JP7300704B2 - 撮像レンズ - Google Patents
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Description
近年、ロボットやドローン、VR(仮想現実)、AR(拡張現実)、産業機械などの機器に搭載され対象物との距離を光学的に測定する距離画像カメラの開発が進んでいる。これらの距離画像カメラとしては、TOF(Time of Flight)方式の距離画像カメラが一般に知られている。このTOF方式の距離画像カメラは、光源から発した光が対象物で反射して距離画像カメラを構成する画像センサに戻ってくるまでの光の飛行時間(時間差)を検出することで対象物までの距離を測定している。このような距離画像カメラに用いられる撮像レンズには、小型且つ薄型であると共に、広い視野と測定距離の長距離化及び視認性が悪い夜間での安定的な使用を可能とする為に、広画角でFナンバーの小さな明るいレンズ性能を有し、且つ高解像度な撮像レンズが求められている。
以下の条件式を満足する事を特徴とする撮像レンズ。
Fno<2.0 (1)
-1.04<r6/f<-0.55 (2)
-6.17<f2/r6<-1.50 (3)
1.41<(r2+r1)/(r2-r1)<2.59 (5)
ここで、
Fnoは、Fナンバー、
r6は第3レンズの像側の面の曲率半径、
fは撮像レンズ全系の焦点距離、
f2は第2レンズの焦点距離、
r1は第1レンズの物体側の面の曲率半径、
r2は第1レンズの像側の面の曲率半径、
である。
-8.31<r6/d5<-4.48 (4)
ここで、
d5は第3レンズの光軸上の厚み、
である。
図1は、本発明の実施の形態に係る撮像レンズの光学構成の一例を示す光軸に沿う断面図である。図1の光学構成は、第1の実施例の光学構成に対応している。
Fno<2.0 (1)
-1.04<r6/f<-0.55 (2)
ここで、
Fnoは、Fナンバー、
r6は第3レンズの像側の面の曲率半径、
fは撮像レンズ全系の焦点距離、
である。
-6.17<f2/r6<-1.50 (3)
ここで、
f2は第2レンズの焦点距離、
である。
-8.31<r6/d5<-4.48 (4)
ここで、
d5は第3レンズの光軸上の厚み、
である。
1.41<(r2+r1)/(r2-r1)<2.59 (5)
ここで、
r1は第1レンズの物体側の面の曲率半径、
r2は第1レンズの像側の面の曲率半径、
である。
f :撮像レンズ全系の焦点距離(mm)
f1 :f1は第1レンズの焦点距離(mm)
f2 :f2は第2レンズの焦点距離(mm)
f3 :f3は第3レンズの焦点距離(mm)
BFL :第3レンズの像側の面から近軸像面までの距離(mm)
TTL :第1レンズの物体側面から第3レンズの像側の面までの距離にバックフォーカスBFLを加えた撮像レンズ全系の全長(mm)
Y :像高(mm)
r :近軸曲率半径(mm)
d :光軸上のレンズの厚み又は空気間隔(mm)
nd :レンズ材料のd線に対する屈折率
νd :レンズ材料のアッベ数
また、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る。
z=(y2/r)/[1+{1-(1+K)(y/r)2}1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10 ・・・(I)
なお、非球面係数において、Eは10のべき乗数を示し、例えば、2.3×10-2は、2.3E-002と表すものとする。また、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
次に、実施例1に係る撮像レンズについて説明する。
図1は、実施例1に係る撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
FNO :1.00
f :2.40
f1 :4.69
f2 :4.37
f3 :4.93
BFL :1.03
TTL :4.35
Y :2.00
実施例1の撮像レンズの面データを以下に示す(単位mm)。
第1面
K=-1.062E+00
A4=1.127E-02, A6= -1.566E-02, A8=7.819E-03, A10= -4.498E-03
第2面
K= -9.538E+00
A4= -3.643E-03, A6= -2.403E-02, A8= 5.004E-03, A10= -9.226E-04
第4面
K= -1.895E+01
A4= -7.608E-02, A6=1.386E-02, A8= 7.934E-03
第5面
K= -1.497E+00
A4= 8.702E-03, A6= -1.058E-02, A8= 1.137E-02
第6面
K= 8.294E-01
A4= 7.972E-03, A6= 5.341E-03, A8= -6.445E-04
第7面
K= -4.930E-01
A4= -1.493E-05, A6= 2.338E-03
(1)Fno=1.00
(2)r6/f=-0.82
(3)f2/r6=-2.22
(4)r6/d5=-4.48
(5)(r2+r1)/(r2-r1)=1.41
なお、実施例1の撮像レンズにおいて、第1から第3レンズは全てプラスチック材料から形成されている。
次に、実施例2に係る広角光学系について説明する。
図3は、実施例2に係る撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
FNO :1.35
f :2.74
f1 :4.56
f2 :3.72
f3 :14.02
BFL :0.85
TTL :4.40
Y :2.00
実施例2の撮像レンズの面データを以下に示す(単位mm)。
第1面
K= -4.992E-01
A4= 1.193E-02, A6= -9.568E-05, A8= 2.217E-03, A10= 2.021E-03
第2面
K= -1.127E+01
A4= 1.787E-02, A6= -1.027E-03, A8= -7.062E-03, A10= 1.432E-02
第4面
K= -4.770E+00
A4= -6.329E-02, A6= -2.110E-04, A8= 1.856E-02
第5面
K= -1.518E+00
A4= -1.401E-04, A6= -2.508E-02, A8= 1.744E-02, A10=6.852E-04
第6面
K=-2.061E+00
A4=1.515E-02, A6=6.639E-03, A8=-8.608E-04
第7面
K=-9.015E-01
A4=5.846E-03, A6=9.115E-04
(1)Fno=1.35
(2)r6/f=-0.67
(3)f2/r6=-2.03
(4)r6/d5=-6.61
(5)(r2+r1)/(r2-r1)=1.87
なお、実施例2の撮像レンズにおいて、第1から第3レンズは全てプラスチック材料から形成されている。
次に、実施例3に係る撮像レンズについて説明する。
図5は、実施例3に係る撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
FNO :1.10
f :2.13
f1 :3.34
f2 :12.96
f3 :2.61
BFL :0.75
TTL :3.15
Y :1.50
実施例3の撮像レンズの面データを以下に示す(単位mm)。
第2面
K=-1.276E-01
A4=-6.492E-02, A6=1.521E-01, A8=-1.547E-01, A10=7.750E-02
第3面
K= 6.455E-01
A4= 5.087E-02, A6= -9.457E-02, A8= 7.779E-02, A10= 2.387E-03, A12= -1.025E-02
第4面
K= -1.914E-01
A4= 2.365E-03, A6= -5.205E-01, A8= 1.284E+00, A10= -7.650E-01
第5面
K= 4.668E-01
A4= -7.338E-02, A6= 1.115E-02, A8= 4.891E-01, A10= -1.626E-01, A12=-3.592E-02
第6面
K=-2.281E-01
A4=-8.476E-02, A6=2.481E-02, A8=4.098E-05, A10=-1.080E-04, A12=-1.005E-04
第7面
K=-2.369E-01
A4=-1.167E-01, A6=3.623E-02, A8=-2.891E-03
(1)Fno=1.10
(2)r6/f=-0.99
(3)f2/r6=-6.17
(4)r6/d5=-8.30
(5)(r2+r1)/(r2-r1)=2.58
なお、実施例3の撮像レンズにおいて、第1から第3レンズはプラスチック材料から形成されている。
次に、実施例4に係る撮像レンズについて説明する。
図7は、実施例4に係る撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
FNO :1.10
f :2.04
f1 :2.63
f2 :4.10
f3 :7.90
BFL :0.75
TTL :3.00
Y :1.50
実施例4の撮像レンズの面データを以下に示す(単位mm)。
第2面
K= -7.625E-01
A4= -1.411E-01, A6= 3.842E-01, A8= -3.484E-01, A10= 1.203E-01, A12= 1.029E-02
第3面
K= -8.053E+00
A4= 9.845E-02, A6= -2.591E-01, A8= 5.443E-01, A10= -6.074E-01, A12= 2.601E-01
第4面
K= -5.662E+00
A4= -6.080E-02, A6= -2.289E-01, A8= 1.426E-01, A10= -2.744E-02
第5面
K= -1.152E+00
A4= 7.819E-02, A6= -5.600E-02, A8= 9.258E-02, A10= 3.610E-02
第6面
K= 9.024E-01
A4= 3.188E-02, A6= 2.782E-02, A8= -6.884E-03, A10= -1.929E-04, A12= 1.227E-04
第7面
K= 4.944E-02
A4= -1.106E-01, A6= 4.228E-02, A8= -3.501E-03
(1)Fno=1.10
(2)r6/f=-1.03
(3)f2/r6=-1.95
(4)r6/d5=-8.04
(5)(r2+r1)/(r2-r1)=1.77
なお、実施例4の撮像レンズにおいて、第1から第3レンズはプラスチック材料から形成されている。
次に、実施例5に係る撮像レンズについて説明する。
図9は、実施例5に係る撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
FNO :1.10
f :2.23
f1 :3.58
f2 :3.46
f3 :5.42
BFL :0.72
TTL :3.70
Y :1.50
実施例5の撮像レンズの面データを以下に示す(単位mm)。
第1面
K= -5.099E+00
A4= 5.867E-02, A6= 2.595E-02, A8= -3.617E-02, A10= 1.693E-03
第2面
K= -2.000E+01
A4= -1.330E-02, A6= 1.954E-02, A8= -7.044E-02, A10= 3.099E-02
第4面
K= -1.765E+01
A4= -1.391E-01, A6= -1.700E-01, A8= 1.887E-01, A10= -2.344E-02
第5面
K= -9.969E-01
A4= -3.686E-02, A6= 9.849E-03, A8= -7.942E-03, A10= 2.672E-02
第6面
K= -1.293E-01
A4= 3.760E-02, A6= 2.866E-02, A8= -8.325E-03, A10= 7.151E-04
第7面
K= -5.286E-01
A4= 1.953E-03, A6= 1.145E-02
(1)Fno=1.10
(2)r6/f=-0.66
(3)f2/r6=-2.34
(4)r6/d5=-4.98
(5)(r2+r1)/(r2-r1)=1.60
なお、実施例5の広角光学系において、第1から第3レンズはプラスチック材料から形成されている。
次に、実施例6に係る撮像レンズについて説明する。
図11は、実施例6に係る撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
FNO :1.35
f :2.76
f1 :4.41
f2 :3.43
f3 :58.82
BFL :0.93
TTL :4.40
Y :2.00
実施例6の撮像レンズの面データを以下に示す(単位mm)。
第1面
K=-6.084E-01
A4=9.917E-03, A6=8.413E-03, A8=-6.315E-03, A10=3.735E-03
第2面
K= -2.000E+01
A4=1.646E-02, A6=4.931E-03, A8=-1.561E-02, A10=1.157E-02
第4面
K=-1.552E+00
A4=-8.155E-02, A6=-6.346E-03, A8=1.755E-02
第5面
K=-1.357E+00
A4=-3.058E-03, A6=-2.797E-02, A8=1.724E-02, A10=4.932E-04
第6面
K=-3.463E+00
A4=1.336E-02, A6=5.377E-03, A8=-8.782E-04
第7面
K=-5.619E-01
A4=6.115E-03, A6=1.032E-04, A8=1.032E-04
(1)Fno=1.35
(2)r6/f=-0.83
(3)f2/r6=-1.50
(4)r6/d5=-7.29
(5)(r2+r1)/(r2-r1)=1.81
なお、実施例6の広角光学系において、第1から第3レンズはプラスチック材料から形成されている。
次に、実施例7に係る撮像レンズについて説明する。
図13は、実施例7に係る撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
FNO :1.35
f :2.74
f1 :4.58
f2 :3.82
f3 :10.59
BFL :0.85
TTL :4.40
Y :2.00
実施例7の撮像レンズの面データを以下に示す(単位mm)。
第1面
K= -5.653E-01
A4= 1.133E-02, A6= -1.100E-03, A8= -2.421E-04, A10= 1.534E-03
第2面
K= -2.000E+01
A4= 1.372E-02, A6= -5.454E-04, A8= -9.959E-03, A10= 9.048E-03
第4面
K= -7.022E+00
A4 -6.320E-02, A6= -4.444E-03, A8= 1.561E-02
第5面
K= -1.543E+00
A4= -1.610E-04, A6= -2.578E-02, A8= 1.803E-02, A10= 1.953E-04
第6面
K= -2.143E+00
A4= 1.912E-02, A6= 6.597E-03, A8= -8.434E-04
第7面
K= -1.002E+00
A4= 9.927E-03, A6= 1.491E-03
(1)Fno=1.35
(2)r6/f=-0.55
(3)f2/r6=-2.52
(4)r6/d5=-5.05
(5)(r2+r1)/(r2-r1)=1.84
なお、実施例7の広角光学系において、第1から第3レンズはプラスチック材料から形成されている。
次に、実施例8に係る撮像レンズについて説明する。
図15は、実施例7に係る撮像レンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
FNO :1.35
f :2.76
f1 :4.49
f2 :2.85
f3 :-17.04
BFL :0.85
TTL :4.38
Y :2.00
実施例8の撮像レンズの面データを以下に示す(単位mm)。
第1面
K= -8.582E-01
A4= 5.710E-03, A6=3.731E-02, A8= -2.982E-02, A10= 1.379E-02
第2面
K= -6.055E+00
A4= 2.231E-02, A6=1.864E-02, A8=-3.724E-02, A10= 3.857E-02
第4面
K= -4.785E+00
A4=-7.795E-02, A6=-7.751E-02, A8=6.517E-02
第5面
K=-1.079E+00
A4=-3.320E-03, A6=-1.605E-02, A8=-7.460E-03, A10=9.940E-03
第6面
K=-1.398E+00
A4=4.671E-02, A6=1.270E-03, A8=-5.300E-04
第7面
K=-3.251E+00
A4= -2.719E-02, A6=4.700E-03
(1)Fno=1.35
(2)r6/f=-0.83
(3)f2/r6=-1.24
(4)r6/d5=-7.67
(5)(r2+r1)/(r2-r1)=2.00
なお、実施例8の広角光学系において、第1から第3レンズはプラスチック材料から形成されている。
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
BPF バンドパスフィルタ
I 撮像面
S 開口絞り
Claims (2)
- 物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第1レンズ、正の屈折力を有する第2レンズ、正または負の屈折力を有する第3レンズのみからなり、前記第3レンズの像側の面にフレネル面を形成し、前記第1レンズ、前記第2レンズ及び前記第3レンズは非接合であり、
以下の条件式を満足する事を特徴とする撮像レンズ。
Fno<2.0 (1)
-1.04<r6/f<-0.55 (2)
-6.17<f2/r6<-1.50 (3)
1.41<(r2+r1)/(r2-r1)<2.59 (5)
ここで、
Fnoは、Fナンバー、
r6は第3レンズの像側の面の曲率半径、
fは撮像レンズ全系の焦点距離、
f2は第2レンズの焦点距離、
r1は第1レンズの物体側の面の曲率半径、
r2は第1レンズの像側の面の曲率半径、
である。 - 以下の条件式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。
-8.31<r6/d5<-4.48 (4)
ここで、
d5は第3レンズの光軸上の厚み、
である。
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