JP5893468B2 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents
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Description
物体側から像側に向かって順に、負のパワーを備える第1レンズ、負のパワーを備える第2レンズ、正のパワーを備える第3レンズ、および、正のパワーを備える第4レンズからなり、
前記第4レンズは、負のパワーを備える物体側レンズと正のパワーを備える像側レンズ
からなる接合レンズであり、前記物体側レンズと前記像側レンズとを接着している樹脂接着剤層を備え、
前記物体側レンズの像側レンズ面および前記像側レンズの物体側レンズ面は、それぞれが互いに異なる非球面形状をしており、
前記物体側レンズの像側レンズ面および前記像側レンズの物体側レンズ面の間隔は光軸から外周に向かうにつれて次第に大きくなるものであり、
光軸上における前記樹脂接着剤層の厚さ寸法をD、前記光軸と直交する方向の前記物体側レンズの像側レンズ面の有効径での高さHにおけるサグ量をSg1H、前記高さHにおける前記像側レンズの物体側レンズ面のサグ量をSg2Hとしたときに、以下の条件式(1)および条件式(2)を満たしており、
20μm ≦ D (1)
Sg1H < Sg2H (2)
レンズ系全体の焦点距離をf、前記物体側レンズの像側レンズ面の曲率半径をRsとしたときに、以下の条件式(4)を満たすことを特徴とする。
0.9 ≦ Rs/f ≦ 1.3 (4)
D ≦ 100μm (3)
−3.0(mm −1 ) ≦(f41/f42)/f ≦ −1.5(mm −1 ) (5)
面が負の曲率を備えることが望ましい。また、撮像レンズを広角レンズとするためには、前記第1レンズは、物体側レンズ面に凸形状を備えるメニスカスレンズであり、前記第2レンズの像側レンズ面は、凹形状を備えており、前記第3レンズは、物体側レンズ面が凸形状を備えており、前記第3レンズの物体側レンズ面の曲率半径をR31、前記第3レンズの像側レンズ面の曲率半径をR32としたときに、以下の条件式(6)を満たすことが望ましい。
R31 ≦ |R32| (6)
図1は実施例1の撮像レンズの構成図(光線図)である。図1に示すように、本例の撮像レンズ10は、物体側から像側に向かって順に、負のパワーを備える第1レンズ11、負のパワーを備える第2レンズ12、正のパワーを備える第3レンズ13、および、正のパワーを備える第4レンズ14からなる。第3レンズ13と第4レンズ14の間には絞り15が配置されており、第4レンズ14の像側には板ガラス16が配置されている。結像面I1は板ガラス16から離れた位置にある。第4レンズ14は、負のパワーを備える物体側レンズ17と正のパワーを備える像側レンズ18からなる接合レンズである。物体側レンズ17と像側レンズ18とは樹脂接着剤により接着されており、物体側レンズ17と像側レンズ18の間には樹脂接着剤層B1が形成されている。
20μm ≦ D (1)
Sg1H ≦ Sg2H (2)
D ≦ 100μm (3)
0.9 ≦ Rs/f ≦ 1.3 (4)
−3.0 ≦(f41/f42)/f ≦ −1.5 (5)
R31 ≦ |R32| (6)
Fno.=2.0
ω=99.4°
L=16.089mm
f=1.155mm
f1=−8.193mm
f2=−2.685mm
f3=4.126mm
f4=3.275mm
f41=−3.351mm
f42=1.885mm
図3(a)〜(d)は撮像レンズ10の縦収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図3(a)の縦収差図では横軸は光線が光軸L1と交わる位置を示し、縦軸は瞳径での高さを示す。図3(b)の横収差図では横軸は入射瞳座標を示し、縦軸は収差量を示す。図3(a)、(b)では、波長の異なる複数の光線についてのシミュレーション結果を示してある。図3(c)の像面湾曲図では横軸は光軸L1方向の距離を示し、縦軸は像の高さを示す。図3(c)において、Sはサジタル面における像面湾曲収差を示し、Tはタンジェンシャル面における像面湾曲収差を示す。図3(d)の歪曲収差図では横軸は像の歪み量を示し、縦軸は像の高さを示す。
図5は実施例2の撮像レンズの構成図(光線図)である。図5に示すように、本例の撮像レンズ20は、物体側から像側に向かって順に、負のパワーを備える第1レンズ21、負のパワーを備える第2レンズ22、正のパワーを備える第3レンズ23、および、正のパワーを備える第4レンズ24からなる。第3レンズ23と第4レンズ24の間には絞り25が配置されており、第4レンズ24の像側には板ガラス26が配置されている。結像面I2は板ガラス26から離れた位置にある。第4レンズ24は、負のパワーを備える物体側レンズ27と正のパワーを備える像側レンズ28からなる接合レンズである。物体側レンズ27と像側レンズ28とは樹脂接着剤により接着されており、物体側レンズ27と像側レンズ28の間には樹脂接着剤層B2が形成されている。本例の撮像レンズ20を構成する各レンズの形状は、実施例1の撮像レンズ10の対応する各レンズの形状と同様なので、その説明を省略する。
Fno.=2.0
ω=97.6°
L=15.598mm
f=1.141mm
f1=−8.378mm
f2=−2.600mm
f3=4.060mm
f4=3.199mm
f41=−3.520mm
f42=1.829mm
20μm ≦ D=20μm (1)
Sg1H ≦ Sg2H (2)
D=20μm ≦ 100μm (3)
0.9 ≦ Rs/f=1.112 ≦ 1.3 (4)
−3.0 ≦(f41/f42)/f=−1.69 ≦ −1.5 (5)
R31=3.428 ≦ |R32|=|−5.958| (6)
図6(a)〜(d)は撮像レンズ20の縦収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図6(a)に示すように、本例の撮像レンズ20によれば、軸上の色収差が良好に補正されている。また、図6(b)に示すように、色の滲みが抑制されている。また、図6(a)、図6(b)に示すように、軸上の色収差と倍率色収差の双方が周辺部分においてもバランス良く補正されている。さらに、図6(c)に示すように、本例の撮像レンズ20によれば、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ20が高解像度となる。
図8は実施例3の撮像レンズの構成図(光線図)である。図8に示すように、本例の撮像レンズ30は、物体側から像側に向かって順に、負のパワーを備える第1レンズ31、負のパワーを備える第2レンズ32、正のパワーを備える第3レンズ33、および、正のパワーを備える第4レンズ34からなる。第3レンズ33と第4レンズ34の間には絞り35が配置されており、第4レンズ34の像側には板ガラス36が配置されている。結像面I3は板ガラス36から離れた位置にある。第4レンズ34は、負のパワーを備える物体側レンズ37と正のパワーを備える像側レンズ38からなる接合レンズである。物体側レンズ37と像側レンズ38とは樹脂接着剤により接着されており、物体側レンズ37と像側レンズ38の間には樹脂接着剤層B3が形成されている。本例の撮像レンズ30を構成する各レンズの形状は、実施例1の撮像レンズ10の対応する各レンズの形状と同様なので、その説明を省略する。
Fno.=2.0
ω=96.0°
L=12.637mm
f=0.847mm
f1=−5.553mm
f2=−1.712mm
f3=2.742mm
f4=2.317mm
f41=−2.670mm
f42=1.493mm
20μm ≦ D=20μm (1)
Sg1H ≦ Sg2H (2)
D=20μm ≦ 100μm (3)
0.9 ≦ Rs/f=1.103 ≦ 1.3 (4)
−3.0 ≦(f41/f42)/f=−2.11 ≦ −1.5 (5)
R31=1.824 ≦ |R32|=|−8.292| (6)
図9(a)〜(d)は撮像レンズ30の縦収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図9(a)に示すように、本例の撮像レンズ30によれば、軸上の色収差が良好に補正されている。また、図9(b)に示すように、色の滲みが抑制されている。また、図9(a)、図9(b)に示すように、軸上の色収差と倍率色収差の双方が周辺部分においてもバランス良く補正されている。さらに、図9(c)に示すように、本例の撮像レンズ30によれば、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ30が高解像度となる。
図11は実施例4の撮像レンズの構成図(光線図)である。図11に示すように、本例の撮像レンズ40は、物体側から像側に向かって順に、負のパワーを備える第1レンズ41、負のパワーを備える第2レンズ42、正のパワーを備える第3レンズ43、および、正のパワーを備える第4レンズ44からなる。第3レンズ43と第4レンズ44の間には絞り45が配置されており、第4レンズ44の像側には板ガラス46が配置されている。結像面I4は板ガラス46から離れた位置にある。第4レンズ44は、負のパワーを備える物体側レンズ47と正のパワーを備える像側レンズ48からなる接合レンズである。物体側レンズ47と像側レンズ48とは樹脂接着剤により接着されており、物体側レンズ47と像側レンズ48の間には樹脂接着剤層B4が形成されている。本例の撮像レンズ40を構成する各レンズの形状は、実施例1の撮像レンズ10の対応する各レンズの形状と同様なので、その説明を省略する。
Fno.=2.0
ω=96.0°
L=13.514mm
f=0.994mm
f1=−8.279mm
f2=−1.785mm
f3=2.929mm
f4=2.394mm
f41=−3.114mm
f42=1.479mm
20μm ≦ D=20μm (1)
Sg1H ≦ Sg2H (2)
D=20μm ≦ 100μm (3)
0.9 ≦ Rs/f=1.189 ≦ 1.3 (4)
−3.0 ≦(f41/f42)/f=−2.12 ≦ −1.5 (5)
R31=2.115 ≦ |R32|=|−5.863| (6)
図12(a)〜(d)は撮像レンズ40の縦収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図12(a)に示すように、本例の撮像レンズ40によれば、軸上の色収差が良好に補正されている。また、図12(b)に示すように、色の滲みが抑制されている。また、図12(a)、図12(b)に示すように、軸上の色収差と倍率色収差の双方が周辺部分においてもバランス良く補正されている。さらに、図12(c)に示すように、本例の撮像レンズ40によれば、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ40が高解像度となる。
図14は実施例5の撮像レンズの構成図(光線図)である。図14に示すように、本例の撮像レンズ50は、物体側から像側に向かって順に、負のパワーを備える第1レンズ51、負のパワーを備える第2レンズ52、正のパワーを備える第3レンズ53、および、正のパワーを備える第4レンズ54からなる。第3レンズ53と第4レンズ54の間には絞り55が配置されており、第4レンズ54の像側には板ガラス56が配置されている。結像面I5は板ガラス56から離れた位置にある。第4レンズ54は、負のパワーを備える物体側レンズ57と正のパワーを備える像側レンズ58からなる接合レンズである。物体側レンズ57と像側レンズ58とは樹脂接着剤により接着されており、物体側レンズ57と像側レンズ58の間には樹脂接着剤層B5が形成されている。本例の撮像レンズ50を構成する各レンズの形状は、実施例1の撮像レンズ10の対応する各レンズの形状と同様なので、その説明を省略する。
Fno.=2.0
ω=100.0°
L=19.664mm
f=1.248mm
f1=−8.890mm
f2=−2.602mm
f3=4.265mm
f4=3.481mm
f41=−4.227mm
f42=1.479mm
20μm ≦ D=20μm (1)
Sg1H ≦ Sg2H (2)
D=20μm ≦ 100μm (3)
0.9 ≦ Rs/f=1.120 ≦ 1.3 (4)
−3.0 ≦(f41/f42)/f=−1.50 ≦ −1.5 (5)
R31=2.828 ≦ |R32|=|−13.176| (6)
図15(a)〜(d)は撮像レンズ50の縦収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図15(a)に示すように、本例の撮像レンズ50によれば、軸上の色収差が良好に補正されている。また、図15(b)に示すように、色の滲みが抑制されている。また、図15(a)、図15(b)に示すように、軸上の色収差と倍率色収差の双方が周辺部分においてもバランス良く補正されている。さらに、図15(c)に示すように、本例の撮像レンズ50によれば、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ50が高解像度となる。
上記の撮像レンズ10〜50では第3レンズの像側レンズ面(13b、23b、33b、43b、53b)が負の曲率を備えており、光軸に向かって像側に突出する凸形状の曲面部分を備えているが、この像側レンズ面(13b、23b、33b、43b、53b)が正の曲率を備え、光軸に向かって物体側に窪む凹形状の曲面部分を備えるようにしてもよい。この場合にも、条件式(6)を満たすことによって、撮像レンズ10〜50を広角レンズとすることが容易となる。
図17は本発明の撮像レンズを搭載する撮像装置の説明図である。図17に示すように、撮像装置60は撮像レンズ10の結像面I1(焦点位置)にセンサ面61aを配置した撮像素子61を備えるものである。撮像素子61は、CCDセンサ或いはCMOSセンサである。
以下に、図18〜図23を参照して参考例1〜3の撮像レンズを説明する。参考例1〜3の撮像レンズは実施例1〜5と同様の構成を備えているが、接合レンズを構成している2枚のレンズを接着している樹脂接着剤層の光軸上の厚さ寸法、すなわち、接合レンズを構成している2枚のレンズの光軸上の間隔が、20μm未満となっている。
Fno.=2.0
ω=88.6°
L=12.499mm
f=1.444mm
f1=−6.918mm
f2=−2.422mm
f3=3.349mm
f4=3.215mm
f41=−3.243mm
f42=1.752mm
Sg1H ≦ Sg2H (2)
−3.0 ≦(f41/f42)/f=−1.28 ≦ −1.5 (5)
R31=2.400 ≦ |R32|=|−8.121| (6)
図20は、参考例2の撮像レンズの構成図(光線図)である。図20に示すように、本例の撮像レンズ80は、物体側から像側に向かって順に、負のパワーを備える第1レンズ81、負のパワーを備える第2レンズ82、正のパワーを備える第3レンズ83、および、正のパワーを備える第4レンズ84からなる。第3レンズ83と第4レンズ84の間には絞り85が配置されており、第4レンズ84の像側には板ガラス86が配置されている。結像面I8は板ガラス86から離れた位置にある。第4レンズ84は、負のパワーを備える物体側レンズ87と正のパワーを備える像側レンズ88からなる接合レンズである。接合レンズの接合面となっている物体側レンズ87の像側レンズ面87bおよび像側レンズ88の物体側レンズ面88aは同一形状である。また、物体側レンズ87と像側レンズ88とは樹脂接着剤により接着されているが、物体側レンズ87と像側レンズ88の間のギャップは実施的にゼロである。
Fno.=2.0
ω=100.8°
L=13.301mm
f=1.187mm
f1=−6.813mm
f2=−2.080mm
f3=3.061mm
f4=3.238mm
f41=−2.699mm
f42=1.743mm
Sg1H ≦ Sg2H (2)
0.9 ≦ Rs/f=1.016 ≦ 1.3 (4)
R31=2.437 ≦ |R32|=|−5.274| (6)
図22は、参考例3の撮像レンズの構成図(光線図)である。図22に示すように、本例の撮像レンズ90は、物体側から像側に向かって順に、負のパワーを備える第1レンズ91、負のパワーを備える第2レンズ92、正のパワーを備える第3レンズ93、および、正のパワーを備える第4レンズ94からなる。第3レンズ93と第4レンズ94の間には絞り95が配置されており、第4レンズ94の像側には板ガラス96が配置されている。結像面I9は板ガラス96から離れた位置にある。第4レンズ94は、負のパワーを備える物体側レンズ97と正のパワーを備える像側レンズ98からなる接合レンズである。接合レンズの接合面となっている物体側レンズ97の像側レンズ面97bおよび像側レンズ98の物体側レンズ面98aは同一形状である。また、物体側レンズ97と像側レンズ98とは樹脂接着剤により接着されているが、物体側レンズ97と像側レンズ98の間のギャップは実施的にゼロである。
Fno.=2.0
ω=97.6°
L=15.633mm
f=1.149mm
f1=−8.499mm
f2=−2.585mm
f3=3.991mm
f4=3.208mm
f41=−3.508mm
f42=1.833mm
Sg1H ≦ Sg2H (2)
0.9 ≦ Rs/f=1.110 ≦ 1.3 (4)
−3.0 ≦(f41/f42)/f=−1.67 ≦ −1.5 (5)
R31=3.342 ≦ |R32|=|−5.935| (6)
11・21・31・41・51 第1レンズ
12・22・32・42・52 第2レンズ
13・23・33・43・53 第3レンズ
14・24・34・44・54 第4レンズ(接合レンズ)
17・27・37・47・57 物体側レンズ
18・28・38・48・58 像側レンズ
15・25・35・45・55 絞り
B1・B2・B3・B4・B5 樹脂接着剤層
L1・L2・L3・L4・L5 光軸
I1・I2・I3・I4・I5 結像面
60 撮像装置
61 撮像素子
61a センサ面
62 光学フィルタ
Claims (10)
- 物体側から像側に向かって順に、負のパワーを備える第1レンズ、負のパワーを備える第2レンズ、正のパワーを備える第3レンズ、および、正のパワーを備える第4レンズからなり、
前記第4レンズは、負のパワーを備える物体側レンズと正のパワーを備える像側レンズからなる接合レンズであり、前記物体側レンズと前記像側レンズとを接着している樹脂接着剤層を備え、
前記物体側レンズの像側レンズ面および前記像側レンズの物体側レンズ面は、それぞれが互いに異なる非球面形状をしており、
前記物体側レンズの像側レンズ面および前記像側レンズの物体側レンズ面の間隔は光軸から外周に向かうにつれて次第に大きくなるものであり、
光軸上における前記樹脂接着剤層の厚さ寸法をD、前記光軸と直交する方向の前記物体側レンズの像側レンズ面の有効径での高さHにおける前記物体側レンズの像側レンズ面のサグ量をSg1H、前記高さHにおける前記像側レンズの物体側レンズ面のサグ量をSg2Hとしたときに、以下の条件式(1)および条件式(2)を満たしており、
20μm ≦ D (1)
Sg1H < Sg2H (2)
レンズ系全体の焦点距離をf、前記物体側レンズの像側レンズ面の曲率半径をRsとしたときに、以下の条件式(4)を満たすことを特徴とする撮像レンズ。
0.9 ≦ Rs/f ≦ 1.3 (4) - 請求項1において、
以下の条件式(3)を満たすことを特徴とする撮像レンズ。
D ≦ 100μm (3) - 請求項1において、
レンズ系全体の焦点距離をf(mm)、前記物体側レンズの焦点距離をf41(mm)、前記像側レンズの焦点距離をf42(mm)としたときに、以下の条件式(5)を満たすことを特徴とする撮像レンズ。
−3.0(mm −1 ) ≦(f41/f42)/f ≦ −1.5(mm −1 ) (5) - 請求項1において、
前記第1レンズは、物体側レンズ面に凸形状を備えるメニスカスレンズであり、
前記第2レンズの像側レンズ面は、凹形状を備えており、
前記第3レンズは、物体側レンズ面が凸形状を備えており、
前記第3レンズの物体側レンズ面の曲率半径をR31、前記第3レンズの像側レンズ面の曲率半径をR32としたときに、以下の条件式(6)を満たすことを特徴とする撮像レンズ。
R31 ≦ |R32| (6) - 請求項4において、
半画角は、80°以上であることを特徴とする撮像レンズ。 - 請求項1において、
前記第1レンズ、前記第2レンズ、および前記像側レンズは、アッベ数が40以上であり、
前記第3レンズおよび前記物体側レンズは、アッベ数が31以下であることを特徴とする撮像レンズ。 - 請求項1において、
前記物体側レンズは、物体側レンズ面が正の曲率を備え、像側レンズ面が正の曲率を備え、
前記像側レンズは、物体側レンズ面が正の曲率を備え、像側レンズ面が負の曲率を備えることを特徴とする撮像レンズ。 - 請求項1において、
前記物体側レンズのアッベ数が31以下、前記像側レンズのアッベ数が40以上であることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像レンズと、
前記撮像レンズの焦点位置に配置された撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像レンズと、
前記撮像レンズの焦点位置に配置された撮像素子と、
850nmの波長を含む帯域の近赤外線および可視光線を透過する光学フィルタとを有し、
前記光学フィルタは、前記撮像レンズの物体側或いは前記撮像レンズと前記撮像素子との間に配置されていることを特徴とする撮像レンズ。
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