1 / R2 | ≦ 2.5 (2)
However,
R1: Paraxial radius of curvature of the object side surface of the first lens R2: Paraxial radius of curvature of the image side surface of the first lens.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の5枚構成の撮像レンズ。
1.5≦TL/f≦2.0 ……(3)
ただし、
f:全体の焦点距離
TL:全長(最も物体側の面から像面までの光軸上距離。第5レンズL5の像側面頂点から像面までは空気換算長)
とする。 The imaging lens according to claim 1 or 2, further satisfying the following conditional expression.
1.5 ≦ TL / f ≦ 2.0 (3)
However,
f: Overall focal length TL: Full length (distance on the optical axis from the surface closest to the object side to the image plane. The air conversion length from the apex side surface of the fifth lens L5 to the image plane)
And
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の5枚構成の撮像レンズ。
D6/D8≦1.5 ……(4)
ただし、
D6:第3レンズと第4レンズとの光軸上間隔
D8:第4レンズと第5レンズとの光軸上間隔
とする。 The imaging lens having a five-element structure according to any one of claims 1 to 3, further satisfying the following conditional expression.
D6 / D8 ≦ 1.5 (4)
However,
D6: Distance on the optical axis between the third lens and the fourth lens D8: Distance on the optical axis between the fourth lens and the fifth lens.
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5枚構成の撮像レンズ。
1.0≦|f5/f|≦10.0 ……(5)
ただし、
f:全体の焦点距離
f12:第1レンズと第2レンズとの合成焦点距離
f5:第5レンズの近軸焦点距離
とする。 5. The five-lens imaging lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
1.0 ≦ | f5 / f | ≦ 10.0 (5)
However,
f: Overall focal length f12: Combined focal length of the first lens and the second lens f5: Paraxial focal length of the fifth lens.
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5枚構成の撮像レンズ。
0.75≦f1/f≦5.0 ……(6)
ただし、
f1:第1レンズの近軸焦点距離
とする。 6. The imaging lens having a five-element structure according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.75 ≦ f1 / f ≦ 5.0 (6)
However,
f1: The paraxial focal length of the first lens.
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5枚構成の撮像レンズ。
0.4≦|f3*(1/f4+1/f5)|≦1.0 ……(7)
ただし、
f3:第3レンズの近軸焦点距離
f4:第4レンズの近軸焦点距離
f5:第5レンズの近軸焦点距離
とする。 The imaging lens having a five-element structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.4 ≦ | f3 * (1 / f4 + 1 / f5) | ≦ 1.0 (7)
However,
f3: Paraxial focal length of the third lens f4: Paraxial focal length of the fourth lens f5: Paraxial focal length of the fifth lens.
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5枚構成の撮像レンズ。
ν3≦30 ……(8)
ただし、
ν3:第3レンズのアッベ数
とする。 The imaging lens having a five-element structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the following conditional expression is satisfied.
ν3 ≦ 30 (8)
However,
ν3: The Abbe number of the third lens.
ことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の5枚構成の撮像レンズ。
0.4≦f12/f≦1.0 ……(9)
ただし、
f:全体の焦点距離
f12:第1レンズと第2レンズとの合成焦点距離
とする。 The imaging lens according to claim 1, further satisfying the following conditional expression:
0.4 ≦ f12 / f ≦ 1.0 (9)
However,
f: Overall focal length f12: The combined focal length of the first lens and the second lens.
さらに以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の5枚構成の撮像レンズ。
0.2≦|f2/f1|≦0.8 ……(10)
ただし、
f1:第1レンズの近軸焦点距離
f2:第2レンズの近軸焦点距離
とする。 The first lens has a positive meniscus shape with a convex surface facing the object side in the vicinity of the optical axis;
Furthermore, the following conditional expression is satisfied, The imaging lens of 5 sheets structure of any one of Claim 1 thru | or 9 characterized by the above-mentioned.
0.2 ≦ | f2 / f1 | ≦ 0.8 (10)
However,
f1: Paraxial focal length of the first lens f2: Paraxial focal length of the second lens.
前記撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像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。 The imaging lens according to any one of claims 1 to 10 ,
An image pickup apparatus comprising: an image pickup device that outputs an image pickup signal corresponding to an optical image formed by the image pickup lens.
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