JP5654954B2 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents
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物体側に凸面を向けたメニスカス形状であるとともに、負のパワーを持つ第1レンズと、
負のパワーを持つ第2レンズと、
正のパワーを持つ第3レンズと、
絞りと、
正のパワーを持つ第4レンズと、
負のパワーを持つ第5レンズとの実質的に5枚のレンズからなり、
前記第1レンズから前記第5レンズのレンズ面のうち、少なくとも一面が非球面であり、
前記第2レンズが、像側の面が像側に凹形状であるとともに負のパワーを持ち、前記第3レンズが、物体側の面が物体側に凸形状であるとともに正のパワーを持ち、前記第4レンズが、像側の面が像側に凸形状であるとともに正のパワーを持ち、前記第5レンズが、像側に凸面を向けたメニスカス形状であるとともに負のパワーを持ち、
下記条件式(6)、(7−2)、(8−2)を満足することを特徴とするものである。
d4-5/f<1.76 … (7−2)
0.08<d10/f<0.54 … (8−2)
ただし、
L:前記第1レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離(レンズと像面の間は空気換算距離)
r3:前記第2レンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径
d4-5:前記第2レンズの像側の面から前記第3レンズの物体側の面までの光軸上の距離
f:全系の焦点距離
d10:前記第5レンズの光軸上の厚さ
第1レンズに関する「物体側に凸面を向けたメニスカス形状であるとともに、負のパワーを持つ」とは、第1レンズが非球面を有する場合は、近軸領域で考えるものとする。
0.40<d1-4/L<0.50 … (2)
0.45<d3-11/L<0.54 … (3)
0.02<d4-5/L<0.05 … (4)
0.012<d6-8/L<0.04 … (5)
L/r3<−6.0 … (6)
0.08<d4-5/f … (7)
0.04<d10/f … (8)
0.48<f3/f … (9)
0.71<Bf/f … (10)
r10/f<−0.25 … (11)
1.2<L/f … (12)
(r8+r9)/(r8−r9)<2.9 … (13)
ただし、
f34:第3レンズと第4レンズとの合成近軸焦点距離
L:第1レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離(レンズと像面の間は空気換算距離)
d1-4:第1レンズの物体側の面から第2レンズの像側の面までの光軸上の距離
d3-11:第2レンズの物体側の面から第5レンズの像側の面までの光軸上の距離
d4-5: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
d6-8:第3レンズの像側の面から第4レンズの物体側の面までの光軸上の距離
r3:第2のレンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径
f:全系の焦点距離
d10:第5レンズの光軸上の厚さ
f3:第3レンズの焦点距離
Bf:全系のバックフォーカス
r10:第5レンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径
r8:第4レンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径
r9:第4レンズの像側の面の光軸近傍の曲率半径
本発明の撮像装置は、上記記載の本発明の撮像レンズを備えたことを特徴とするものである。
0.08<d10/f<0.54 … (8−2)
ただし、
d4-5: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
f:全系の焦点距離
d10:第5レンズL5の光軸上の厚さ
条件式(7−2)の上限を上回ると、第2レンズL2と第3レンズL3とが離れ過ぎ、レンズ全体が大型化する。また、コマ収差の補正が困難となる。
条件式(7−3)の下限を下回ると、第2レンズL2と第3レンズL3とが近接し過ぎて接触する危険性が増し、面r4,r5の双方が関与するゴースト光を除去し難くなる。
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について、光軸を含む断面において物体側の面および像側の面のそれぞれについて有効径最外端2点と光軸上の点との3点を通る円弧を定義し、物体側の面および像側の面のそれぞれがその円弧の曲率半径となる全体形状を有するものであると想定したとき、第2レンズL2が像側の面が像側に凹形状であるとともに負のパワーを持ち、第3レンズL3が物体側の面が物体側に凸形状であるとともに正のパワーを持ち、第4レンズL4が像側の面が像側に凸形状であるとともに正のパワーを持ち、第5レンズL5が像側に凸面を向けたメニスカス形状であるとともに負のパワーを持つものとした場合、下記条件式(1)〜(6)を満足することが好ましい。
0.40<d1-4/L<0.50 … (2)
0.45<d3-11/L<0.54 … (3)
0.02<d4-5/L<0.05 … (4)
0.012<d6-8/L<0.04 … (5)
L/r3<−6.0 … (6)
ただし、
f34:第3レンズL3と第4レンズL4との合成近軸焦点距離
L:第1レンズL1の物体側の面から像面までの光軸上の距離(第5レンズL5と像面の間は空気換算距離)
d1-4:第1レンズL1の物体側の面から第2レンズL2の像側の面までの光軸上の距離
d3-11:第2レンズL2の物体側の面から第5レンズL5の像側の面までの光軸上の距離
d4-5: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
d6-8:第3レンズL3の像側の面から第4レンズL4の物体側の面までの光軸上の距離
r3:第2のレンズL2の物体側の面の光軸近傍の曲率半径
ここで、上記全体形状を有するものと想定した場合における第2レンズL2の像側の面の形状について、図1を参照しながら説明する。図1において、点Q1,Q2は、第2レンズL2の像側の面の有効径最外端の2点であり、点Q3は、第2レンズL2の像側の面上の光軸上の点である。また、図1において、円弧C2は、3つの点Q1,Q2,Q3を通る円弧である。
0.04<d10/f … (8)
0.48<f3/f … (9)
0.71<Bf/f … (10)
r10/f<−0.25 … (11)
1.2<L/f … (12)
(r8+r9)/(r8−r9)<2.9 … (13)
ただし、
L:第1レンズL1の物体側の面から像面までの光軸上の距離(レンズと像面の間は空気換算距離)
d4-5: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
f:全系の焦点距離
d10:第5レンズL5の光軸上の厚さ
f3:第3レンズL3の焦点距離
Bf:全系のバックフォーカス
r10:第5レンズL5の物体側の面の光軸近傍の曲率半径
r8:第4レンズL4の物体側の面の光軸近傍の曲率半径
r9:第4レンズL4の像側の面の光軸近傍の曲率半径
ここで、図1を参照しながら、第2レンズL2の像側の面の形状について説明する。図1において、第2レンズL2の像側の面上の点Q3近傍のある点をX4として、その点での法線と光軸との交点をP4とする。このとき点X4での第2レンズL2の形状は点P4が点Q3を基準として物体側、像側のいずれの側にあるかで定義する。像側の面においては点P4が点Q3より物体側にある場合を像側に凸形状、点P4が点Q3より像側にある場合を像側に凹形状と定義する。
0.20<d10/f<0.80 … (8−1)
2.0<f3/f<20.0 … (9−1)
1.5<Bf/f<3.0 … (10−1)
−5.0<r10/f<−0.50 … (11−1)
5.0<L/f<20.0 … (12−1)
(r8+r9)/(r8−r9)<2.0 … (13−1)
第2レンズL2を、光軸近傍において像側の面が像側に凸形状であり、負のパワーを持つものとすることで、軸上光線が第2レンズL2の像側の面を通過する際の入射角を小さく抑えることができるため、球面収差を良好に補正することができる
条件式(7−1)の上限を上回ると、レンズ全長を極力短くする場合に不利となる。
0.40<d1-4/L … (2−2)
第2レンズL2を、光軸近傍において像側の面が像側に凸形状であり、負のパワーを持つものとすることで、軸上光線が第2レンズL2の像側の面を通過する際の入射角を小さく抑えることができるため、球面収差を良好に補正することができる。
条件式(2−3)の下限を下回ると、第1レンズL1と第2レンズL2とが周辺部で近接して、適正に配置できなくなる。条件式(2−3)の上限を上回ると、第1レンズL1の有効径が大きくなり、レンズ全系の全長および外径が大型化してしまう。
1.84<Bf/f … (10−2)
条件式(9−2)の下限を下回ると、第3レンズL3のパワーが強くなり過ぎ、形状誤差や偏心による収差変化の感度が高くなり、形状や組立に高い精度が必要になる。
1.77<Bf/f<2.3 … (10−3)
条件式(9−3)の上限を上回ると、第3レンズL3のパワーが弱くなり過ぎて、倍率色収差の補正が不十分になる。条件式(10−3)の上限を上回ると、レンズから像面までは十分な距離をとることができるが、第1レンズL1の物体側の面から像面までの距離が大きくなり、本実施形態の撮像レンズおよび本実施形態の撮像レンズを適用したカメラ等の撮像装置が大型化する。
11.9<L/f … (12−2)
第2レンズL2を、光軸近傍において像側の面が像側に凸形状であり、負のパワーを持つものとすることで、軸上光線が第2レンズL2の像側の面を通過する際の入射角を小さく抑えることができるため、球面収差を良好に補正することができる。
条件式(12−3)の上限を上回ると、第1レンズL1の物体側の面から像面までの距離が大きくなり、本実施形態の撮像レンズが大型化するとともに、本実施形態の撮像レンズを適用したカメラ等の撮像装置が大型化する。
1.6<L/f<15.7 … (12−4)
ここで、第2レンズL2の物体側の面の形状は、第2レンズL2の像側の面の形状と同様に考えることができる。図1において、第2レンズL2の物体側の面上の光軸との交点をQ13とし、点Q13近傍のある点をX3として、その点での法線と光軸との交点をP3とする。このとき点X3での第2レンズL2の形状は点P3が点Q13を基準として物体側、像側のいずれの側にあるかで定義する。物体側の面においては点P3が点Q13より物体側にある場合を物体側に凹形状、点P3が点Q13より像側にある場合を物体側に凸形状と定義する。
5.0<L/f<20.0 … (12−5)
本実施形態の撮像レンズは、全画角が200度より大きいことが好ましい。全画角は、最大画角での軸外光束3の主光線と光軸Zとのなす角の2倍である。全画角が200度より大きな広角のレンズ系とすることで、近年の広角化の要望に対応可能となる。
ただし、
Zd:非球面深さ(高さhの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ)
h:高さ(光軸からのレンズ面までの距離)
C:近軸曲率
K、am:非球面係数(m=3、4、5、…20)
3 軸外光束
5 撮像素子
100 自動車
101、102 車外カメラ
103 車内カメラ
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
PP 光学部材
Sim 像面
St 開口絞り
Z 光軸
Claims (2)
- 物体側から順に、
物体側に凸面を向けたメニスカス形状であるとともに、負のパワーを持つ第1レンズと、
負のパワーを持つ第2レンズと、
正のパワーを持つ第3レンズと、
絞りと、
正のパワーを持つ第4レンズと、
負のパワーを持つ第5レンズとの実質的に5枚のレンズからなり、
前記第1レンズから前記第5レンズのレンズ面のうち、少なくとも一面が非球面であり、
前記第2レンズが、像側の面が像側に凹形状であるとともに負のパワーを持ち、前記第3レンズが、物体側の面が物体側に凸形状であるとともに正のパワーを持ち、前記第4レンズが、像側の面が像側に凸形状であるとともに正のパワーを持ち、前記第5レンズが、像側に凸面を向けたメニスカス形状であるとともに負のパワーを持ち、
下記条件式(6)、(7−2)、(8−2)を満足することを特徴とする撮像レンズ。
L/r3<−6.0 … (6)
d4-5/f<1.76 … (7−2)
0.08<d10/f<0.54 … (8−2)
ただし、
L:前記第1レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離(レンズと像面の間は空気換算距離)
r3:前記第2レンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径
d4-5:前記第2レンズの像側の面から前記第3レンズの物体側の面までの光軸上の距離
f:全系の焦点距離
d10:前記第5レンズの光軸上の厚さ - 請求項1記載の撮像レンズを搭載したことを特徴とする撮像装置。
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