JP5526303B2 - 撮像レンズ - Google Patents

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Description

本発明は、CCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子上に被写体像を形成する撮像レンズに係り、携帯電話機、デジタルスティルカメラ、携帯情報端末、セキュリティカメラ、車載カメラ、ネットワークカメラ等の比較的小型のカメラに搭載されて好適な撮像レンズに関するものである。
上記小型のカメラに搭載される撮像レンズには、小型化とともに、近年の高画素化された撮像素子にも対応することのできる高い光学性能が要求される。従来のように撮像素子の画素数が低かった時代には、2枚構成や3枚構成の撮像レンズによっても、撮像素子の解像度に応じた十分な光学性能の確保と小型化との両立を図ることが可能であった。しかしながら、撮像素子の高画素化に伴って要求される光学性能も高くなり、2枚や3枚のレンズ構成では、収差が良好に補正された高い光学性能の確保と小型化との両立を図ることが困難になってきた。
そこで、レンズの枚数を一枚増加させて、4枚のレンズからなるレンズ構成の採用が検討されている。例えば、特許文献1に記載の撮像レンズは、物体側から順に、物体側の面が凸形状の正の第1レンズと、物体側に凹面を向けた負のメニスカス形状の第2レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状の第3レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状の第4レンズとから構成される。当該構成において、第1〜第3レンズの各レンズとレンズ系の焦点距離との各比率、第1レンズの屈折率、および第1レンズのアッベ数のそれぞれについて好ましい範囲を設定し、当該範囲内に収めることによって撮像レンズの全長の増大を抑制しつつ良好な光学性能を実現している。
特開2007−122007号公報
上記特許文献1に記載の撮像レンズによれば、比較的良好な収差を得ることは可能である。しかしながら、上記小型のカメラに搭載される機器そのものの小型化や高機能化は年々進展しており、撮像レンズに要求される小型化のレベルも厳しいものとなっている。上記特許文献1に記載のレンズ構成では、こうした要求に応えて撮像レンズの小型化と良好な収差補正との両立を図ることは困難である。
本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型でありながらも収差を良好に補正することのできる撮像レンズを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明では、物体側から像面側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レンズと、正の屈折力を有する第4レンズとを配置し、第1レンズを、物体側の面の曲率半径が正となり、像面側の面の曲率半径が負となる形状に形成し、第2レンズを、物体側の面の曲率半径および像面側の面の曲率半径が共に正となる形状に形成し、第3レンズを、物体側の面の曲率半径および像面側の面の曲率半径が共に負となる形状に形成し、レンズ系全体の焦点距離をf、第1レンズの物体側の面から第4レンズの像面側の面までの光軸上の距離をL14、前記第1レンズおよび前記第2レンズの合成焦点距離をf12、前記第3レンズおよび前記第4レンズの合成焦点距離をf34、第1レンズのアッベ数をνd1、第2レンズのアッベ数をνd2、第3レンズのアッベ数をνd3、第4レンズのアッベ数をνd4としたとき、下記条件式(1)(3)、(6)および(7)を満足するように構成した。
0.5<L14/f<0.8 (1)
0.318≦f12/f34<0.8 (3)
|νd1−νd4|<10 (6)
|νd2−νd3|<10 (7)
また、本発明では、物体側から像面側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、負の屈折力を有する第3レンズと、正の屈折力を有する第4レンズとを配置し、第1レンズを、物体側の面の曲率半径が正となり、像面側の面の曲率半径が負となる形状に形成し、第2レンズを、物体側の面の曲率半径および像面側の面の曲率半径が共に正となる形状に形成し、第3レンズを、物体側の面の曲率半径および像面側の面の曲率半径が共に負となる形状に形成し、レンズ系全体の焦点距離をf、第1レンズの物体側の面から第4レンズの像面側の面までの光軸上の距離をL14、前記第1レンズおよび前記第2レンズの合成焦点距離をf12、前記第3レンズおよび前記第4レンズの合成焦点距離をf34としたとき、下記条件式(1)および(3)を満足するように構成した。
0.5<L14/f<0.8 (1)
0.318≦f12/f34<0.8 (3)
条件式(1)は、撮像レンズの光軸に沿った長さ(厚さ)を短縮するための条件である。上限値「0.8」を超えると、焦点距離に対して、第1レンズの物体側の面から第4レンズの像面側の面までの光軸上の距離が長くなり、撮像レンズの小型化を図ることが困難となる。一方、下限値「0.5」を下回ると、撮像レンズの小型化には有利となるものの、撮像レンズを構成する各レンズの肉厚が極端に薄くなり、加工性・生産性が大幅に低下する。
条件式(3)は、撮像レンズの厚さを短縮しつつ、軸外の倍率色収差をはじめとする各収差を良好な範囲内にバランスよく抑制するための条件である。上限値「0.8」を超えると、第3レンズおよび第4レンズの合成焦点距離に対して第1レンズおよび第2レンズの合成焦点距離が相対的に長くなり、レンズ系の主点の位置が像面側に移動するため、撮像レンズの小型化が困難となる。また、軸外の倍率色収差が補正不足(基準波長に対し短波長が−方向に増大)となり、良好な結像性能を得ることが難しくなる。一方、下限値「0.318」を下回ると、第3レンズおよび第4レンズの合成焦点距離に対して第1レンズおよび第2レンズの合成焦点距離が相対的に短くなり、第1レンズおよび第2レンズにレンズ系の屈折力が集中するため、球面収差およびコマ収差を良好な範囲内にバランスよく抑制することが困難となる。また、撮像レンズから出射された軸外光線の撮像素子への入射角度が増大し、撮像レンズから出射される光線の撮像素子への入射角度を一定の範囲内に抑制することが困難となる。
上記構成の撮像レンズにおいては、さらに下記条件式(3A)を満足することが望ましい。
0.318≦f12/f34<0.6 (3A)
上記構成の撮像レンズにおいては、第2レンズの像側の面から第3レンズの物体側の面までの光軸上の距離をd23、第2レンズの物体側の面から第4レンズの像面側の面までの光軸上の距離をL24としたとき、下記条件式(2)を満足することが望ましい。
0.3<d23/L24<0.7 (2)
条件式(2)は、撮像レンズの厚さを短縮しつつ、撮像レンズから出射された光線の撮像素子への入射角度を一定の範囲内に抑制し、併せて像面湾曲を良好な範囲内に抑制するための条件である。周知のように、撮像素子に取り込むことのできる光線には、撮像素子の構造上、入射角度上の限界として、いわゆる最大入射角度が設けられている。この最大入射角度の範囲外の光線が撮像素子に入射した場合には、シェーディング現象によって周辺部の暗い画像となってしまう。そこで、撮像レンズから出射される光線の撮像素子への入射角度を一定の範囲内に抑制する必要がある。
上限値「0.7」を超えると、撮像レンズから出射される光線の撮像素子への入射角度を一定の範囲内に抑制するには有利となるものの、第3レンズおよび第4レンズの有効径が増大するため、撮像レンズの小型化を図ることが困難となる。また、非点格差が増大するため、平坦な像面を得ることが困難となる。一方、下限値「0.3」を下回ると、撮像レンズの小型化には有利となるものの、撮像レンズから出射される光線の撮像素子への入射角度を一定の範囲内に抑制することが困難となる。
上記構成の撮像レンズにおいては、第1レンズのアッベ数をνd1、第2レンズのアッベ数をνd2としたとき、下記条件式(4)および(5)を満足することが望ましい。
νd1>50 (4)
νd2<30 (5)
これら条件式(4)および(5)を満足することにより、色収差を良好に補正することができる。第1レンズのアッベ数または第2レンズのアッベ数が条件式(4)あるいは条件式(5)から外れると、軸上の色収差が補正不足となり、良好な結像性能を得ることが困難となる。
上記構成の撮像レンズにおいては、第3レンズのアッベ数をνd3、第4レンズのアッベ数をνd4としたとき、下記条件式(6)および(7)を満足することが望ましい。
|νd1−νd4|<10 (6)
|νd2−νd3|<10 (7)
条件式(6)および(7)を満足することにより、軸上の色収差および軸外の倍率色収差を一層良好に補正することが可能となる。
また、上記構成の撮像レンズにおいて、第1レンズの硝材および第4レンズの硝材を同一とするとともに、第2レンズの硝材および第3レンズの硝材を同一とすれば、撮像レンズを構成する硝材が2種類のみとなるため、撮像レンズの製造コストを低減することができる。
本発明の撮像レンズによれば、撮像レンズの小型化と良好な収差補正との両立が図られ、各種の収差が良好に補正された小型の撮像レンズを提供することができる。
本発明の第1の実施の形態について、数値実施例1に係る撮像レンズの概略構成を示すレンズ断面図である。 同数値実施例1に係る撮像レンズの横収差を示す収差図である。 同数値実施例1に係る撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。 本発明の第1の実施の形態について、数値実施例2に係る撮像レンズの概略構成を示すレンズ断面図である。 同数値実施例2に係る撮像レンズの横収差を示す収差図である。 同数値実施例2に係る撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。 本発明の第1の実施の形態について、数値実施例3に係る撮像レンズの概略構成を示すレンズ断面図である。 同数値実施例3に係る撮像レンズの横収差を示す収差図である。 同数値実施例3に係る撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。 本発明の第2の実施の形態について、数値実施例4に係る撮像レンズの概略構成を示すレンズ断面図である。 同数値実施例4に係る撮像レンズの横収差を示す収差図である。 同数値実施例4に係る撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。
(第1の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1、図4、図7はそれぞれ、本実施の形態の数値実施例1〜3に対応するレンズ断面図を示したものである。いずれの数値実施例も基本的なレンズ構成は同一であるため、ここでは数値実施例1のレンズ断面図を参照しながら、本実施の形態に係る撮像レンズのレンズ構成について説明する。
図1に示すように、本実施の形態の撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に、開口絞りSTと、正の屈折力を有する第1レンズL1と、負の屈折力を有する第2レンズL2と、正の屈折力を有する第3レンズL3と、正の屈折力を有する第4レンズL4とが配列されて構成される。第4レンズL4と像面との間には、カバーガラス10が配置されている。なお、このカバーガラス10は、割愛することも可能である。また、本実施の形態では、開口絞りを、第1レンズL1の物体側面の頂点接平面上に配置している。この開口絞りの位置は、本実施の形態における位置に限定されるものではなく、例えば、第1レンズL1の物体側面の頂点接平面よりも物体側、あるいは当該頂点接平面と第1レンズL1の像面側面との間でもよい。
上記構成の撮像レンズにおいて、第1レンズL1は、物体側の面の曲率半径R2が正となり、像面側の面の曲率半径R3が負となる形状、すなわち光軸近傍において両凸レンズとなる形状に形成されている。第2レンズL2は、物体側の面の曲率半径R4および像面側の面の曲率半径R5が共に正であり、光軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状に形成されている。
第3レンズL3は、物体側の面の曲率半径R6および像面側の面の曲率半径R7が共に負となる形状であって、光軸近傍において物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる形状に形成されている。第4レンズL4は、物体側の面の曲率半径R8および像面側の面の曲率半径R9が共に正となる形状であり、光軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状に形成されている。
また、この第4レンズL4の像面側の面は、光軸近傍において物体側に凸形状で且つ周辺部において物体側に凹形状となる非球面形状に形成されている。第4レンズL4のこのような形状により、撮像レンズから出射した光の像面への入射角が好適に抑制される。
なお、本実施の形態に係る撮像レンズでは、第1レンズL1の硝材および第4レンズL4の硝材を同一としている。このため、第1レンズL1から第4レンズL4までの全てを別々の硝材で形成した場合に比較して製造コストの低減が好適に図られる。
本実施の形態に係る撮像レンズは、以下に示す条件式(1)〜(3)、および(3A)を満足する。このため、本実施の形態に係る撮像レンズによれば、撮像レンズの小型化と良好な収差補正との両立が図られる。
0.5<L14/f<0.8 (1)
0.3<d23/L24<0.7 (2)
0.318≦f12/f34<0.8 (3)
0.318≦f12/f34<0.6 (3A)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離
L14:第1レンズL1の物体側の面から第4レンズL4の像面側の面までの光軸上の距離
d23:第2レンズL2の像側の面から第3レンズL3の物体側の面までの光軸上の距離
L24:第2レンズL2の物体側の面から第4レンズL4の像面側の面までの光軸上の距離
f12:第1レンズL1と第2レンズL2との合成焦点距離
f34:第3レンズL3と第4レンズL4との合成焦点距離
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、色収差を良好に補正するために、上記条件式(1)〜(3)、(3A)に加えて以下に示す条件式(4)および(5)を満足する。
νd1>50 (4)
νd2<30 (5)
さらに、本実施の形態に係る撮像レンズは下記条件式(6)および(7)も満足する。
|νd1−νd4|<10 (6)
|νd2−νd3|<10 (7)
これら条件式(6)および(7)を満足することにより、軸上の色収差および軸外の倍率色収差が一層良好に補正される。
なお、上記条件式(1)〜(7)の全てを満たす必要はなく、それぞれを単独に満たすことにより、各条件式に対応する作用効果をそれぞれ得ることができる。
本実施の形態では、必要に応じて、各レンズのレンズ面を非球面で形成している。これらレンズ面に採用する非球面形状は、光軸方向の軸をZ、光軸に直交する方向の高さをH、円錐係数をk、非球面係数をA4、A6、A8、A10、A12、A14、A16としたとき、次式により表される(後述する第2の実施の形態においても同じ)。
次に、本実施の形態に係る撮像レンズの数値実施例を示す。各数値実施例において、fはレンズ系全体の焦点距離を、FnoはFナンバーを、ωは半画角をそれぞれ示す。また、iは物体側より数えた面番号を示し、Rは曲率半径を示し、dは光軸に沿ったレンズ面間の距離(面間隔)を示し、Ndはd線に対する屈折率を、νdはd線に対するアッベ数をそれぞれ示す。なお、非球面の面には、面番号iの後に*(アスタリスク)の符号を付加して示すこととする。
数値実施例1
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=4.747mm、Fno=2.800、ω=31.17°
単位 mm
面データ
面番号i R d Nd νd
(物面) ∞ ∞
1(絞り) ∞ 0.0000
2* 1.975 0.8300 1.52470 56.2(=νd1)
3* -3.200 0.0800
4* 234.000 0.2830 1.58500 29.0(=νd2)
5* 1.800 1.2700(=d23)
6* -2.640 0.4600 1.58500 29.0(=νd3)
7* -2.700 0.0100
8* 0.960 0.4500 1.52470 56.2(=νd4)
9* 0.878 0.7000
10 ∞ 0.3030 1.51633 64.12
11 ∞ 0.9760
(像面) ∞
f12=6.090
f34=16.987
L14=3.383
L24=2.473
非球面データ
第2面
k=1.535051,A4=-3.584795E-02,A6=-5.341548E-02,A8=2.682726E-02,
10=-4.659743E-02
第3面
k=-3.102858E+01,A4=-7.981545E-02,A6=-3.753298E-02,A8=7.692056E-02,
10=-5.998601E-02
第4面
k=-9.972116E+39,A4=-6.158896E-02,A6=-1.921885E-02,A8=1.090468E-01,
10=-1.855461E-02,A12=-4.523068E-02,A14=5.157794E-03
第5面
k=-7.153989,A4=4.468395E-02,A6=1.234487E-02,A8=2.658020E-02,
10=-7.028294E-02,A12=1.641493E-01,A14=-1.126544E-01
第6面
k=-6.558193E+01,A4=6.384066E-02,A6=-5.601949E-02,A8=-1.598106E-03,
10=-1.218430E-03,A12=9.262790E-05,A14=2.751785E-03,A16=-1.141513E-03
第7面
k=6.705719E-01,A4=9.609024E-02,A6=-3.575929E-02,A8=-1.039675E-02,
10=2.556040E-03,A12=1.189165E-03,A14=1.056894E-04,A16=-1.310586E-04
第8面
k=-3.914012,A4=-8.747931E-02,A6=2.209240E-03,A8=3.555385E-03,
10=-1.015133E-04,A12=-4.368905E-05,A14=-1.325858E-05,A16=2.258366E-06
第9面
k=-2.979016,A4=-1.045592E-01,A6=2.583630E-02,A8=-3.520973E-03,
10=5.731589E-06,A12=4.469465E-05,A14=-1.530316E-06,A16=-1.856164E-07
各条件式の値を以下に示す。
L14/f=0.713
d23/L24=0.514
f12/f34=0.359
νd1=56.2
νd2=29.0
|νd1−νd4|=0
|νd2−νd3|=0
このように、本数値実施例1に係る撮像レンズは、条件式(1)〜(7)を満足する。
また、本数値実施例1に係る撮像レンズは、さらに下記条件式(8)および(9)を満足しており、色収差がより良好に補正される構成となっている。
νd1=νd4 (8)
νd2=νd3 (9)
また、本数値実施例1に係る撮像レンズでは、第2レンズL2の硝材および第3レンズL3の硝材を同一としているため、撮像レンズを構成する硝材が2種類のみとなり、撮像レンズの製造コストのさらなる低減が図られる。
図2は、数値実施例1の撮像レンズについて、半画角ωに対応する横収差をタンジェンシャル方向とサジタル方向に分けて示したものである(図5および図8において同じ)。また、図3は、数値実施例1の撮像レンズについて、球面収差SA(mm)、非点収差AS(mm)、および歪曲収差DIST(%)をそれぞれ示したものである。これら収差図において、球面収差図には、587.56nm、435.84nm、656.27nm、486.13nm、546.07nmの各波長に対する収差量とともに、正弦条件違反量OSCを併せて示し、非点収差図には、サジタル像面Sにおける収差量とタンジェンシャル像面Tにおける収差量とをそれぞれ示す(図6および図9において同じ)。図2および図3に示されるように、本数値実施例1に係る撮像レンズによれば、各種収差が良好に補正される。
数値実施例2
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=4.598mm、Fno=2.800、ω=31.99°
単位 mm
面データ
面番号i R d Nd νd
(物面) ∞ ∞
1(絞り) ∞ 0.0000
2* 1.960 0.8000 1.52470 56.2(=νd1)
3* -3.140 0.0800
4* 190.000 0.3000 1.61420 26.0(=νd2)
5* 1.830 1.2700(=d23)
6* -2.710 0.4500 1.58500 29.0(=νd3)
7* -2.580 0.0500
8* 0.937 0.4500 1.52470 56.2(=νd4)
9* 0.845 0.7000
10 ∞ 0.3000 1.51633 64.12
11 ∞ 0.8828
(像面) ∞
f12=6.158
f34=13.611
L14=3.400
L24=2.520
非球面データ
第2面
k=1.523272,A4=-3.674821E-02,A6=-5.362241E-02,A8=2.784044E-02,
10=-4.372975E-02
第3面
k=-3.027857E+01,A4=-7.891662E-02,A6=-3.452228E-02,A8=8.056610E-02,
10=-5.732529E-02
第4面
k=-9.972116E+39,A4=-5.972871E-02,A6=-1.854560E-02,A8=1.097227E-01,
10=-1.673134E-02,A12=-4.210460E-02,A14=8.864766E-03
第5面
k=-7.325117,A4=4.277749E-02,A6=1.014590E-02,A8=2.544319E-02,
10=-6.958692E-02,A12=1.667694E-01,A14=-1.092939E-01
第6面
k=-7.444598E+01,A4=6.562546E-02,A6=-5.667216E-02,A8=-1.987852E-03,
10=-1.433377E-03,A12=-4.663016E-05,A14=2.676482E-03,A16=-1.172270E-03
第7面
k=7.784563E-01,A4=9.590598E-02,A6=-3.538124E-02,A8=-1.066958E-02,
10=2.360861E-03,A12=1.114033E-03,A14=7.983932E-05,A16=-1.405408E-04
第8面
k=-3.924204,A4=-8.876516E-02,A6=2.091896E-03,A8=3.546330E-03,
10=-1.020165E-04,A12=-4.365898E-05,A14=-1.324021E-05,A16=2.262549E-06
第9面
k=-2.967570,A4=-1.026086E-01,A6=2.583143E-02,A8=-3.530498E-03,
10=4.411777E-06,A12=4.450544E-05,A14=-1.563105E-06,A16=-1.917588E-07
各条件式の値を以下に示す。
L14/f=0.739
d23/L24=0.504
f12/f34=0.452
νd1=56.2
νd2=26.0
|νd1−νd4|=0
|νd2−νd3|=3
このように、本数値実施例1に係る撮像レンズは、条件式(1)〜(7)を満足する。
図5は、数値実施例2の撮像レンズについて、半画角ωに対応する横収差を示したものであり、図6は、球面収差SA(mm)、非点収差AS(mm)、および歪曲収差DIST(%)をそれぞれ示したものである。これら図5および図6に示されるように、本数値実施例2に係る撮像レンズによっても、数値実施例1と同様に、像面が良好に補正され、各種収差が好適に補正される。
数値実施例3
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=4.620mm、Fno=2.800、ω=31.87°
単位 mm
面データ
面番号i R d Nd νd
(物面) ∞ ∞
1(絞り) ∞ 0.0000
2* 2.000 0.8000 1.52470 56.2(=νd1)
3* -2.970 0.0500
4* 85.000 0.3200 1.61420 26.0(=νd2)
5* 1.800 1.2000(=d23)
6* -2.650 0.4100 1.58500 29.0(=νd3)
7* -2.580 0.0500
8* 0.970 0.4500 1.52470 56.2(=νd4)
9* 0.890 0.6500
10 ∞ 0.3000 1.51633 64.12
11 ∞ 1.0485
(像面) ∞
f12=6.170
f34=14.228
L14=3.280
L24=2.430
非球面データ
第2面
k=1.569862,A4=-3.582961E-02,A6=-5.514193E-02,A8=2.111546E-02,
10=-2.100983E-02
第3面
k=-3.448672E+01,A4=-6.360458E-02,A6=-9.427583E-03,A8=9.524746E-02,
10=-6.873108E-02
第4面
k=2.982380E+03,A4=-1.418555E-02,A6=2.586552E-03,A8=1.130570E-01,
10=-2.629102E-02,A12=-5.544998E-02,A14=1.816254E-02
第5面
k=-7.256649,A4=5.014734E-02,A6=2.040062E-02,A8=2.801411E-02,
10=-7.373615E-02,A12=1.620376E-01,A14=-1.064979E-01
第6面
k=-5.649491E+01,A4=5.512272E-02,A6=-5.927976E-02,A8=-3.831064E-03,
10=-1.920700E-03,A12=2.760719E-05,A14=2.590711E-03,A16=-1.484510E-03
第7面
k=8.337932E-01,A4=9.156358E-02,A6=-3.623063E-02,A8=-1.090108E-02,
10=2.123807E-03,A12=9.363177E-04,A14=4.993016E-05,A16=-9.772932E-05
第8面
k=-3.922049,A4=-8.856960E-02,A6=2.891737E-03,A8=3.554763E-03,
10=-1.097780E-04,A12=-4.482765E-05,A14=-1.323961E-05,A16=2.318158E-06
第9面
k=-3.004436,A4=-1.045050E-01,A6=2.512839E-02,A8=-3.446471E-03,
10=1.329201E-05,A12=4.482654E-05,A14=-1.526123E-06,A16=-1.704036E-07
各条件式の値を以下に示す。
L14/f=0.710
d23/L24=0.494
f12/f34=0.434
νd1=56.2
νd2=26.0
|νd1−νd4|=0
|νd2−νd3|=3
このように、本数値実施例3に係る撮像レンズは、条件式(1)〜(7)を満足する。
図8は、数値実施例3の撮像レンズについて、半画角ωに対応する横収差を示したものであり、図9は、球面収差SA(mm)、非点収差AS(mm)、および歪曲収差DIST(%)をそれぞれ示したものである。これら図8および図9に示されるように、本数値実施例3に係る撮像レンズによっても、数値実施例1と同様に、像面が良好に補正され、各種収差が好適に補正される。
(第2の実施の形態)
次に、本発明を具体化した第2の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図10は、本実施の形態に係る撮像レンズの一数値実施例である数値実施例4についてその断面構造を示したものである。図10に示されるように、本実施の形態の撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に、開口絞りSTと、正の屈折力を有する第1レンズL1と、負の屈折力を有する第2レンズL2と、負の屈折力を有する第3レンズL3と、正の屈折力を有する第4レンズL4とが配列されて構成される。第4レンズL4と像面との間には、カバーガラス10が配置されている。また、本実施の形態においても、上記第1の実施の形態に係る撮像レンズと同様、開口絞りを、第1レンズL1の物体側面の頂点接平面上に配置している。
上記構成の撮像レンズにおいて、第1レンズL1の形状は、物体側の面の曲率半径R2が正となり、像面側の面の曲率半径R3が負となる形状、すなわち光軸近傍において両凸レンズとなる形状に形成されている。第2レンズL2は、物体側の面の曲率半径R4および像面側の面の曲率半径R5が共に正であり、光軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状に形成されている。
第3レンズL3は、物体側の面の曲率半径R6および像面側の面の曲率半径R7が共に負となる形状であって、光軸近傍において物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる形状に形成されている。第4レンズL4は、物体側の面の曲率半径R8および像面側の面の曲率半径R9が共に正となる形状であり、光軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状に形成されている。
また、この第4レンズL4の像面側の面は、光軸近傍において物体側に凸形状で且つ周辺部において物体側に凹形状となる非球面形状に形成されている。第4レンズL4のこのような形状により、撮像レンズから出射した光の像面への入射角が好適に抑制される。
なお、本実施の形態に係る撮像レンズでは、上記第1の実施の形態に係る撮像レンズと同様、第1レンズL1の硝材および第4レンズL4の硝材を同一としている。
本実施の形態に係る撮像レンズは、以下に示す条件式(1)〜(3)、および(3A)を満足する。
0.5<L14/f<0.8 (1)
0.3<d23/L24<0.7 (2)
0.318≦f12/f34<0.8 (3)
0.318≦f12/f34<0.6 (3A)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離
L14:第1レンズL1の物体側の面から第4レンズL4の像面側の面までの光軸上の距離
d23:第2レンズL2の像側の面から第3レンズL3の物体側の面までの光軸上の距離
L24:第2レンズL2の物体側の面から第4レンズL4の像面側の面までの光軸上の距離
f12:第1レンズL1と第2レンズL2との合成焦点距離
f34:第3レンズL3と第4レンズL4との合成焦点距離
また、本実施の形態に係る撮像レンズは、上記第1の実施の形態と同様、上記条件式(1)〜(3)、および(3A)に加えて以下に示す条件式(4)〜(7)を満足する。
νd1>50 (4)
νd2<30 (5)
|νd1−νd4|<10 (6)
|νd2−νd3|<10 (7)
なお、上記条件式(1)〜(7)の全てを満たす必要はなく、それぞれを単独に満たすことにより、各条件式に対応する作用効果をそれぞれ得ることができる。
次に、本実施の形態に係る撮像レンズの数値実施例を示す。各数値実施例において、fはレンズ系全体の焦点距離を、FnoはFナンバーを、ωは半画角をそれぞれ示す。また、iは物体側より数えた面番号を示し、Rは曲率半径を示し、dは光軸に沿ったレンズ面間の距離(面間隔)を示し、Ndはd線に対する屈折率を、νdはd線に対するアッベ数をそれぞれ示す。なお、非球面の面には、面番号iの後に*(アスタリスク)の符号を付加して示すこととする。
数値実施例4
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=4.533mm、Fno=2.800、ω=32.36°
単位 mm
面データ
面番号i R d Nd νd
(物面) ∞ ∞
1(絞り) ∞ 0.0000
2* 1.750 0.6400 1.52470 56.2(=νd1)
3* -7.580 0.0500
4* 2.980 0.2750 1.61420 26.0(=νd2)
5* 1.340 1.1400(=d23)
6* -1.080 0.3300 1.61420 26.0(=νd3)
7* -1.460 0.0300
8* 1.340 0.7400 1.52470 56.2(=νd4)
9* 1.790 0.7000
10 ∞ 0.3000 1.51633 64.12
11 ∞ 0.9590
(像面) ∞
f12=5.368
f34=16.859
L14=3.205
L24=2.515
非球面データ
第2面
k=6.786206E-01,A4=-2.452177E-02,A6=-4.531117E-02,A8=1.799352E-02,
10=-4.777095E-02
第3面
k=-5.729004E+02,A4=-9.783542E-02,A6=3.888487E-04,A8=4.415689E-02,
10=-5.564102E-02
第4面
k=0.000000,A4=-7.770589E-02,A6=-1.491525E-01,A8=2.686134E-01,
10=1.252068E-01,A12=-5.138390E-01,A14=3.257669E-01
第5面
k=-3.783573,A4=6.655314E-02,A6=-2.019505E-03,A8=-5.264757E-02,
10=-9.946107E-02,A12=9.168460E-01,A14=-9.366545E-01
第6面
k=-7.739841,A4=-2.600109E-02,A6=-2.781476E-02,A8=1.721137E-02,
10=-6.618718E-03,A12=-1.020692E-03,A14=3.566882E-03,A16=-3.501108E-03
第7面
k=-3.257123E-01,A4=6.651450E-02,A6=5.551070E-03,A8=2.372390E-04,
10=1.073662E-03,A12=-1.401114E-03,A14=-6.211786E-04,A16=3.980215E-04
第8面
k=-1.115632E+01,A4=-1.152918E-01,A6=3.977347E-02,A8=-1.926234E-03,
10=-2.682682E-03,A12=4.506907E-05,A14=1.366224E-04,A16=-7.319281E-06
第9面
k=-7.835931,A4=-9.770814E-02,A6=2.656391E-02,A8=-3.951961E-03,
10=-3.034931E-04,A12=3.770115E-05,A14=3.157577E-05,A16=-6.376041E-06
各条件式の値を以下に示す。
L14/f=0.707
d23/L24=0.453
f12/f34=0.318
νd1=56.2
νd2=26.0
|νd1−νd4|=0
|νd2−νd3|=0
このように、本数値実施例4に係る撮像レンズは、条件式(1)〜(7)を満足する。
また、本数値実施例4に係る撮像レンズは、さらに下記条件式(8)および(9)を満足しており、色収差がより良好に補正される構成となっている。
νd1=νd4 (8)
νd2=νd3 (9)
また、本数値実施例4に係る撮像レンズでは、第2レンズL2の硝材および第3レンズL3の硝材を同一としているため、撮像レンズを構成する硝材が2種類のみとなり、撮像レンズの製造コストのさらなる低減が図られる。
図11は、数値実施例4の撮像レンズについて、半画角ωに対応する横収差をタンジェンシャル方向とサジタル方向に分けて示したものである。また、図12は、数値実施例4の撮像レンズについて、球面収差SA(mm)、非点収差AS(mm)、および歪曲収差DIST(%)をそれぞれ示したものである。これら収差図において、球面収差図には、587.56nm、435.84nm、656.27nm、486.13nm、546.07nmの各波長に対する収差量とともに、正弦条件違反量OSCを併せて示し、非点収差図には、サジタル像面Sにおける収差量とタンジェンシャル像面Tにおける収差量とをそれぞれ示す。図11および図12に示されるように、本数値実施例4に係る撮像レンズによっても、上記第1の実施の形態に係る撮像レンズと同様、各種収差が良好に補正される。
ところで、本実施の形態に係る撮像レンズでは、全てのレンズがプラスチック系の硝材で形成されている。従来、屈折力の大きい第1レンズをガラス系の硝材で形成することが一般的であった。しかし、ガラス系の硝材はプラスチック系の硝材に比較してレンズに成形するまでのトータルコストが高くなるため、撮像レンズの製造コスト低減の面からも課題が残っていた。本実施の形態に係る撮像レンズでは、全てのレンズがプラスティック系の硝材で形成されているため、製造コストの低減を好適に図ることが可能である。
したがって、上記各実施の形態に係る撮像レンズを、携帯電話機、デジタルスティルカメラ、携帯情報端末、セキュリティカメラ、車載カメラ、ネットワークカメラ等の撮像光学系に適用した場合、当該カメラ等の高機能化と小型化の両立を図ることができる。
本発明は、撮像レンズとして小型化とともに良好な収差補正能力が要求される機器、例えば携帯電話機やデジタルスティルカメラ等の機器に搭載される撮像レンズに適用することができる。
ST 絞り
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
10 カバーガラス

Claims (7)

  1. 物体側から像面側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レンズと、正の屈折力を有する第4レンズとを配置して構成され、
    前記第1レンズは、物体側の面の曲率半径が正となり、像面側の面の曲率半径が負となる形状に形成されており、
    前記第2レンズは、物体側の面の曲率半径および像面側の面の曲率半径が共に正となる形状に形成されており、
    前記第3レンズは、物体側の面の曲率半径および像面側の面の曲率半径が共に負となる形状に形成されており、
    レンズ系全体の焦点距離をf、前記第1レンズの物体側の面から前記第4レンズの像面側の面までの光軸上の距離をL14、前記第1レンズおよび前記第2レンズの合成焦点距離をf12、前記第3レンズおよび前記第4レンズの合成焦点距離をf34、前記第1レンズのアッベ数をνd1、前記第2レンズのアッベ数をνd2、前記第3レンズのアッベ数をνd3、前記第4レンズのアッベ数をνd4としたとき、
    0.5<L14/f<0.8
    0.318≦f12/f34<0.8
    |νd1−νd4|<10 かつ |νd2−νd3|<10
    を満足することを特徴とする撮像レンズ。
  2. 前記第2レンズの像面側の面から前記第3レンズの物体側の面までの光軸上の距離をd23、前記第2レンズの物体側の面から前記第4レンズの像面側の面までの光軸上の距離をL24としたとき、
    0.3<d23/L24<0.7
    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。
  3. 前記第1レンズのアッベ数をνd1、前記第2レンズのアッベ数をνd2としたとき、
    νd1>50 かつ νd2<30
    を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像レンズ。
  4. 物体側から像面側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、負の屈折力を有する第3レンズと、正の屈折力を有する第4レンズとを配置して構成され、
    前記第1レンズは、物体側の面の曲率半径が正となり、像面側の面の曲率半径が負となる形状に形成されており、
    前記第2レンズは、物体側の面の曲率半径および像面側の面の曲率半径が共に正となる形状に形成されており、
    前記第3レンズは、物体側の面の曲率半径および像面側の面の曲率半径が共に負となる形状に形成されており、
    レンズ系全体の焦点距離をf、前記第1レンズの物体側の面から前記第4レンズの像面側の面までの光軸上の距離をL14、前記第1レンズおよび前記第2レンズの合成焦点距離をf12、前記第3レンズおよび前記第4レンズの合成焦点距離をf34としたとき、
    0.5<L14/f<0.8
    0.318≦f12/f34<0.8
    を満足することを特徴とする撮像レンズ。
  5. 前記第2レンズの像面側の面から前記第3レンズの物体側の面までの光軸上の距離をd23、前記第2レンズの物体側の面から前記第4レンズの像面側の面までの光軸上の距離をL24としたとき、
    0.3<d23/L24<0.7
    を満足することを特徴とする請求項4に記載の撮像レンズ。
  6. 前記第1レンズのアッベ数をνd1、前記第2レンズのアッベ数をνd2としたとき、
    νd1>50 かつ νd2<30
    を満足することを特徴とする請求項4または5に記載の撮像レンズ。
  7. 前記第1レンズのアッベ数をνd1、前記第2レンズのアッベ数をνd2、前記第3レンズのアッベ数をνd3、前記第4レンズのアッベ数をνd4としたとき、
    |νd1−νd4|<10 かつ |νd2−νd3|<10
    を満足することを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
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