JP5782123B2 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像レンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子を用いた監視用カメラ、携帯端末用カメラ、車載用カメラ等に使用される撮像レンズ、およびその撮像レンズを備えた撮像装置に関するものである。

近年、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子として、非常に小型化及び高画素化されたものが知られている。それとともに、これらの撮像素子を備えた撮像機器本体も小型化されたものが知られており、それに搭載される撮像レンズにも良好な光学性能を維持しつつ小型化されたものが適用されている。一方、監視用カメラや車載用カメラ等の用途でも、広画角のレンズでありながら、小型で高性能な撮像レンズを搭載したものが知られている。

上記のような分野において知られている比較的レンズ枚数の少ない広画角の撮像レンズとして、例えば下記特許文献１〜４に記載のものが挙げられる。

特開平０９−２８１３８７号公報 特開平０２−２８４１０８号公報 特開２００５−３１６２０８号公報 特開２０１１−１２８２１０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の撮像レンズは、Ｆナンバーが２．８と暗く、色収差、非点収差が大きいため、上記のような高画素化された高性能な撮像素子への適用が推奨されるほどの高い光学性能を有するものとは言えない。

また、特許文献２に記載の撮像レンズも、Ｆナンバーが３．０と暗く、色収差、非点収差が大きいため、上記のような高性能な撮像素子へ適用するほどの高い光学性能を有するものとは言えない。

また、特許文献３に記載の撮像レンズは、色収差が良好に補正されてはいるが、Ｆナンバーが２．８と暗く、非点収差が大きいため、上記と同様に、高性能な撮像素子へ適用するほどの高い光学性能を有するものとは言えない。

また、特許文献４に記載の撮像レンズは、明るいレンズを実現しようとするものではあるが、その明るさを実現するために若干小型化が犠牲となっているため十分にコンパクト化されたものとは言えない。

上記のようなことにより、比較的レンズ枚数の少ない、例えば４枚構成の撮像レンズにおいて、高い光学性能を有し、かつ、広画角化とコンパクト化とを同時に満足するような撮像レンズを使用したいという要請がある。より具体的には、Ｆナンバーが２．０程度の明るい光学系であって、収差が良好に補正されるとともに、広画角でコンパクトな撮像レンズの実現が望まれている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高い光学性能を有するとともに広画角でコンパクトな撮像レンズおよびこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。

本発明の第１の撮像レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群からなり、第１レンズ群は、負の屈折力を有する単レンズである第１群第１レンズからなり、第２レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第２群第１レンズ、正の屈折力を有する第２群第２レンズ、負の屈折力を有する第２群第３レンズからなり、第２群第１レンズが両凸レンズであり、第２群第２レンズが両凸レンズであり、第２群第３レンズがメニスカスレンズであり、第２群第１レンズと第２群第２レンズとの間に絞りが配置され、かつ、第２群第２レンズと第２群第３レンズとは互いに接合された接合レンズをなすものであり、さらに、条件式（１）：−０．８９≦ｆ１／ｆ＜０、条件式（４）：０．３＜ｄｔ１／ｆ＜０．８を満足することを特徴とするものである。ただし、ｆ１を第１群第１レンズのｄ線における焦点距離、ｆをレンズ全系のｄ線における焦点距離、ｄｔ１を第１群第１レンズの光軸上における厚さとする。

なお、前記第１の撮像レンズは、条件式（１ａ）：−０．８５＜ｆ１／ｆ＜−０．３を満足することが望ましく、条件式（１ｂ）：−０．７２＜ｆ１／ｆ＜−０．５を満足することがさらに望ましい。

前記第１の撮像レンズは、条件式（４ａ）：０．３１＜ｄｔ１／ｆ＜０．６を満足することが望ましく、条件式（４ｂ）：０.３２＜ｄｔ１／ｆ＜０．５を満足することがより望ましい。

前記第１の撮像レンズは、ｆｇ２を第２レンズ群全体のｄ線における合成焦点距離としたときに、条件式（５）：０＜ｆｇ２／ｆ＜１．３を満足することが望ましく、条件式（５ａ）：０．３＜ｆｇ２／ｆ＜１．２８を満足することがより望ましく、条件式（５ｂ）：０．５＜ｆｇ２／ｆ＜１．２５を満足することがさらに望ましい。

前記第１の撮像レンズは、νｄ２を第２群第１レンズのｄ線を基準としたアッベ数としたときに、条件式（６）：３５＜νｄ２＜７０を満足することが望ましく、条件式（６ａ）：３８＜νｄ２＜６８を満足することがより望ましく、条件式（６ｂ）：４０＜νｄ２＜６６を満足することがさらに望ましい。

本発明の撮像装置は、上記第１の撮像レンズを備えたことを特徴とするものである。

なお、前記第１の撮像レンズにおいて、第２レンズ群を構成する第２群第１レンズは単レンズである。

また、前記第１の撮像レンズは、第１レンズ群と第２レンズ群との間にパワーを有する光学要素は配置されていない。すなわち、第１の撮像レンズは、第１レンズ群と第２レンズ群との間に、屈折力を持つ光学部材を配置しないように構成されたものである。

前記撮像レンズは、実質的に２つのレンズ群からなるものとすることができる。なお、「実質的にｎ個のレンズ群からなる撮像レンズ」とは、ｎ個のレンズ群以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手振れ補正機構等の機構部分、等を持つ撮像レンズである。

本発明の第１の撮像レンズおよびこれを備えた撮像装置によれば、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群を備え、第１レンズ群を、負の屈折力を有する単レンズである第１群第１レンズからなるものとし、第２レンズ群を、物体側より順に、正の屈折力を有する第２群第１レンズ、正の屈折力を有する第２群第２レンズ、負の屈折力を有する第２群第３レンズからなるものとし、ｆ１を第１群第１レンズの焦点距離、ｆをレンズ全系の焦点距離としたときに、条件式（１）：−０．８９≦ｆ１／ｆ＜０を満足するようにしたので、この第１の撮像レンズおよびこれを備えた撮像装置を、高い光学性能を有する広画角でコンパクトなものとすることができる。例えば、第１の撮像レンズを、Ｆナンバーが２．０程度と明るく、かつ収差が良好に補正された広画角でコンパクトなものとすることができる。

本発明の第２の撮像レンズおよびこれを備えた第２の撮像装置によれば、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群を備え、第１レンズ群を、負の屈折力を有し両凹形状をなす単レンズである第１群第１レンズからなるものとし、第２レンズ群を、物体側より順に、正の屈折力を有する第２群第１レンズ、正の屈折力を有する第２群第２レンズ、負の屈折力を有する第２群第３レンズからなるものとし、ｄｋ２を第１群第１レンズと第２群第１レンズとの光軸上における間隔としたときに、条件式（２）：０＜ｄｋ２／ｆ＜０．７０を満足するようにしたので、この第２の撮像レンズおよびこれを備えた撮像装置を、高い光学性能を有する広画角でコンパクトなものとすることができる。例えば、第２の撮像レンズを、Ｆナンバーが２．０程度と明るく、かつ収差が良好に補正された広画角でコンパクトなものとすることができる。

本発明の第３の撮像レンズおよびこれを備えた撮像装置によれば、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群を備え、第１レンズ群を、負の屈折力を有し両凹形状をなす単レンズである第１群第１レンズからなるものとし、第２レンズ群を、物体側より順に、正の屈折力を有する第２群第１レンズ、絞り、正の屈折力を有する第２群第２レンズ、負の屈折力を有する第２群第３レンズからなるものとし、第２群第２レンズと第２群第３レンズとは互いに接合された接合レンズをなすものとし、νｄ１を第１群第１レンズのｄ線を基準としたアッベ数としたときに、条件式（３）：３８＜νｄ１＜７０を満足するようにしたので、この第３の撮像レンズおよびこれを備えた撮像装置を、高い光学性能を有する広画角でコンパクトなものとすることができる。例えば、第３の撮像レンズを、Ｆナンバーが２．０程度と明るく、かつ収差が良好に補正された広画角でコンパクトなものとすることができる。

本発明の第１の実施の形態の撮像レンズおよび撮像装置を示す断面図 本発明の第２の実施の形態の撮像レンズおよび撮像装置を示す断面図 本発明の第３の実施の形態の撮像レンズおよび撮像装置を示す断面図 実施例１による撮像レンズの構成を光路とともに示す図である。 実施例２による撮像レンズの構成を示す断面図 実施例３による撮像レンズの構成を示す断面図 実施例４による撮像レンズの構成を示す断面図 実施例５による撮像レンズの構成を示す断面図 （ａ）〜（ｄ）は実施例１による撮像レンズの収差図 （ａ）〜（ｄ）は実施例２による撮像レンズの収差図 （ａ）〜（ｄ）は実施例３による撮像レンズの収差図 （ａ）〜（ｄ）は実施例４による撮像レンズの収差図 （ａ）〜（ｄ）は実施例５による撮像レンズの収差図 本発明の撮像レンズを搭載した監視用カメラを示す図

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１Ａは、本発明の第１の実施の形態による撮像レンズおよび撮像装置の構成を示す断面図であり、図１Ｂは、本発明の第２の実施の形態による撮像レンズおよび撮像装置の構成を示す断面図であり、図１Ｃは、本発明の第３の実施の形態による撮像レンズおよび撮像装置の構成を示す断面図である。

図１Ａに示すように、本発明の第１の実施の形態による撮像装置２０１は、撮像素子２１０と本発明の第１の実施の形態による撮像レンズ１０１とを備えている。撮像素子２１０は、撮像レンズ１０１を通してこの撮像素子２１０の受光面２１０Ｊ上に形成された被写体１を表す光学像Ｉｍを、電気信号に変換してこの被写体１を表す画像信号Ｇｓを生成する。この撮像素子２１０としては、例えばＣＣＤイメージセンサや、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＭＯＳイメージセンサ等を採用することができる。

撮像レンズ１０１は、物体側（図中矢印−Ｚ方向の側）から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を備えている。ここで、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間には、パワーを持つ光学部材は配置されていない。

第１レンズ群Ｇ１は、パワーを持つ光学部材として、負の屈折力を有する単レンズである第１群第１レンズＬ１１を１枚のみ配置してなるものである。

第２レンズ群Ｇ２は、パワーを持つ光学部材として、物体側から順に、正の屈折力を有する単レンズである第２群第１レンズＬ２１、正の屈折力を有する第２群第２レンズＬ２２、負の屈折力を有する第２群第３レンズＬ２３を配置してなるものである。

さらに、上記撮像レンズ１０１は、条件式（１）：−０．８９≦ｆ１／ｆ＜０を満足するものである。ただし、ｆ１を第１群第１レンズＬ１１の焦点距離、ｆをレンズ全系の焦点距離とする。

また、この撮像レンズ１０１は、条件式（１ａ）：−０．８５＜ｆ１／ｆ＜−０．３を満足することがより望ましく、条件式（１ｂ）：−０．７２＜ｆ１／ｆ＜−０．５を満足することがさらに望ましい。

図１Ｂに示すように、本発明の第２の実施の形態による撮像装置２０２は、撮像素子２１０と本発明の第２の実施の形態による撮像レンズ１０２とを備えている。この撮像素子２１０の構成および作用は上記撮像装置２０１の場合と同様である。

撮像レンズ１０２は、物体側（図中矢印−Ｚ方向の側）から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を備えている。ここで、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間には、パワーを持つ光学部材は配置されていない。

第１レンズ群Ｇ１は、パワーを持つ光学部材として、負の屈折力を有する両凹形状の単レンズである第１群第１レンズＬ１１を１枚のみ配置してなるものである。

第２レンズ群Ｇ２は、パワーを持つ光学部材として、物体側から順に、正の屈折力を有する単レンズである第２群第１レンズＬ２１、正の屈折力を有する第２群第２レンズＬ２２、負の屈折力を有する第２群第３レンズＬ２３を配置してなるものである。

さらに、上記撮像レンズ１０２は、条件式（２）：０＜ｄｋ２／ｆ＜０．７を満足するものである。ただし、ｄｋ２を、第１群第１レンズＬ１１と第２群第１レンズＬ２１との光軸Ｚ１上における間隔（空気換算間隔）とする。なお、第１群第１レンズＬ１１と第２群第１レンズＬ２１との間に光学部材が配置されていなければその間隔は単に空気間隔となる。

また、この撮像レンズ１０２は、条件式（２ａ）：０．１＜ｄｋ２／ｆ＜０．６５を満足することが望ましく、条件式（２ｂ）：０．１５＜ｄｋ２／ｆ＜０．６２を満足することがさらに望ましい。

図１Ｃに示すように、本発明の第３の実施の形態による撮像装置２０３は、撮像素子２１０と本発明の第３の実施の形態による撮像レンズ１０３とを備えている。この撮像素子２１０の構成および作用は上記撮像装置２０１の場合と同様である。

撮像レンズ１０３は、物体側（図中矢印−Ｚ方向の側）から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を備えている。ここで、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間には、パワーを持つ光学部材は配置されていない。

第１レンズ群Ｇ１は、パワーを持つ光学部材として、負の屈折力を有する両凹形状の単レンズである第１群第１レンズＬ１１を１枚のみ配置してなるものである。

第２レンズ群Ｇ２は、パワーを持つ光学部材として、物体側から順に、正の屈折力を有する単レンズである第２群第１レンズＬ２１、正の屈折力を有する第２群第２レンズＬ２２と負の屈折力を有する第２群第３レンズＬ２３とからなる接合レンズを配置してなるものである。なお、第２群第２レンズＬ２２と第２群第３レンズＬ２３は、物体側からこの順に配置されている。

第２群第１レンズＬ２１と第２群第２レンズＬ２２との間には絞りＳｔが配置されている。

さらに、上記撮像レンズ１０３は、条件式（３）：３８＜νｄ１＜７０を満足するものである。ただし、νｄ１を、第１群第１レンズＬ１１のｄ線を基準としたアッベ数とする。

また、この撮像レンズ１０３は、条件式（３ａ）：４０＜νｄ１＜６８を満足することが望ましく、条件式（３ｂ）：４１＜νｄ１＜６６を満足することがさらに望ましい。

さらに、上記第１の実施の形態の撮像レンズ１０１、第２の実施の形態の撮像レンズ１０２、第３の実施の形態の撮像レンズ１０３それぞれは、以下のような構成を有するものとすることもできる。

すなわち、撮像レンズ１０１、１０２それぞれは、第２レンズ群Ｇ２中に絞りを配置することができ、例えば、図１Ａ、１Ｂに示すように、第２群第１レンズＬ２１と第２群第２レンズＬ２２との間に絞りＳｔを配置することができる。

また、上記撮像レンズ１０１、１０２それぞれは、第２群第１レンズＬ２１を両凸レンズとし、第２群第２レンズＬ２２を両凸レンズとし、第２群第３レンズＬ２３をメニスカスレンズとし、第２群第１レンズＬ２１と第２群第２レンズＬ２２との間に絞りを配置し、かつ、第２群第２レンズＬ２２と第２群第３レンズＬ２３とが互いに接合された接合レンズを構成するものとすることができる。

また、上記撮像レンズ１０１、１０２、１０３それぞれは、条件式（４）：０．３＜ｄｔ１／ｆ＜０．８を満足することが望ましく、条件式（４ａ）：０．３１＜ｄｔ１／ｆ＜０．６を満足することがより望ましく、条件式（４ｂ）：０.３２＜ｄｔ１／ｆ＜０．５を満足することがさらに望ましい。ただし、ｄｔ１を第１群第１レンズＬ１１の光軸上における厚みとする。

また、上記撮像レンズ１０１、１０２、１０３それぞれは、条件式（５）：０＜ｆｇ２／ｆ＜１．３を満足することが望ましく、条件式（５ａ）：０．３＜ｆｇ２／ｆ＜１．２８を満足することがより望まく、条件式（５ｂ）：０．５＜ｆｇ２／ｆ＜１．２５を満足することがさらに望ましい。ただし、ｆｇ２を第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離（第２レンズ群Ｇ２全体の合成焦点距離）とする。

また、上記撮像レンズ１０１、１０２、１０３それぞれは、条件式（６）：３５＜νｄ２＜７０を満足することが望ましく、条件式（６ａ）：３８＜νｄ２＜６８を満足することがより望まく、条件式（６ｂ）：４０＜νｄ２＜６６を満足することがさらに望ましい。ただし、νｄ２を第２群第１レンズＬ２１のｄ線を基準としたアッベ数とする。

また、上記撮像レンズ１０１、１０２、１０３それぞれは、条件式（７）：１３．５ｍｍ＜ｄｓｉ＜２２ｍｍを満足することが望ましく、条件式（７ａ）：１３．８ｍｍ＜ｄｓｉ＜２０ｍｍを満足することがより望まく、さらに条件式（７ｂ）：１４ｍｍ＜ｄｓｉ＜１８ｍｍを満足することがさらに望ましい。ただし、ｄｓｉを絞りＳｔと結像面Ｉｍとの光軸上における間隔（バックフォーカス部分は空気換算距離）とする。すなわち、この「絞りＳｔと結像面Ｉｍとの光軸上における間隔」は、カバーガラス等の光学要素ＬＬの厚みに空気換算距離を適用して、第２群第３レンズＬ２３の像側面の頂点と結像面Ｉｍとの間隔（バックフォーカス）を空気換算距離で表したものとする。

なお、以下に条件式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）に関する作用効果についてまとめて説明する。

〔条件式（１）：−０．８９≦ｆ１／ｆ＜０の作用効果〕
条件式（１）は、「第１レンズ群Ｇ１（第１群第１レンズＬ１１）の焦点距離ｆ１」と「レンズ全系の焦点距離ｆ」との比率の範囲を規定するものである。

条件式（１）を満足するように撮像レンズを構成することにより、小型化を図りつつ球面収差と像面収差とのバランスを良好な状態に保つことができる。

条件式（１）の上限を上回るように撮像レンズを構成すると、第１レンズ群Ｇ１（第１群第１レンズＬ１１）における負の屈折力が強くなり、球面収差が増大し「マージナル光線における球面収差」と「このマージナル光線の光線高の７割の光線高を通る光線における球面収差」との差が大きくなる。また、周辺サジタル像面がオーバー側に倒れる。

条件式（１）の下限を下回るように撮像レンズを構成すると、第１レンズ群Ｇ１における負の屈折力が弱くなるので像面がアンダー側に倒れ、また、収差補正のためにレンズ全長を伸ばす必要性が高まるため小型化することが困難となる。

なお、条件式（１ａ）、条件式（１ｂ）の作用効果も、上記条件式（ａ）の場合と同様である。

〔条件式（２）：０＜ｄｋ２／ｆ＜０．７の作用効果〕
条件式（２）は、「第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔ｄｋ２（空気換算間隔）」と「レンズ全系の焦点距離ｆ」との比率の範囲を規定するものである。

条件式（２）を満足するように撮像レンズを構成することにより、小型化を図りつつ球面収差と像面収差とのバランスを良好な状態に保つことができる。

条件式（２）の上限を上回ると、収差補正のためにレンズ全長を伸ばす必要性が高まるため小型化することが困難となる。

条件式（２）の下限を下回ると、小型化するには都合良くなるが、球面収差が増大する傾向が強くなったり、タンジェンシャル像面がオーバー側に倒れたりするという問題が生じる。

なお、条件式（２ａ）、条件式（２ｂ）の作用効果も、上記条件式（２）の場合と同様である。

〔条件式（３）：３８＜νｄ１＜７０の作用効果〕
条件式（３）は、最も物体側に配置されている第１群第１レンズＬ１１のアッベ数の範囲を規定するものである。

条件式（３）を満足するように撮像レンズを構成することにより、色収差の発生を抑えることができる。

条件式（３）の上限を上回ると、短波長側において、軸上色収差が補正不足になり倍率色収差が補正過剰となる傾向が強くなる。

条件式（３）の下限を下回ると、短波長側において、軸上色収差が補正過剰になり倍率色収差が補正不足となる傾向が強くなる。

なお、条件式（３ａ）、条件式（３ｂ）の作用効果も、上記条件式（３）の場合と同様である。

〔条件式（４）：０．３＜ｄｔ１／ｆ＜０．８の作用効果〕
条件式（４）は、「最も物体側に配置されている第１群第１レンズＬ１１の厚さｄｔ１」と「レンズ全系の焦点距離ｆ」との比率の範囲を規定するものである。

条件式（４）を満足するように撮像レンズを構成することにより、撮像レンズの全長や径を小さくして小型化することができる。

条件式（４）の上限を上回ると、画角の変化に対する球面収差の変動が大きくなり、また、収差補正のためにレンズ全長を伸ばす必要性が高まるため小型化することが困難となる。

条件式（４）の下限を下回ると、撮像レンズを小型にするには都合良くなるが、球面収差が増大する傾向が強くなる。

なお、条件式（４ａ）、条件式（４ｂ）の作用効果も、上記条件式（４）の場合と同様である。

〔条件式（５）：０＜ｆｇ２／ｆ＜１．３の作用効果〕
条件式（５）は、「第２レンズ群Ｇ２全体の合成焦点距離ｆｇ２」と「レンズ全系の焦点距離ｆ」との比率の範囲を規定するものである。

条件式（５）を満足するように撮像レンズを構成することにより、撮像レンズの小型化を図りつつ球面収差と像面収差とのバランスを良好な状態に保つことができる。

条件式（５）の上限を上回ると、第１レンズ群Ｇ１とその後群との屈折力のバランスが崩れるため、タンジェンシャル像面がアンダー側に倒れる。

条件式（５）の下限を下回ると、第１レンズ群Ｇ１とその後群の焦点距離が両方共に短くなって、屈折力が強くなるので高次の球面収差が発生しやすくなる。

なお、条件式（５ａ）、条件式（５ｂ）の作用効果も、上記条件式（５）の場合と同様である。

〔条件式（６）：３５＜νｄ２＜７０の作用効果〕
条件式（６）は、第２レンズ群の最も物体側に配置された第２群第１レンズＬ２１のアッベ数の範囲を規定するものである。

条件式（６）を満足するように撮像レンズを構成することにより、発散する光を収束させる際の色収差の発生を抑制することができる。

条件式（６）の上限を上回ると、短波長側における軸上色収差が補正過剰になる傾向が強くなる。

条件式（６）の下限を下回ると、短波長側における軸上色収差が補正不足になる傾向が強くなる。

なお、条件式（６ａ）、条件式（６ｂ）の作用効果も、上記条件式（６）の場合と同様である。

〔条件式（７）：１３．５ｍｍ＜ｄｓｉ＜２２ｍｍの作用効果〕
条件式（７）は、上述の「絞りＳｔと結像面Ｉｍとの光軸上における間隔（バックフォーカス部分は空気換算距離）」の範囲を規定するものである。

条件式（７）を満足するように撮像レンズを構成すると、撮像レンズの全長や径を小さくして小型化することができる。

条件式（７）の上限を上回ると、収差補正のためにレンズ全長を伸ばす必要性が高まるため小型化することが困難となる。所望のレンズ性能を得るためにはレンズ全長を長くしなければならなくなったり、短波長側の光に関する倍率色収差が補正不足になるという問題が生じる。

一方、条件式（７）の下限を下回ると、球面収差が増大し「マージナル光線における球面収差」と「このマージナル光線の光線高の７割の光線高を通る光線における球面収差」との差が大きくなる。

なお、条件式（７ａ）、条件式（７ｂ）の作用効果も、上記条件式（７）の場合と同様である。

なお、上記各撮像レンズを各撮像装置に適用する際には、撮像装置の構成に応じて撮像レンズ１０１〜１０３それぞれと撮像素子２１０との間にカバーガラスや、ローパスフィルタ、あるいは赤外線カットフィルタ等の、実質的に屈折力を有さない光学要素ＬＬを配置することができる。例えば、撮像レンズ１０１〜１０３それぞれが、車載カメラに搭載されて夜間の監視用カメラとして使用される場合には、撮像レンズと撮像素子との間に紫外光から青色光に亘る波長を持つ光をカットするようなフィルタを挿入することが望ましい。

また、撮像レンズ１０１〜１０３それぞれと撮像素子２１０との間にローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等を配置する代わりに、撮像レンズを構成するレンズの間に各種フィルタを配置したり、撮像レンズを構成するレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を奏する薄膜を形成すること（コーティングを施すこと）もできる。

上記撮像レンズ１０１〜１０３それぞれが、例えば屋外の監視に適用される場合には、寒冷地の外気から熱帯地方の夏の車内まで広い温度範囲で使用可能なことが要求される。そのような場合には各撮像レンズを構成する全てのレンズの材質がガラスであることが好ましい。また、安価にレンズを製作するために、各撮像レンズを構成する全てのレンズが球面レンズであることが好ましい。しかしながら、コストよりも光学性能を優先する場合には非球面レンズを採用することができる。

上記のように、本発明の第１から第３の実施の形態の撮像レンズは、高い光学性能を有し、かつ広画角化、コンパクト化を実現することができる。

次に、本発明による撮像レンズの具体的な数値データを示す実施例について説明する。

以下、図２〜６、図７〜１１、表１〜６を参照し、本発明の撮像レンズの実施例１〜５それぞれの数値データ等についてまとめて説明する。なお、上述の撮像レンズ１０１、１０２、１０３を示す図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ中の符号と一致する図２〜６中の符号は互に対応する構成を示している。

＜実施例１＞
図２は、実施例１の撮像レンズの概略構成を、この撮像レンズを通る光の光路とともに示す図である。

この実施例１の撮像レンズは、上記第１から第３の実施の形態の撮像レンズに対応する構成を有している。

また、この実施例１の撮像レンズは、上記条件式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）を全て満足するように構成されている。

また、表１は、実施例１の撮像レンズのレンズデータを示すものである。表１に示すレンズデータにおいて、面番号ｉ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ｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面Ｓｉの面番号を示す。なお、表１のレンズデータには開口絞りＳｔやパワーを持たない光学要素ＬＬも含めて面番号を付している。

表１のＲｉはｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面の曲率半径を示し、Ｄｉはｉ（ｉ＝１、２、３、…）番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。レンズデータの記号Ｒｉおよび記号Ｄｉは、レンズ面や絞り等を示す記号Ｓｉ（ｉ＝１、２、３、・・・）と番号が対応している。

なお、条件式（２）：０＜ｄｋ２／ｆ＜０．７に記載の「ｄｋ２」は、上記レンズデータ中に記号「Ｄ２」で示す面間隔に対応している。

また、条件式（４）：０．３＜ｄｔ１／ｆ＜０．８に記載の「ｄｔ１」は、上記レンズデータ中に記号「Ｄ１」で示す面間隔（レンズの厚み）に対応している。

また、Ｎｄｊは最も物体側の光学要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊはｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示す。表１において、曲率半径および面間隔の単位はｍｍであり、曲率半径は物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。

ここで、１番目の光学要素は第１群第１レンズＬ１１、２番目の光学要素は第２群第１レンズＬ２１、３番目の光学要素は第２群第２レンズＬ２２、４番目の光学要素は第２群第３レンズＬ２３、５番目の光学要素はパワーを持たない光学要素ＬＬにそれぞれ対応している。このパワーを持たない光学要素ＬＬは、例えば撮像素子の受光面上に配置されるカバーガラス等に対応するものである。

なお、上記のような光学系は、一般にレンズ等の光学要素の寸法を比例拡大または比例縮小しても所定の性能を維持することが可能なため、上記レンズデータ全体を比例拡大または比例縮小した撮像レンズについても本発明に係る実施例とすることができる。

図７は、実施例１の撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す図である。図中には、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線の各光に関する収差が示されている。なお、非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面に対する収差が示されている。

図７中に示すように、記号（ａ）で示す図が球面収差を、記号（ｂ）で示す図が非点収差を、記号（ｃ）で示す図がディストーションを、記号（ｄ）で示す図が倍率色収差を表している。

また、上記ディストーションの図は、レンズ全系の焦点距離ｆ、半画角θ（変数扱い、０≦θ≦ω）を用いて、理想像高をｆ×ｔａｎθとし、それからのずれ量を示す。

また、実施例の説明の最後に示す表６は、１から５の各実施例毎に、各条件式中に記載の数式から求まる値を示すものである。なお、各条件式中に記載されている数式の値は、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するものであり、表１に示す撮像レンズに関するレンズデータ等から求めることができる。

なお、上記実施例１の撮像レンズの構成を示す図２、撮像レンズの収差を示す図７、撮像レンズのレンズデータを示す表１、条件式中の記載「ｄｔ１」とレンズデータ中の記載「Ｄ１」との対応、条件式中の記載「ｄｋ２」とレンズデータ中の記載「Ｄ２」との対応、および条件式中の各数式の値を示す表６の読取り方等は、後述する実施例２〜５についても同様なので、後述の実施例についてはそれらの説明は省略する。

＜実施例２＞
図３は、実施例２の撮像レンズの概略構成を示す図である。この実施例２の撮像レンズは、上記第２および第３の実施の形態の撮像レンズに対応する構成を有している。しかしながら、この実施例２の撮像レンズは、第１の実施の形態の撮像レンズに対応するものではない。

また、実施例２の撮像レンズは、条件式（１）を満たしていないが、他の条件式（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）を全て満足するように構成されている。

図８は、実施例２の撮像レンズの収差を示す図である。

下記表２に実施例２のレンズデータ示す。

＜実施例３＞
図４は、実施例３の撮像レンズの概略構成を示す図である。この実施例３の撮像レンズは、上記第２および第３の実施の形態の撮像レンズに対応する構成を有している。しかしながら、この実施例３の撮像レンズは、第１の実施の形態の撮像レンズに対応するものではない。

また、実施例３の撮像レンズは、条件式（１）を満たしていないが、他の条件式（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）を全て満足するように構成されている。

図９は、実施例３の撮像レンズの収差を示す図である。

下記表３に実施例３のレンズデータ示す。

＜実施例４＞
図５は、実施例４の撮像レンズの概略構成を示す図である。この実施例４の撮像レンズは、上記第１から第３の実施の形態の撮像レンズに対応する構成を有している。

また、実施例４の撮像レンズは、条件式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）を全て満足するように構成されている。

図１０は、実施例４の撮像レンズの収差を示す図である。

下記表４に実施例４のレンズデータ示す。

＜実施例５＞
図６は、実施例５の撮像レンズの概略構成を示す図である。この実施例５の撮像レンズは、上記第１から第３の実施の形態の撮像レンズに対応する構成を有している。

また、実施例５の撮像レンズは、条件式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）を全て満足するように構成されている。

図１１は、実施例５の撮像レンズの収差を示す図である。

下記表５に実施例５のレンズデータ示す。

下記表６は、上述のように、各条件式中に記載されている数式によって求められる値を示している。

上記のことからわかるように、実施例１〜５の撮像レンズは、高い光学性能を有し、かつ広画角でコンパクトな撮像レンズとすることができる。

図１２に、本発明の撮像装置の１実施形態として、監視用カメラの概略構成図を示す。図１２に示す監視用カメラ２００は、略円筒状の鏡筒の内部に配置された本発明の撮像レンズ１００（例えば、撮像レンズ１０１、１０２、１０３等）と、撮像レンズ１００によって結像された被写体の光学像を撮像する撮像素子２１０とを備えている。撮像レンズ１００を通してこの撮像素子２１０の受光面上に形成された光学像は電気信号Ｇｓに変換されて、この監視用カメラ２００から出力される。

以上、第１〜第３の実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。例えば、図１Ｃに示すような、接合レンズを有する撮像レンズに関する変形例として、第２レンズ群Ｇ２の像側に屈折力を有するレンズ群を配置した撮像レンズを挙げることができる。

また、撮像装置の実施の形態では、本発明を監視用カメラに適用した例について図示して説明したが、本発明はこのような用途に限定されるものではなく、例えば、ビデオカメラや電子スチルカメラ、車載用カメラ等にも適用可能である。

Claims (12)

1. 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群からなり、
   前記第１レンズ群が、負の屈折力を有する単レンズである第１群第１レンズからなり、
   前記第２レンズ群が、物体側より順に、正の屈折力を有する第２群第１レンズ、正の屈折力を有する第２群第２レンズ、負の屈折力を有する第２群第３レンズからなり、
   前記第２群第１レンズが、両凸レンズであり、
   前記第２群第２レンズが、両凸レンズであり、
   前記第２群第３レンズが、メニスカスレンズであり、
   前記第２群第１レンズと前記第２群第２レンズとの間に絞りが配置され、かつ、前記第２群第２レンズと前記第２群第３レンズとは互いに接合された接合レンズをなすものであり、
   以下の条件式（１）、（４）を満足するものであることを特徴とする撮像レンズ。
   −０．８９≦ｆ１／ｆ＜０・・・（１）
   ０．３＜ｄｔ１／ｆ＜０．８・・・（４）
   ただし、
   ｆ１：第１群第１レンズの焦点距離
   ｆ：レンズ全系の焦点距離
   ｄｔ１：第１群第１レンズの光軸上における厚さ
2. 以下の条件式（１ａ）を満足するものであることを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
   −０．８５＜ｆ１／ｆ＜−０．３・・・（１ａ）
3. 以下の条件式（１ｂ）を満足するものであることを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
   −０．７２＜ｆ１／ｆ＜−０．５・・・（１ｂ）
4. 以下の条件式（４ａ）を満足するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   ０．３１＜ｄｔ１／ｆ＜０．６・・・（４ａ）
5. 以下の条件式（４ｂ）を満足するものであることを特徴とする請求項４記載の撮像レンズ。
   ０.３２＜ｄｔ１／ｆ＜０．５・・・（４ｂ）
6. 以下の条件式（５）を満足するものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   ０＜ｆｇ２／ｆ＜１．３・・・（５）
   ただし、
   ｆｇ２：第２レンズ群全体の合成焦点距離
7. 以下の条件式（５ａ）を満足するものであることを特徴とする請求項６記載の撮像レンズ。
   ０．３＜ｆｇ２／ｆ＜１．２８・・・（５ａ）
8. 以下の条件式（５ｂ）を満足するものであることを特徴とする請求項６記載の撮像レンズ。
   ０．５＜ｆｇ２／ｆ＜１．２５・・・（５ｂ）
9. 以下の条件式（６）を満足するものであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   ３５＜νｄ２＜７０・・・（６）
   ただし、
   νｄ２：第２群第１レンズのｄ線を基準としたアッベ数
10. 以下の条件式（６ａ）を満足するものであることを特徴とする請求項９記載の撮像レンズ。
    ３８＜νｄ２＜６８・・・（６ａ）
11. 以下の条件式（６ｂ）を満足するものであることを特徴とする請求項９記載の撮像レンズ。
    ４０＜νｄ２＜６６・・・（６ｂ）
12. 請求項１から１１のいずれか１項記載の撮像レンズを備えたことを特徴とする撮像装置。

Images