JP6635190B2 - Imaging lens, lens unit, and imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、4枚のレンズから実質的になる広角タイプの撮像レンズ、並びにこれを備えるレンズユニット及び撮像装置に関する。 The present invention relates to a wide-angle type imaging lens substantially consisting of four lenses, and a lens unit and an imaging apparatus including the same.
近年、CCDやCMOS等の撮像素子は、小型化、高画素化が進んでいる。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が進み、それに搭載される撮像レンズにも小型化、高性能化が求められている。さらに車載カメラや監視カメラ等に搭載されるレンズには、厳しい環境でも使用可能なように耐環境性が高く、安価かつ軽量であることが求められている。このような分野で従来知られている比較的レンズ枚数の少ない撮像レンズとしては、例えば特許文献1及び2のものが挙げられる。
In recent years, image sensors such as CCDs and CMOSs have been reduced in size and pixels. At the same time, the size of imaging device bodies equipped with these imaging elements has been reduced in size, and the size and performance of imaging lenses mounted on the imaging devices have been demanded. Further, lenses mounted on in-vehicle cameras, surveillance cameras, and the like are required to have high environmental resistance so that they can be used in severe environments, and to be inexpensive and lightweight. Conventionally known imaging lenses having a relatively small number of lenses in such a field include those disclosed in
上記分野のレンズに対する要望は年々厳しくなってきており、複数の高度な要求を同時に満たすことが求められるようになってきている。すなわち、レンズ枚数が少なく小型な構成でありながら、レンズ系と撮像素子との間にカバーガラスやフィルターを配置できるように長いバックフォーカスを有し、夜間等の低照度条件下でも使用可能なように大口径であり、全画角で60°以上の広角が確保されながらも収差が良好に補正された撮像レンズが要望されるようになってきている。加えて、車載カメラや監視カメラ等には、オートフォーカス機能を有さない固定焦点のものが多く、環境変化によるフォーカスずれは解像性能に直接影響するため、耐環境性(特に、温度変化に対する特性)に対する要望がより一層強くなってきている。 Demands for lenses in the above fields are increasing year by year, and it is required to simultaneously satisfy a plurality of advanced requirements. That is, despite having a small configuration with a small number of lenses, it has a long back focus so that a cover glass or a filter can be arranged between the lens system and the image sensor, and can be used even under low illuminance conditions such as at night. There is a growing demand for an imaging lens which has a large aperture and which has a wide angle of view of 60 ° or more at all angles of view and in which aberrations are well corrected. In addition, many in-vehicle cameras and surveillance cameras have a fixed focus that does not have an auto-focus function, and focus shift due to environmental changes directly affects resolution performance. Demands for characteristics) are becoming stronger.
しかしながら、上記特許文献1及び2に記載のものについては、全系が4枚のレンズからなる簡素な光学系でありながら広角かつ大口径、そして長いバックフォーカスの確保を満足してはいるものの、ガラスレンズを多用することによって耐環境性に対する検討をほぼ不要としているため、安価とは相反する構成となっている。
However, with respect to those described in
本発明は上記事情に鑑み、長いバックフォーカスを有し、広い画角が確保され、大口径ながら良好な光学性能を有し、かつ環境変化時のフォーカスずれが小さい安価な撮像レンズを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an inexpensive imaging lens having a long back focus, a wide angle of view, a good optical performance despite a large aperture, and a small focus shift when the environment changes. With the goal.
また、本発明は、上記撮像レンズを備えたレンズユニット及び撮像装置を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a lens unit and an image pickup apparatus having the above-mentioned image pickup lens.
上述した目的のうち少なくとも一つを実現するため、本発明の一側面を反映した撮像レンズは、物体側より順に、ガラスで形成され、負のパワーを有し、像側面に凹形状を有する第1レンズと、ガラスで形成され、正のパワーを有する第2レンズと、プラスチックで形成され、負のパワーを有し、少なくとも1つの非球面形状を有する第3レンズと、プラスチックで形成され、正のパワーを有し、少なくとも1つの非球面形状を有する第4レンズとから実質的になり、以下の条件式を満たす。
0.8<f12/f<1.2 … (1)
−1.65<f3/f4<−0.8 … (2)
0≦D34/f<0.04 … (3)
70<vd1<100 … (4)
30<vd2<50 … (5)
20<vd3<30 … (6)
50<vd4<60 … (7)
1.3<D12/f<2.2 … (10)
ここで、値fはレンズ全系の焦点距離であり、値f12は第1レンズと第2レンズとの合成焦点距離であり、値f3は第3レンズの焦点距離であり、値f4は第4レンズの焦点距離であり、値D34は第3レンズと第4レンズとの光軸上の間隔であり、値vd1は第1レンズのd線でのアッベ数であり、値vd2は第2レンズのd線でのアッベ数であり、値vd3は第3レンズのd線でのアッベ数であり、値vd4は前記第4レンズのd線でのアッベ数であり、値D12は前記第1レンズと前記第2レンズとの光軸上の間隔である。
In order to achieve at least one of the above-described objects, an imaging lens reflecting one aspect of the present invention is formed of glass in order from the object side, has negative power, and has a concave shape on the image side surface. One lens, a second lens formed of glass and having a positive power, a third lens formed of plastic, having a negative power and having at least one aspherical shape, and a positive lens formed of plastic; And a fourth lens having at least one aspherical shape, which satisfies the following conditional expression.
0.8 <f12 / f <1.2 (1)
-1.65 <f3 / f4 <-0.8 (2)
0 ≦ D34 / f <0.04 (3)
70 <vd1 <100 (4)
30 <vd2 <50 (5)
20 <vd3 <30 (6)
50 <vd4 <60 (7)
1.3 <D12 / f <2.2 (10)
Here, the value f is the focal length of the entire lens system, the value f12 is the combined focal length of the first lens and the second lens, the value f3 is the focal length of the third lens, and the value f4 is the fourth focal length. The value D34 is the distance between the third lens and the fourth lens on the optical axis , the value vd1 is the Abbe number of the first lens at d-line, and the value vd2 is the focal length of the second lens. The Abbe number at the d-line, the value vd3 is the Abbe number at the d-line of the third lens, the value vd4 is the Abbe number at the d-line of the fourth lens, and the value D12 is The distance on the optical axis with the second lens .
上述した目的のうち少なくとも一つを実現するため、本発明の一側面を反映したレンズユニットは、上述の撮像レンズと、撮像レンズを保持する鏡筒と、を備える。 In order to achieve at least one of the above-described objects, a lens unit according to an aspect of the present invention includes the above-described imaging lens and a lens barrel that holds the imaging lens.
上述した目的のうち少なくとも一つを実現するため、本発明の一側面を反映した撮像装置は、上述のレンズユニットと、当該レンズユニットによる像を投影する撮像素子と、を備える。 In order to achieve at least one of the above-described objects, an imaging device according to an aspect of the present invention includes the above-described lens unit and an imaging device that projects an image using the lens unit.
図1は、本発明の一実施形態である撮像装置100を示す断面図である。撮像装置100は、画像信号を形成するためのカメラモジュール30と、カメラモジュール30を動作させることにより撮像装置100としての機能を発揮させる処理部60とを備える。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an
カメラモジュール30は、撮像レンズ10を内蔵するレンズユニット40と、撮像レンズ10によって形成された被写体像を画像信号に変換するセンサー部50とを備える。
The
レンズユニット40は、広角光学系である撮像レンズ10と、撮像レンズ10を組み込んだ鏡筒41とを備える。撮像レンズ10は、第1〜第4レンズL1〜L4で構成されている。鏡筒41は、樹脂、金属、樹脂にグラスファイバーを混合したもの等で形成され、レンズ等を内部に収納し保持している。鏡筒41を金属や、樹脂にグラスファイバーを混合したもので形成する場合、樹脂よりも熱膨張しにくく、撮像レンズ10を安定して固定することができる。鏡筒41は、物体側からの光を入射させる開口OPを有する。
The
撮像レンズ10の全画角は、60°以上である。撮像レンズ10を構成する第1〜第4レンズL1〜L4は、それらのフランジ部若しくは外周部において鏡筒41の内面側に直接的又は間接的に保持されており、光軸AX方向及び光軸AXに垂直な方向に関しての位置決めがなされている。特に、第4レンズL4は、第3レンズL3を介して鏡筒41に支持されている。具体的には、第4レンズL4のフランジ部4bに設けた環状の嵌合凸部10bは、第3レンズL3のフランジ部3bに設けた環状の嵌合凹部10aに嵌り込んで光軸AX方向及び光軸AXに垂直な方向に関しての位置決めがなされている。このように、第3レンズL3と第4レンズL4とを外周嵌合させる構造とすることによって、両レンズL3,L4の同軸性を保てるためレンズシフト誤差を抑制でき、光学面同士の衝突を回避することができる。
The full angle of view of the
センサー部50は、撮像レンズ(広角光学系)10によって形成された被写体像を光電変換する固体撮像素子51と、この固体撮像素子51を支持する基板52と、基板52を介して固体撮像素子51を保持するセンサーホルダー53とを備える。固体撮像素子51は、例えばCMOS型のイメージセンサーである。基板52は、固体撮像素子51を動作させるための配線、周辺回路等を備える。センサーホルダー53は、樹脂その他の材料で形成され、固体撮像素子51を光軸AX対して位置決めするだけでなく、固体撮像素子51に対向するようにフィルターF1を支持している。レンズユニット40の鏡筒41はセンサーホルダー53に嵌合するように位置決めされた状態で固定されている。
The
固体撮像素子(撮像素子)51は、撮像面Iとしての光電変換部51aを有し、その周辺には、不図示の信号処理回路が形成されている。光電変換部51aには、画素つまり光電変換素子が2次元的に配置されている。なお、固体撮像素子51は、上述のCMOS型のイメージセンサーに限るものでなく、CCD等の他の撮像素子を組み込んだものであってもよい。
The solid-state imaging device (imaging device) 51 has a
なお、レンズユニット40を構成するレンズ間、又はレンズユニット40とセンサー部50との間には、フィルター等を配置することができる。図1の例では、フィルターF1は、撮像レンズ10の第4レンズL4と固体撮像素子51との間に配置されている。フィルターF1は、光学的ローパスフィルター、IRカットフィルター、固体撮像素子51のシールガラス等を想定した平行平板である。フィルターF1は、別体のフィルター部材として配置することもできるが、別体として配置せず、撮像レンズ10を構成するいずれかのレンズ面にその機能を付与することができる。例えば、赤外カットフィルターの場合、赤外カットコートを1枚又は複数枚のレンズの表面上に施してもよい。
In addition, a filter or the like can be arranged between the lenses constituting the
処理部60は、素子駆動部61と、入力部62と、記憶部63と、表示部64と、制御部68とを備える。素子駆動部61は、YUVその他のデジタル画素信号を外部回路(具体的には固体撮像素子51に付随する回路等)へ出力したり、制御部68から固体撮像素子51を駆動するための電圧やクロック信号の供給を受けたりすることによって、固体撮像素子51を動作させている。入力部62は、ユーザーの操作を受け付ける部分であり、記憶部63は、撮像装置100の動作に必要な情報、カメラモジュール30によって取得した画像データ等を保管する部分であり、表示部64は、ユーザーに提示すべき情報、撮影した画像等を表示する部分である。制御部68は、素子駆動部61、入力部62、記憶部63等の動作を統括的に制御しており、例えばカメラモジュール30によって得た画像データに対して種々の画像処理を行うことができる。
The
なお、詳細な説明を省略するが、処理部60の具体的な機能は、本撮像装置100が組み込まれる機器の用途に応じて適宜調整される。撮像装置100は、車載カメラ、監視カメラ等の各種用途の装置に搭載可能である。
Although a detailed description is omitted, the specific functions of the
以下、図1を参照して、第1実施形態の撮像レンズ(広角光学系)10等について説明する。なお、図1で例示した撮像レンズ10は、後述する実施例1の撮像レンズ11と略同一の構成となっている。
Hereinafter, the imaging lens (wide-angle optical system) 10 and the like of the first embodiment will be described with reference to FIG. The
図示の撮像レンズ(広角光学系)10は、物体側より順に、負、正、負、正のパワー配置を有する4枚のレンズ構成となっている。具体的に説明すると、撮像レンズ10は、物体側より順に、負の第1レンズL1と、正の第2レンズL2と、負の第3レンズL3と、正の第4レンズとから実施的になる。第1及び第2レンズL1,L2は、ガラスで形成されている。第3及び第4レンズL3,L4は、プラスチック(又は樹脂)で形成されている。外気に曝される位置に配される第1レンズL1については、これをガラス製とすることで耐候性を向上させている。さらに、車載カメラや監視カメラ等の厳しい環境下における使用を想定した場合、第1レンズL1の物体側面には、強度、耐傷性、耐薬品性を高めるための処理や、反射防止処理を施すことが好ましい。さらに、第1レンズL1の物体側面に、撥水コートや親水コートを施すことが好ましい。第1レンズL1は、像側面に凹形状を有する。第2レンズL2は、両凸形状を有することが好ましい。第3及び第4レンズL3,L4は、少なくも1つの非球面形状をそれぞれ有している。なお、図示の例では、第1及び第2レンズL1,L2の物体側面及び像側面は、球面形状を有しているが、これらのレンズL1,L2は、少なくとも1つの非球面形状をそれぞれ有していてもよい。ガラス製の第1及び第2レンズL1,L2が非球面を有する場合、コストが上がるものの、光学性能が向上する。既に説明したように、第3レンズL3と第4レンズL4とは、レンズ同士で嵌合されている。パワーの強い非球面プラスチックレンズは、偏芯誤差感度が高くなりがちである。そのため、両レンズL3,L4とも鏡筒41と嵌合するのではなく、どちらか一方のレンズのみを鏡筒41と嵌合し、もう一方のレンズは他方のレンズそのものに直接嵌合する構成とすることで群偏芯(具体的には、第3及び第4レンズL3,L4間の偏芯)を抑えることができる。第3及び第4レンズL3,L4を接合レンズとしてもよい。この場合、色収差をより良好に補正することができる。第1レンズL1と第2レンズL2との間には、開口絞りSTが設けられている。撮像レンズ10は、開口絞りSTを基準として、開口絞りSTの物体側を前群Gr1とし、像側を後群Gr2とする構成となっている。
The illustrated imaging lens (wide-angle optical system) 10 has, in order from the object side, a four-lens configuration having a negative, positive, negative, and positive power arrangement. To be more specific, the
撮像レンズ(広角光学系)10は、以下の条件式(1)〜(3)を満たす。
0.8<f12/f<1.2 … (1)
−1.65<f3/f4<−0.8 … (2)
0≦D34/f<0.04 … (3)
ここで、値fはレンズ全系の焦点距離であり、値f12は第1レンズL1と第2レンズL2との合成焦点距離であり、値f3は第3レンズL3の焦点距離であり、値f4は第4レンズL4の焦点距離であり、値D34は第3レンズL3と第4レンズL4との光軸AX上の間隔である。The imaging lens (wide-angle optical system) 10 satisfies the following conditional expressions (1) to (3).
0.8 <f12 / f <1.2 (1)
-1.65 <f3 / f4 <-0.8 (2)
0 ≦ D34 / f <0.04 (3)
Here, the value f is the focal length of the entire lens system, the value f12 is the combined focal length of the first lens L1 and the second lens L2, the value f3 is the focal length of the third lens L3, and the value f4 Is the focal length of the fourth lens L4, and the value D34 is the distance between the third lens L3 and the fourth lens L4 on the optical axis AX.
自動のフォーカシング(AF)を行わない固定焦点光学系の場合、温度変化によるピントずれが問題となるが、条件式(1)〜(3)を満たすことにより、プラスチックレンズを使用しつつ、温度変化時のピントずれが起きにくい構成となっている。具体的には、条件式(1)の範囲を満たすようにガラスレンズ(具体的には、第1及び第2レンズL1,L2)の合成焦点距離を設定することで、第1レンズL1と第2レンズL2とにより光学系の焦点距離がほぼ決まるようにし、プラスチックレンズ、すなわち第3及び第4レンズL3,L4が温度変化により膨張又は縮小したとしても、それに伴うピントずれの影響が小さくなるようにしている。さらに、温度変化の影響を受けやすいプラスチックレンズである第3レンズL3と第4レンズL4とが条件式(2)及び(3)をともに満たすことによって、プラスチックレンズの合成パワーを略0に設定することできるため、より一層ピントずれが起きにくい構成とすることができる。 In the case of a fixed-focus optical system that does not perform automatic focusing (AF), a focus shift due to a temperature change is a problem. However, by satisfying conditional expressions (1) to (3), the temperature change can be performed while using a plastic lens. The configuration is such that defocusing at the time does not easily occur. Specifically, by setting the combined focal length of the glass lenses (specifically, the first and second lenses L1 and L2) so as to satisfy the range of the conditional expression (1), the first lens L1 and the second lens The focal length of the optical system is substantially determined by the two lenses L2, so that even if the plastic lenses, that is, the third and fourth lenses L3 and L4 expand or contract due to a temperature change, the influence of the defocus caused by the expansion or contraction is reduced. I have to. Further, the third lens L3 and the fourth lens L4, which are plastic lenses that are easily affected by a temperature change, satisfy both the conditional expressions (2) and (3), so that the synthetic power of the plastic lens is set to substantially zero. Therefore, it is possible to adopt a configuration in which defocusing is more unlikely to occur.
また、撮像レンズ10において、第1〜第4レンズL1〜L4の材料は、以下の条件式(4)〜(7)をさらに満たす。
70<vd1<100 … (4)
30<vd2<50 … (5)
20<vd3<30 … (6)
50<vd4<60 … (7)
ここで、値vd1は第1レンズL1のd線でのアッベ数であり、値vd2は第2レンズL2のd線でのアッベ数であり、値vd3は第3レンズL3のd線でのアッベ数であり、値vd4は第4レンズL4のd線でのアッベ数である。In the
70 <vd1 <100 (4)
30 <vd2 <50 (5)
20 <vd3 <30 (6)
50 <vd4 <60 (7)
Here, the value vd1 is the Abbe number of the first lens L1 at the d-line, the value vd2 is the Abbe number of the second lens L2 at the d-line, and the value vd3 is the Abbe number of the third lens L3 at the d-line. The value vd4 is the Abbe number of the fourth lens L4 at the d-line.
車載カメラや監視カメラの用途では、昼間だけでなく夜間の使用も想定されるため、可視光だけでなく近赤外光での撮像にも対応する必要がある。そのため、固定焦点の光学系においては可視光から近赤外光まで色収差が補正されている必要がある。上記条件式(4)〜(7)の範囲を満たす材料を使用することで、可視光から近赤外光まで色収差を補正することができる。 In applications for on-vehicle cameras and surveillance cameras, not only daytime use but also nighttime use is assumed, so it is necessary to handle not only visible light but also near-infrared light. Therefore, in a fixed-focus optical system, it is necessary to correct chromatic aberration from visible light to near-infrared light. By using a material that satisfies the ranges of the conditional expressions (4) to (7), it is possible to correct chromatic aberration from visible light to near infrared light.
上記条件式(4)及び(5)については、下式の範囲とすると、より望ましい。
75<vd1<85 … (4)'
35<vd2<45 … (5)'It is more preferable that the conditional expressions (4) and (5) be in the range of the following expression.
75 <vd1 <85 (4) '
35 <vd2 <45 (5) '
また、撮像レンズ10は、以下の条件式(8)をさらに満たす。
−1.2<ff/fr<−1.0 … (8)
ここで、値ffは前群Gr1の焦点距離であり、値frは後群Gr2の焦点距離である。The
−1.2 <ff / fr <−1.0 (8)
Here, the value ff is the focal length of the front group Gr1, and the value fr is the focal length of the rear group Gr2.
条件式(8)の範囲を満たすことにより、長いバックフォーカスを有しながらも小型な光学系とすることができる。条件式(8)の下限を上回ることで、十分なバックフォーカスを確保することができる。一方、条件式(8)の上限を下回ることで、バックフォーカスが長くなりすぎず、撮像レンズ10の小型化を図ることができる。
By satisfying the range of the conditional expression (8), it is possible to provide a small optical system having a long back focus. By exceeding the lower limit of conditional expression (8), a sufficient back focus can be ensured. On the other hand, when the value is below the upper limit of the conditional expression (8), the back focus does not become too long, and the size of the
また、撮像レンズ10は、以下の条件式(9)をさらに満たす。
R2<|R1| … (9)
ここで、値R1は第1レンズL1の物体側面の曲率半径であり、値R2は第1レンズL1の像側面の曲率半径である。Further, the
R2 <| R1 | (9)
Here, the value R1 is the radius of curvature of the object side surface of the first lens L1, and the value R2 is the radius of curvature of the image side surface of the first lens L1.
条件式(9)の範囲を満たすことで、球面収差の発生を抑えつつ、広い画角を確保することができる。 By satisfying the range of the conditional expression (9), it is possible to secure a wide angle of view while suppressing the occurrence of spherical aberration.
また、撮像レンズ10は、以下の条件式(10)をさらに満たす。
1.3<D12/f<2.2 … (10)
ここで、値fは全系の焦点距離であり、値D12は第1レンズL1と第2レンズL2との光軸AX上の間隔である。The
1.3 <D12 / f <2.2 (10)
Here, the value f is the focal length of the entire system, and the value D12 is the distance between the first lens L1 and the second lens L2 on the optical axis AX.
条件式(10)の上限を下回ることで、撮像レンズ10の小型化を図ることができる。一方、条件式(10)の下限を上回ることで、第1レンズL1のパワーを大きくする必要がなく、球面収差及び倍率色収差を比較的容易に補正することができる。
By falling below the upper limit of conditional expression (10), the size of the
上記条件式(10)については、下式の範囲とすると、より望ましい。
1.4<D12/f<2.1 … (10)'It is more desirable that the conditional expression (10) be in the range of the following expression.
1.4 <D12 / f <2.1 (10) '
なお、撮像レンズ10は、実質的にパワーを持たないその他の光学素子(例えばレンズ、フィルター部材等)をさらに有するものであってもよい。
The
以上説明した撮像レンズ10等では、物体側より順に負、正、負、正のパワー配置とし、第3及び第4レンズL3,L4を非球面プラスチックレンズとすることで、広角な光学系において、少ないレンズ枚数ながらも大口径でも収差を良好に補正することができる。また、プラスチックレンズを複数枚使用することによって、全てガラスレンズで構成する場合よりも低コスト化を達成している。
In the
このような撮像レンズ10は、フォーカス機能のない固定焦点用のカメラに好適に用いることができる。使用される具体的な用途としては、監視カメラ、ドアホンカメラ、認証用カメラ等のセキュリティカメラやマーケティングカメラ用のレンズ、自動車やその他移動体に搭載される車載カメラ用レンズ、医用内視鏡、ヘルスケア測定、工業内視鏡等の医療・産業光学用レンズ等が挙げられる。なお、撮像レンズ10等は、これら以外にも広角化が求められる用途に対して適用してもよい。
Such an
また、レンズユニット40及び撮像装置100は、上述の撮像レンズ10を組み込むことにより、長いバックフォーカスを有し、広い画角が確保され、大口径ながら良好な光学性能を有し、かつ環境変化時のフォーカスずれが小さい安価なものとなる。
In addition, the
〔実施例〕
以下、本発明の撮像レンズ等の実施例を示す。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
F :Fナンバー
w :最大全画角
PD:温度30℃変化時におけるピントずれ(屈折率及び熱膨張を考慮)
R :曲率半径
D :軸上面間隔
nd:レンズ材料のd線に対する屈折率
vd:レンズ材料のアッベ数
各実施例において、各面番号の後に「*」が記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にX軸をとり、光軸と垂直方向の高さをhとして以下の「数1」で表す。
Ai:i次の非球面係数
R :曲率半径
K :円錐定数〔Example〕
Hereinafter, examples of the imaging lens and the like of the present invention will be described. The symbols used in each example are as follows.
F: F number w: Maximum full angle of view PD: Defocus when temperature changes by 30 ° C. (considering refractive index and thermal expansion)
R: radius of curvature D: axial upper surface interval nd: refractive index vd of lens material with respect to d-line: Abbe number of lens material In each embodiment, the surface where "*" is described after each surface number has an aspherical shape. The shape of the aspherical surface is represented by the following “
Ai: i-th order aspherical coefficient R: radius of curvature K: conic constant
(実施例1)
実施例1の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
F:2.0
w:96.8°
PD:0.0027mm(Example 1)
The overall specifications of the imaging lens of Example 1 are shown below.
F: 2.0
w: 96.8 °
PD: 0.0027mm
実施例1の撮像レンズのレンズ面のデータを以下の表1に示す。なお、以下の表1等において、面番号を「Surf. N」で表し、開口絞りを「ST」で表し、無限大を「INF」で表している。
〔表1〕
Surf. N R(mm) D(mm) nd vd
1 INF 0.500 1.497 81.6
2 3.582 7.781
3 ST INF -0.109
4 14.951 2.077 1.883 40.8
5 -8.087 1.202
6* -21.376 1.058 1.635 23.9
7* 2.931 0.120
8* 3.805 2.644 1.545 56.0
9* -4.438 4.477
10 INF 0.850 1.517 64.1
11 INF 2.000Table 1 below shows data on the lens surface of the imaging lens of the first embodiment. In Table 1 below, the surface number is represented by “Surf. N”, the aperture stop is represented by “ST”, and the infinity is represented by “INF”.
[Table 1]
Surf.NR (mm) D (mm) nd vd
1 INF 0.500 1.497 81.6
2 3.582 7.781
3 ST INF -0.109
4 14.951 2.077 1.883 40.8
5 -8.087 1.202
6 * -21.376 1.058 1.635 23.9
7 * 2.931 0.120
8 * 3.805 2.644 1.545 56.0
9 * -4.438 4.477
10 INF 0.850 1.517 64.1
11 INF 2.000
実施例1のレンズ面の非球面係数を以下の表2に示す。なお、これ以降(表のレンズデータを含む)において、10のべき乗数(たとえば2.5×10−02)をE(たとえば2.5E−02)を用いて表すものとする。
〔表2〕
第6面
K=-2.6946E+00, A4=-1.2155E-02, A6=4.9888E-04, A8=9.5137E-05,
A10=-2.3991E-05, A12=1.4888E-06, A14=0.0000E+00
第7面
K=-1.1866E+00, A4=-9.7766E-03, A6=-3.8798E-04, A8=1.3563E-04,
A10=-7.1703E-06, A12=-3.1353E-07, A14=0.0000E+00
第8面
K=-2.3885E-01, A4=4.1911E-05, A6=-2.3815E-03, A8=4.0207E-04,
A10=-3.3856E-05, A12=1.9613E-06, A14=-8.4247E-08
第9面
K=-2.8858E+00, A4=-1.7658E-03, A6=-9.3635E-04, A8=4.3709E-04,
A10=-8.7673E-05, A12=9.0497E-06, A14=-3.5485E-07Table 2 below shows the aspheric coefficient of the lens surface of Example 1. In the following (including the lens data in the table), a power of 10 (for example, 2.5 × 10 −02 ) is represented by E (for example, 2.5E-02).
[Table 2]
Side 6
K = -2.6946E + 00, A4 = -1.2155E-02, A6 = 4.9888E-04, A8 = 9.5137E-05,
A10 = -2.3991E-05, A12 = 1.4888E-06, A14 = 0.0000E + 00
Surface 7
K = -1.1866E + 00, A4 = -9.7766E-03, A6 = -3.8798E-04, A8 = 1.3563E-04,
A10 = -7.1703E-06, A12 = -3.1353E-07, A14 = 0.0000E + 00
Side 8
K = -2.3885E-01, A4 = 4.1911E-05, A6 = -2.3815E-03, A8 = 4.0207E-04,
A10 = -3.3856E-05, A12 = 1.9613E-06, A14 = -8.4247E-08
9th page
K = -2.8858E + 00, A4 = -1.7658E-03, A6 = -9.3635E-04, A8 = 4.3709E-04,
A10 = -8.7673E-05, A12 = 9.0497E-06, A14 = -3.5485E-07
図2Aは、実施例1の撮像レンズ11等の断面図である。撮像レンズ11は、負のパワーを有し平凹の第1レンズL1と、正のパワーを有し両凸の第2レンズL2と、負のパワーを有し両凹の第3レンズL3と、正のパワーを有し両凸の第4レンズL4とを備える。第3及び第4レンズL3,L4は、光学面として非球面を有している。第1及び第2レンズL1,L2はガラスで形成されており、第3及び第4レンズL3,L4はプラスチックで形成されている。第1レンズL1と第2レンズL2との間には、開口絞りSTが配置されている。第4レンズL4と固体撮像素子51との間には、適当な厚さのフィルターF1が配置されている。フィルターF1は、光学的ローパスフィルター、IRカットフィルター、固体撮像素子51のシールガラス等を想定した平行平板である。符号Iは、固体撮像素子51の被投影面である撮像面を示す。なお、符号F1,Iについては、以降の実施例でも同様である。
FIG. 2A is a cross-sectional view of the
図2B〜2Dは、実施例1の撮像レンズ11の収差図(球面収差、非点収差、及び歪曲収差)を示している。
2B to 2D show aberration diagrams (spherical aberration, astigmatism, and distortion) of the
(実施例2)
実施例2の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
F:2.0
w:97.4°
PD:0.0013mm(Example 2)
The overall specifications of the imaging lens of Example 2 are shown below.
F: 2.0
w: 97.4 °
PD: 0.0013mm
実施例2の撮像レンズのレンズ面のデータを以下の表3に示す。
〔表3〕
Surf. N R(mm) D(mm) nd vd
1 INF 0.500 1.497 81.6
2 3.680 7.827
3 ST INF 0.657
4 9.700 1.730 1.834 37.3
5 -8.050 0.918
6* -6.054 0.600 1.635 23.9
7* 3.854 0.050
8* 3.798 2.568 1.531 56.0
9* -4.491 4.899
10 INF 0.850 1.517 64.1
11 INF 2.000Table 3 below shows data on the lens surface of the imaging lens of the second embodiment.
[Table 3]
Surf.NR (mm) D (mm) nd vd
1 INF 0.500 1.497 81.6
2 3.680 7.827
3 ST INF 0.657
4 9.700 1.730 1.834 37.3
5 -8.050 0.918
6 * -6.054 0.600 1.635 23.9
7 * 3.854 0.050
8 * 3.798 2.568 1.531 56.0
9 * -4.491 4.899
10 INF 0.850 1.517 64.1
11 INF 2.000
実施例2のレンズ面の非球面係数を以下の表4に示す。
〔表4〕
第6面
K=-2.5360E+01, A4=-1.6838E-02, A6=2.9078E-03, A8=-5.2744E-04,
A10=5.9126E-05, A12=-2.9430E-06, A14=2.1701E-08
第7面
K=-7.6637E-01, A4=1.9638E-03, A6=-3.0325E-03, A8=5.0220E-04,
A10=-2.9478E-05, A12=-6.8946E-07, A14=9.0652E-08
第8面
K=4.7842E-01, A4=1.5608E-03, A6=-4.1509E-03, A8=8.3052E-04,
A10=-9.8822E-05, A12=7.0248E-06, A14=-2.6726E-07
第9面
K=-1.2941E+00, A4=-9.9983E-05, A6=-6.0676E-04, A8=2.5408E-04
A10=-4.9160E-05, A12=4.9743E-06, A14=-1.8050E-07Table 4 below shows the aspheric coefficient of the lens surface of the second embodiment.
[Table 4]
Side 6
K = -2.5360E + 01, A4 = -1.6838E-02, A6 = 2.9078E-03, A8 = -5.2744E-04,
A10 = 5.9126E-05, A12 = -2.9430E-06, A14 = 2.1701E-08
Surface 7
K = -7.6637E-01, A4 = 1.9638E-03, A6 = -3.0325E-03, A8 = 5.0220E-04,
A10 = -2.9478E-05, A12 = -6.8946E-07, A14 = 9.0652E-08
Side 8
K = 4.7842E-01, A4 = 1.5608E-03, A6 = -4.1509E-03, A8 = 8.3052E-04,
A10 = -9.8822E-05, A12 = 7.0248E-06, A14 = -2.6726E-07
9th page
K = -1.2941E + 00, A4 = -9.9983E-05, A6 = -6.0676E-04, A8 = 2.5408E-04
A10 = -4.9160E-05, A12 = 4.9743E-06, A14 = -1.8050E-07
図3Aは、実施例2の撮像レンズ12等の断面図である。撮像レンズ12は、負のパワーを有し平凹の第1レンズL1と、正のパワーを有し両凸の第2レンズL2と、負のパワーを有し両凹の第3レンズL3と、正のパワーを有し両凸の第4レンズL4とを備える。第3及び第4レンズL3,L4は、光学面として非球面を有している。第1及び第2レンズL1,L2はガラスで形成されており、第3及び第4レンズL3,L4はプラスチックで形成されている。第1レンズL1と第2レンズL2との間には、開口絞りSTが配置されている。第4レンズL4と固体撮像素子51との間には、適当な厚さのフィルターF1が配置されている。
FIG. 3A is a cross-sectional view of the
図3B〜3Dは、実施例2の撮像レンズ12の収差図(球面収差、非点収差、及び歪曲収差)を示している。
3B to 3D show aberration diagrams (spherical aberration, astigmatism, and distortion) of the
(実施例3)
実施例3の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
F:2.0
w:97.4°
PD:-0.0006mm(Example 3)
The overall specifications of the imaging lens of the third embodiment are shown below.
F: 2.0
w: 97.4 °
PD: -0.0006mm
実施例3の撮像レンズのレンズ面のデータを以下の表5に示す。
〔表5〕
Surf. N R(mm) D(mm) nd vd
1 -150.00 1.000 1.497 81.6
2 3.590 7.206
3 ST INF 0.642
4 8.700 1.720 1.835 42.7
5 -8.700 1.050
6* -6.720 0.800 1.635 23.9
7* 4.100 0.075
8* 4.117 2.500 1.531 56.0
9* -4.598 4.436
10 INF 0.850 1.517 64.1
11 INF 2.000Table 5 below shows data on the lens surface of the imaging lens of the third embodiment.
[Table 5]
Surf.NR (mm) D (mm) nd vd
1 -150.00 1.000 1.497 81.6
2 3.590 7.206
3 ST INF 0.642
4 8.700 1.720 1.835 42.7
5 -8.700 1.050
6 * -6.720 0.800 1.635 23.9
7 * 4.100 0.075
8 * 4.117 2.500 1.531 56.0
9 * -4.598 4.436
10 INF 0.850 1.517 64.1
11 INF 2.000
実施例3のレンズ面の非球面係数を以下の表6に示す。
〔表6〕
第6面
K=-2.9216E+01, A4=-1.3523E-02, A6=1.5786E-03, A8=-2.0423E-04,
A10=1.9139E-05, A12=-7.2649E-07, A14=-1.9568E-08
第7面
K=-5.1186E-01, A4=3.7984E-03, A6=-3.9837E-03, A8=7.8640E-04,
A10=-7.3726E-05, A12=3.1569E-06, A14=-5.4749E-08
第8面
K=6.2445E-01, A4=2.5481E-03, A6=-3.9968E-03, A8=7.6921E-04,
A10=-8.3782E-05, A12=5.3296E-06, A14=-1.7574E-07
第9面
K=-1.4447E+00, A4=-4.0836E-05, A6=-7.0313E-04, A8=2.8062E-04,
A10=-5.1193E-05, A12=4.4993E-06, A14=-1.2974E-07Table 6 below shows the aspheric coefficient of the lens surface of the third embodiment.
[Table 6]
Side 6
K = -2.9216E + 01, A4 = -1.3523E-02, A6 = 1.5786E-03, A8 = -2.0423E-04,
A10 = 1.9139E-05, A12 = -7.2649E-07, A14 = -1.9568E-08
Surface 7
K = -5.1186E-01, A4 = 3.7984E-03, A6 = -3.9837E-03, A8 = 7.8640E-04,
A10 = -7.3726E-05, A12 = 3.1569E-06, A14 = -5.4749E-08
Side 8
K = 6.2445E-01, A4 = 2.5481E-03, A6 = -3.9968E-03, A8 = 7.6921E-04,
A10 = -8.3782E-05, A12 = 5.3296E-06, A14 = -1.7574E-07
9th page
K = -1.4447E + 00, A4 = -4.0836E-05, A6 = -7.0313E-04, A8 = 2.8062E-04,
A10 = -5.1193E-05, A12 = 4.4993E-06, A14 = -1.2974E-07
図4Aは、実施例3の撮像レンズ13等の断面図である。撮像レンズ13は、負のパワーを有し両凹の第1レンズL1と、正のパワーを有し両凸の第2レンズL2と、負のパワーを有し両凹の第3レンズL3と、正のパワーを有し両凸の第4レンズL4とを備える。第3及び第4レンズL3,L4は、光学面として非球面を有している。第1及び第2レンズL1,L2はガラスで形成されており、第3及び第4レンズL3,L4はプラスチックで形成されている。第1レンズL1と第2レンズL2との間には、開口絞りSTが配置されている。第4レンズL4と固体撮像素子51との間には、適当な厚さのフィルターF1が配置されている。
FIG. 4A is a cross-sectional view of the
図4B〜4Dは、実施例3の撮像レンズ13の収差図(球面収差、非点収差、及び歪曲収差)を示している。
4B to 4D show aberration diagrams (spherical aberration, astigmatism, and distortion) of the
(実施例4)
実施例4の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
F:2.0
w:128°
PD:0.0029mm(Example 4)
The overall specifications of the imaging lens of the fourth embodiment are shown below.
F: 2.0
w: 128 °
PD: 0.0029mm
実施例4の撮像レンズのレンズ面のデータを以下の表7に示す。
〔表7〕
Surf. N R(mm) D(mm) nd vd
1 -69.00 1.720 1.497 81.6
2 2.950 4.630
3 ST INF 0.540
4 21.400 3.110 1.911 35.2
5 -5.040 0.320
6* -7.968 1.850 1.635 23.9
7* 2.676 2.870 1.531 56.0
8* -3.980 2.540
9 INF 0.700 1.517 64.1
10 INF 3.200Table 7 below shows data on the lens surface of the imaging lens of the fourth embodiment.
[Table 7]
Surf.NR (mm) D (mm) nd vd
1 -69.00 1.720 1.497 81.6
2 2.950 4.630
3 ST INF 0.540
4 21.400 3.110 1.911 35.2
5 -5.040 0.320
6 * -7.968 1.850 1.635 23.9
7 * 2.676 2.870 1.531 56.0
8 * -3.980 2.540
9 INF 0.700 1.517 64.1
10 INF 3.200
実施例4のレンズ面の非球面係数を以下の表8に示す。
〔表8〕
第6面
K=-1.8561E+01, A4=-1.1239E-02, A6=6.7090E-04, A8=-8.8165E-05,
A10=3.0806E-06, A12=0.0000E+00, A14=0.0000E+00
第7面
K=-3.7073E+00, A4=-1.1593E-03, A6=6.2674E-04, A8=-2.4716E-04,
A10=3.4931E-05, A12=-1.9241E-06, A14=0.0000E+00
第8面
K=-1.6695E+00, A4=-2.2794E-03, A6=-1.6762E-05, A8=-2.4037E-06,
A10=3.6577E-07, A12=0.0000E+00, A14=0.0000E+00Table 8 below shows the aspheric coefficient of the lens surface of the fourth embodiment.
[Table 8]
Side 6
K = -1.8561E + 01, A4 = -1.1239E-02, A6 = 6.7090E-04, A8 = -8.8165E-05,
A10 = 3.0806E-06, A12 = 0.0000E + 00, A14 = 0.0000E + 00
Surface 7
K = -3.7073E + 00, A4 = -1.1593E-03, A6 = 6.2674E-04, A8 = -2.4716E-04,
A10 = 3.4931E-05, A12 = -1.9241E-06, A14 = 0.0000E + 00
Side 8
K = -1.6695E + 00, A4 = -2.2794E-03, A6 = -1.6762E-05, A8 = -2.4037E-06,
A10 = 3.6577E-07, A12 = 0.0000E + 00, A14 = 0.0000E + 00
図5Aは、実施例4の撮像レンズ14等の断面図である。撮像レンズ14は、負のパワーを有し両凹の第1レンズL1と、正のパワーを有し両凸の第2レンズL2と、負のパワーを有し両凹の第3レンズL3と、正のパワーを有し両凸の第4レンズL4とを備える。第3及び第4レンズL3,L4は、接合レンズとなっている。第3及び第4レンズL3,L4は、光学面として非球面を有している。第1及び第2レンズL1,L2はガラスで形成されており、第3及び第4レンズL3,L4はプラスチックで形成されている。第1レンズL1と第2レンズL2との間には、開口絞りSTが配置されている。第4レンズL4と固体撮像素子51との間には、適当な厚さのフィルターF1が配置されている。
FIG. 5A is a cross-sectional view of the
図5B〜5Dは、実施例4の撮像レンズ14の収差図(球面収差、非点収差、及び歪曲収差)を示している。
5B to 5D show aberration diagrams (spherical aberration, astigmatism, and distortion) of the
以下の表9は、参考のため、各条件式(1)〜(8)、及び(10)に対応する各実施例1〜4の値をまとめたものである。
〔表9〕
Table 9 below summarizes the values of Examples 1 to 4 corresponding to the conditional expressions (1) to (8) and (10) for reference.
[Table 9]
以上、実施形態に即して撮像レンズ等について説明したが、本発明に係る撮像レンズは、上記実施形態又は実施例に限るものではなく様々な変形が可能である。例えば、上記実施例において、図面上第3及び第4レンズL3,L4は、レンズ同士で嵌合されていない例を示しているが、図1や図6等に例示するように、嵌合されていてもよい。 As described above, the imaging lens and the like have been described according to the embodiments. However, the imaging lens according to the present invention is not limited to the above embodiments or examples, and various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, the third and fourth lenses L3 and L4 in the drawings show examples in which the lenses are not fitted with each other. However, as shown in FIGS. May be.
また、上記実施形態において、フィルターF1は、車載カメラや監視カメラ等の用途における可視光又は近赤外光での撮像の際に、フィルターF1を2枚に分割してそれぞれ別の役割を持たせる等の構成をとることも可能である。 Further, in the above-described embodiment, the filter F1 is divided into two parts so that the filter F1 has a different role when capturing an image with visible light or near-infrared light in an application such as a vehicle-mounted camera or a surveillance camera. It is also possible to take such a configuration.
Claims (7)
ガラスで形成され、負のパワーを有し、像側面に凹形状を有する第1レンズと、
ガラスで形成され、正のパワーを有する第2レンズと、
プラスチックで形成され、負のパワーを有し、少なくとも1つの非球面形状を有する第3レンズと、
プラスチックで形成され、正のパワーを有し、少なくとも1つの非球面形状を有する第4レンズと、
から実質的になり、以下の条件式を満たす撮像レンズ。
0.8<f12/f<1.2 … (1)
−1.65<f3/f4<−0.8 … (2)
0≦D34/f<0.04 … (3)
70<vd1<100 … (4)
30<vd2<50 … (5)
20<vd3<30 … (6)
50<vd4<60 … (7)
1.3<D12/f<2.2 … (10)
ここで、
f:レンズ全系の焦点距離
f12:前記第1レンズと前記第2レンズとの合成焦点距離
f3:前記第3レンズの焦点距離
f4:前記第4レンズの焦点距離
D34:前記第3レンズと前記第4レンズとの光軸上の間隔
vd1:前記第1レンズのd線でのアッベ数
vd2:前記第2レンズのd線でのアッベ数
vd3:前記第3レンズのd線でのアッベ数
vd4:前記第4レンズのd線でのアッベ数
D12:前記第1レンズと前記第2レンズとの光軸上の間隔 In order from the object side,
A first lens formed of glass, having negative power, and having a concave shape on the image side surface;
A second lens formed of glass and having a positive power;
A third lens formed of plastic, having negative power, and having at least one aspherical shape;
A fourth lens formed of plastic, having a positive power, and having at least one aspherical shape;
And an imaging lens substantially satisfying the following conditional expressions.
0.8 <f12 / f <1.2 (1)
-1.65 <f3 / f4 <-0.8 (2)
0 ≦ D34 / f <0.04 (3)
70 <vd1 <100 (4)
30 <vd2 <50 (5)
20 <vd3 <30 (6)
50 <vd4 <60 (7)
1.3 <D12 / f <2.2 (10)
here,
f: focal length of the entire lens system f12: composite focal length of the first lens and the second lens f3: focal length of the third lens f4: focal length of the fourth lens D34: the third lens and the Distance on the optical axis with the fourth lens
vd1: Abbe number of the first lens at d-line
vd2: Abbe number of the second lens at d-line
vd3: Abbe number of the third lens at d-line
vd4: Abbe number of the fourth lens at d-line
D12: distance on the optical axis between the first lens and the second lens
−1.2<ff/fr<−1.0 … (8)
ここで、
ff:前記前群の焦点距離
fr:前記後群の焦点距離 Wherein the first lens has a diaphragm that is disposed between the second lens, the front group of the object side of the stop, when the rear group to the image side, the following conditional expression is satisfied, according to claim 1 the imaging lens according to.
−1.2 <ff / fr <−1.0 (8)
here,
ff: focal length of the front group fr: focal length of the rear group
R2<|R1| … (9)
ここで、
R1:前記第1レンズの物体側面の曲率半径
R2:前記第1レンズの像側面の曲率半径 Satisfies the following conditional expression, the imaging lens according to any one of claims 1-4.
R2 <| R1 | (9)
here,
R1: radius of curvature of the object side surface of the first lens R2: radius of curvature of the image side surface of the first lens
前記撮像レンズを保持する鏡筒と、
を備えるレンズユニット。 An imaging lens according to any one of claims 1 to 5 ,
A lens barrel holding the imaging lens,
A lens unit comprising:
前記レンズユニットによる像を投影する撮像素子と、
を備える撮像装置。 A lens unit according to claim 6 ,
An imaging element that projects an image by the lens unit;
An imaging device comprising:
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