JPWO2015098226A1 - 撮像装置および撮像レンズ - Google Patents

Abstract

本開示の撮像装置は、撮像レンズと、撮像レンズによって結像面に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、撮像素子によって撮像された画像の歪曲収差を補正する演算器とを備える。撮像レンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する前群レンズ系と、負の屈折力を有し、最も像側のレンズ面が光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状となる後群レンズ系とから構成され、以下の条件式を満足する。５（％）＜ＯＤＭａｘ＜２０（％） ……（１）ただし、ＯＤＭａｘは撮像レンズの撮像エリア内における歪曲収差の最大値とする。

Description

本開示は、撮像レンズを用いた撮像装置に関する。より詳しくは、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いたカメラ付き携帯電話等の小型の撮像装置に好適で、かつ高画質と薄型化とを兼ね備えた撮像装置、およびそのような撮像装置に用いられる撮像レンズに関する。

ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を用いたカメラ付携帯電話やデジタルスチルカメラが知られている。このような撮像装置においては、より一層の小型化および薄型化が要求されており、搭載される撮影用のレンズにおいても小型で全長の短いものが要求されている。

また、近年ではカメラ付携帯電話のような撮像機器においても撮像素子の高画素化が進んでおり、１０００万画素以上の高画素撮像素子を搭載したモデルも普及している。そのため、搭載される撮像レンズとしてもこうした高画素の固体撮像素子に対応する高いレンズ性能が要求されている。

一方、こうした撮像装置では大きさの制約から単焦点レンズが搭載されることが一般的であり、比較的広い画角を持った撮像レンズが要求されている。こうした小型、薄型、高性能かつ広角の撮像レンズを有する撮像装置としては、たとえば特許文献１や特許文献２に記載されたものが知られている。

特開２０１０−２３７４０７号公報 特開２０１０−２６２２７０号公報

上記した特許文献１および特許文献２には、現在の高画素撮像素子に対応した５枚構成の撮像レンズを有する撮像装置に関する記載がある。特許文献１および特許文献２では、前群に正の屈折力を有するレンズ系、後群に負の屈折力を有するレンズ系を配置することで光学全長を抑制し、また後群に配置した非球面レンズ群により諸収差をバランス良く補正することで、小型、薄型、かつ広角で高い光学性能を確保した撮像装置を実現している。

近年、スマートフォンやタブレット端末に代表される、撮像装置を備えた電子機器に搭載される撮像レンズには、さらなる小型化および薄型化が求められており、上記した撮像レンズからさらなる全長の短縮化が求められる。しかしながら、上記した特許文献に記載の撮像装置においてさらなる全長短縮を実施するために撮像レンズの全長をさらに抑制しようとすると、軸外収差の歪曲収差、コマ収差、および像面湾曲が補正不足となり、必要な光学性能を確保することが困難となる。また、こうした撮像装置用の撮像レンズでは、レンズ系を構成する各レンズ厚を薄肉化することも、現時点では加工限界に近い中心厚ならびにコバ厚のレンズが採用されていることが多く、量産性を確保しつつ撮像装置のさらなる全長短縮を実現することは非常に困難である。

従って、全長の短縮化を図ることができる撮像レンズを提供することが望ましい。また、全長短縮化の図られた撮像レンズによって生ずる歪曲収差を補正し、高画素の撮像素子に対応した良好な光学性能を得つつ、装置全体としての小型化および薄型化を図ることができる撮像装置を提供することが望ましい。

本開示の一実施の形態に係る撮像装置は、撮像レンズと、撮像レンズによって結像面に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、撮像素子によって撮像された画像の歪曲収差を補正する演算器とを備えたものである。撮像レンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する前群レンズ系と、負の屈折力を有し、最も像側のレンズ面が光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状となる後群レンズ系とから構成され、以下の条件式を満足する。
５（％）＜ＯＤ_Ｍａｘ＜２０（％） ……（１）
ただし、
ＯＤ_Ｍａｘ：撮像レンズの撮像エリア内における歪曲収差の最大値
とする。

本開示の一実施の形態に係る撮像レンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する前群レンズ系と、負の屈折力を有し、最も像側のレンズ面が光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状となる後群レンズ系とから構成され、以下の条件式を満足する。
５（％）＜ＯＤ_Ｍａｘ＜２０（％） ……（１）
ただし、
ＯＤ_Ｍａｘ：撮像レンズの撮像エリア内における歪曲収差の最大値
とする。
本開示の一実施の形態に係る撮像レンズは、撮像素子によって撮像された画像の歪曲収差を補正する演算器を備えた撮像装置と組み合わせて使用されることが好ましい。

本開示の一実施の形態に係る撮像レンズでは、レンズ系のパワー配置やレンズ形状の最適化が図られ、全長の短縮化が可能となるような所定範囲の歪曲収差を敢えて発生させつつ、他の収差がバランス良く補正される。
また、本開示の一実施の形態に係る撮像装置では、全長短縮化の図られた撮像レンズによって生ずる歪曲収差が演算器によって補正される。

本開示の一実施の形態に係る撮像レンズによれば、レンズ系のパワー配置やレンズ形状の最適化を図り、所定範囲の歪曲収差を敢えて発生させつつ、他の収差をバランス良く補正するようにしたので、全長の短縮化を図ることができる。
また、本開示の一実施の形態に係る撮像装置によれば、全長短縮化の図られた撮像レンズによって生ずる歪曲収差を演算器によって補正するようにしたので、高画素の撮像素子に対応した良好な光学性能を得つつ、装置全体としての小型化および薄型化を図ることができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本開示の一実施の形態に係る撮像装置の一構成例を示すブロック図である。 本開示の一実施の形態に係る撮像レンズの第１の構成例を示すレンズ断面図である。 図２に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例１における諸収差を示す収差図である。 撮像レンズの第２の構成例を示すレンズ断面図である。 図４に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例２における諸収差を示す収差図である。 撮像レンズの第３の構成例を示すレンズ断面図である。 図６に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例３における諸収差を示す収差図である。 撮像レンズの第４の構成例を示すレンズ断面図である。 図８に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例４における諸収差を示す収差図である。 撮像レンズの第５の構成例を示すレンズ断面図である。 図１０に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例５における諸収差を示す収差図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．撮像装置および撮像レンズの基本構成
２．作用・効果
３．レンズの数値実施例
４．その他の実施の形態

＜１．撮像装置および撮像レンズの基本構成＞
図１は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置の一構成例を示している。本実施の形態に係る撮像装置は、図１に示したように、撮像レンズ３００と、撮像素子３０１と、演算器３０２とを備えている。撮像素子３０１は、撮像レンズ３００によって結像面ＩＭＧに形成された光学像を電気的な信号に変換するものであり、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子で構成されている。撮像レンズ３００の結像面ＩＭＧは、撮像素子３０１の撮像面に一致するように配置される。

演算器３０２は、撮像素子３０１によって撮像された画像を取得して各種の画像処理を施すものである。演算器３０２は、撮像素子３０１によって撮像された画像を取得する画像取得部３０３と、その取得された画像に対して歪曲収差を補正するような画像処理を施した画像を出力する歪画像補正部３０４とを有している。

なお、本実施の形態に係る撮像装置は、カメラ付き携帯電話や、カメラが組み込まれたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、タブレット端末等のデジタル入出力機器のカメラ部等として広く適用することが可能である。その他、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等にも適用可能である。

図２は、本実施の形態に係る撮像レンズ３００の第１の構成例（撮像レンズ１）を示している。図４は、撮像レンズ３００の第２の構成例（撮像レンズ２）を示している。図６は、撮像レンズ３００の第３の構成例（撮像レンズ３）を示している。図８は、撮像レンズ３００の第４の構成例（撮像レンズ４）を示している。図１０は、撮像レンズ３００の第５の構成例（撮像レンズ５）を示している。なお、これらの構成例に具体的な数値を適用した数値実施例は後述する。

図２等において、符号ＩＭＧは結像面、Ｚ１は光軸を示す。撮像レンズ３００（撮像レンズ１〜５）と結像面ＩＭＧとの間には、撮像素子保護用のシールガラスＳＧや各種の光学フィルタ等の光学部材が配置されていてもよい。
以下では、本実施の形態に係る撮像レンズ３００の構成を、適宜図２等に示した構成例に対応付けて説明するが、本開示による技術は、図示した構成例に限定されるものではない。

撮像レンズ３００は、図２等の構成例に示したように、光軸Ｚ１に沿って物体側より順に、正の屈折力を有する前群レンズ系Ｇｐ１と、負の屈折力を有する後群レンズ系Ｇｐ２とを備えている。後群レンズ系Ｇｐ２は、最も像側のレンズ面が光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状となっている。

撮像レンズ３００は、以下の条件式を満足している。
５（％）＜ＯＤ_Ｍａｘ＜２０（％） ……（１）
ただし、
ＯＤ_Ｍａｘ：撮像レンズ３００の撮像エリア内における歪曲収差の最大値
とする。

その他、本実施の形態に係る撮像レンズ３００は、後述する所定の条件式等をさらに満足することが望ましい。

＜２．作用・効果＞
次に、本実施の形態に係る撮像装置および撮像レンズ３００の作用および効果を説明する。併せて、本実施の形態に係る撮像レンズ３００における望ましい構成を説明する。
なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

本実施の形態に係る撮像レンズ３００によれば、レンズ系のパワー配置やレンズ形状の最適化を図り、演算器３０２によって補正可能な所定範囲（条件式（１））の歪曲収差を敢えて発生させつつ、他の収差をバランス良く補正するようにしたので、全長の短縮化を図ることができる。
また、本実施の形態に係る撮像装置によれば、全長短縮化の図られた撮像レンズ３００によって生ずる歪曲収差を演算器３０２によって補正するようにしたので、高画素の撮像素子３０１に対応した良好な光学性能を有し、装置全体としての小型化および薄型化と広角化とを図ることができる。

撮像レンズ３００は、物体側より順に、正、負のパワー配置とし、最も像側のレンズ面の形状を光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状にしている。これにより、光学全長を抑制しつつ、軸外収差のコマ収差や像面湾曲をはじめとする諸収差をバランス良く補正し、良好な光学性能を有し、かつ小型の広角撮像レンズを達成している。

そして、上記条件式（１）を満足することで、さらなる撮像レンズ３００の全長短縮を達成している。上記条件式（１）は撮像レンズ３００の撮像エリア内における歪曲収差の最大値を規定するものであり、正の歪曲収差の発生量を制限している。

前群に正の屈折力を有するレンズ系と後群に負の屈折力を有するレンズ系とを配置するテレフォトタイプの光学構成では、後群の負レンズ系で発生する正の歪曲収差が支配的であり、これを補正するため撮像レンズ３００の全長短縮が困難であるという制約があった。そのため、この制約量を適切に許容し、後段の演算器３０２による画像補正を適正に実施することで撮像レンズ３００のさらなる全長短縮を実現することが可能となる。

条件式（１）の下限値を外れると撮像レンズ３００での歪曲収差補正が必要となるため、本実施の形態における撮像装置に必要な全長短縮を実現することが困難となる。一方、条件式（１）の上限値を外れると歪曲収差量が過大となる。この場合、全長短縮には有利になるが、後段の演算器３０２での画像補正量がそれに比例して過大となり、撮像装置に必要な画像中心部での解像性能を得ることが困難となる。また、他の軸外収差をバランス良く補正することも困難となる。

さらに、撮像レンズ３００が以下の条件式（２）を満足することで、本実施の形態における撮像装置において必要となる光学全長のさらなる短縮化を実現することができる。
０．５５＜Ｌ_ｉｎｆ／Ｄ＜０．８０ ……（２）
ただし、
Ｌ_ｉｎｆ：撮像レンズ３００の無限遠合焦時における最も物体側のレンズ面から結像面ＩＭＧまでの光軸上の距離（ただし、後群レンズ系Ｇｐ２の最も像側のレンズ面から結像面ＩＭＧまでは空気換算長）
Ｄ：有効撮像エリアの対角長
とする。

条件式（２）は撮像レンズ３００の無限遠被写体に対する最も物体側のレンズ面から撮像素子３０１までの光軸上の距離と撮像素子３０１の有効撮像エリアの対角長との比を規定するものであり、撮像素子３０１に対するレンズ全長の範囲を制限している。条件式（２）の上限値を外れると、本実施の形態における撮像装置に必要な全長短縮を実現することが困難となる。一方、条件式（２）の下限値を外れると全長短縮には有利になるが、軸外収差のコマ収差や像面湾曲が補正不足となり、高画素の撮像素子３０１に必要な高い光学性能を確保することが困難となる。

本実施の形態において、前群レンズ系Ｇｐ１および後群レンズ系Ｇｐ２はそれぞれ、１または複数のレンズを有していることが好ましい。前群レンズ系Ｇｐ１と後群レンズＧｐ２系とを合わせた全体のレンズ系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２とを含むことが好ましい。このような構成にすることで光学全長の短縮化と広角化との両立を実現することができる。広角レンズでは、前群に負の屈折力を有するレンズ系と、後群に正の屈折力を有するレンズ系とを配置するレトロフォーカスタイプの光学構成が一般的であるが、レトロフォーカスタイプの構成では本実施の形態における撮像装置に必要な全長短縮を実現することが困難である。これに対して撮像レンズ３００を、少なくとも物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レンズＬ２とを含む構成とし、全体のレンズ系における最も像側のレンズ面を光軸近傍で像側に凹形状、かつ周辺部で像側に凸形状とすることで、光学全長の短縮化と広角化とを両立することが可能となる。

さらに、以下の条件式（３）〜（５）の少なくともいずれか１つを満足するように撮像レンズ３００のパワー配置を設定することで、本実施の形態における撮像装置において必要となる光学全長の短縮化と良好な光学性能の確保とを実現することができる。

ｆ_ｒａ＜０ ……（３）
ただし、
ｆ_ｒａ：前群レンズ系Ｇｐ１と後群レンズ系Ｇｐ２とを合わせた全体のレンズ系における、２枚目以降の全てのレンズの合成焦点距離
とする。

ｆ_ｒｂ＜０ ……（４）
ただし、
ｆ_ｒｂ：前群レンズ系Ｇｐ１と後群レンズ系Ｇｐ２とを合わせた全体のレンズ系における、像側から２枚のレンズの合成焦点距離
とする。

ｆ_ｒｃ＜０ ……（５）
ただし、
ｆ_ｒｃ：前群レンズ系Ｇｐ１と後群レンズ系Ｇｐ２とを合わせた全体のレンズ系における、最も像側のレンズの焦点距離
とする。

条件式（３）は撮像レンズ３００を構成する物体側より２枚目以降の全てのレンズの合成焦点距離を規定するものである。例えば図２に示した第１の構成例に係る撮像レンズ１では、ｆ_ｒａは第２レンズＬ２〜第５レンズＬ５の合成焦点距離となる。

条件式（４）は撮像レンズ３００を構成する像側から２枚のレンズの合成焦点距離を規定するものである。例えば図２に示した第１の構成例に係る撮像レンズ１では、ｆ_ｒｂは第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との合成焦点距離となる。

条件式（５）は撮像レンズ３００を構成する最も像側のレンズの焦点距離を規定するものであり、後群レンズ系Ｇｐ２の構成を規定している。例えば図２に示した第１の構成例に係る撮像レンズ１では、ｆ_ｒｃは第５レンズＬ５の焦点距離となる。

条件式（３）〜（５）の少なくともいずれか１つの条件を満足させるレンズ構成を採用し、正の歪曲収差を条件式（１）の指定範囲に設定することで、光学全長の短縮化と良好な光学性能の確保とが可能となる。

なお、光学全長の短縮化とより良好な光学性能の確保のためには、後群レンズ系Ｇｐ２が条件式（３）と条件式（４）とを満足するような構成を採用することが望ましい。

さらに、撮像レンズ３００において、前群レンズ系Ｇｐ１と後群レンズ系Ｇｐ２とを合わせた全体のレンズ系が、少なくとも４枚のレンズで構成されることが好ましい。５枚以上のレンズ構成であればより好ましい。４または５枚以上の構成を採用することで、歪曲収差を除く他の諸収差をバランス良く補正することが可能となる。

＜３．レンズの数値実施例＞
次に、本実施の形態に係る撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。ここでは、図２、図４、図６、図８および図１０に示した各構成例の撮像レンズ１、２、３、４および５に、具体的な数値を適用した数値実施例を説明する。

なお、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。「Ｓｉ」は、最も物体側から順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の番号を示している。「Ｒｉ」は、ｉ番目の面の近軸の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。「ｄｉ」はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の光軸上の間隔の値（ｍｍ）を示す。「ｎｉ」はｉ番目の面を有する光学要素の材質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率の値を示す。「νｉ」はｉ番目の面を有する光学要素の材質のｄ線におけるアッベ数の値を示す。「Ｒｉ」の値が「∞」となっている部分は平面、または絞り面（開口絞り）を示す。「Ｓｉ」において「ＳＴＯ」と記した面は開口絞りであることを示す。「ｆ」はレンズ系全体の焦点距離、「Ｆ」はＦナンバー、「２ω」は演算器３０２によって歪曲収差を補正する前の全画角を示す。

各数値実施例において用いられたレンズには、レンズ面が非球面に形成されたものがある。「Ｓｉ」において「ＡＳＰ」と記した面は非球面であることを示す。非球面形状は、非球面の深さをＺ、光軸Ｚ１からの高さをＹとすると、以下の式によって定義されるものとする。なお、Ｒは曲率半径、Ｋは円錐定数、Ａ３〜Ａ２０はそれぞれ３次〜２０次の非球面係数である。なお、後述する非球面係数を示す各表において、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、すなわち、「１０^−ｉ」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×１０^−５」を表している。

（各数値実施例に共通の構成）
以下の各数値実施例が適用される撮像レンズ１、２、３、４および５はいずれも、上記したレンズの基本構成を満足した構成となっている。撮像レンズ１、２、３、４および５はいずれも、物体側より順に、正の屈折力を有する前群レンズ系Ｇｐ１と、負の屈折力を有する後群レンズ系Ｇｐ２とが配置された、実質的に２つのレンズ群で構成されている。後群レンズ系Ｇｐ２は、最も像側のレンズ面が光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状となっている。

［数値実施例１］
図２に示した撮像レンズ１は、実質的に第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５からなるレンズ系となっている。前群レンズ系Ｇｐ１は、実質的に第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３からなる。後群レンズ系Ｇｐ２は、第４レンズＬ４〜第５レンズＬ５からなる。第５レンズＬ５の像側のレンズ面は光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状となっている。第５レンズＬ５と結像面ＩＭＧとの間にはシールガラスＳＧが配置されている。開口絞りは第１レンズＬ１の前側付近に配置されている。

撮像レンズ１に具体的な数値を適用した数値実施例１のレンズデータを、レンズ系全体の焦点距離ｆ、Ｆナンバーおよび全画角２ωの値と共に［表１］に示す。撮像レンズ１において、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５の各レンズの両面は非球面に形成されている。それらの非球面における非球面係数Ａ３〜Ａ２０の値を円錐定数Ｋの値と共に［表２］に示す。

以上の数値実施例１における諸収差を図３に示す。図３には諸収差として、球面収差、非点収差（像面湾曲）、およびディストーション（歪曲収差）を示す。これらの各収差図には、ｄ線（５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図には、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する収差も示す。像面湾曲の収差図において、「Ｓ」はサジタル像面における収差の値を示し、「Ｔ」はタンジェンシャル像面における収差の値を示す。以降の他の数値実施例における収差図についても同様である。

以上の各収差図から分かるように、歪曲収差は上記条件式（１）の範囲にあり、その他は諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることは明らかである。

［数値実施例２］
図４に示した撮像レンズ２は、実質的に第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５からなるレンズ系となっている。前群レンズ系Ｇｐ１は、実質的に第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４からなる。後群レンズ系Ｇｐ２は、第５レンズＬ５からなる。第５レンズＬ５の像側のレンズ面は光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状となっている。第５レンズＬ５と結像面ＩＭＧとの間にはシールガラスＳＧが配置されている。開口絞りは第１レンズＬ１の前側付近に配置されている。

撮像レンズ２に具体的な数値を適用した数値実施例２のレンズデータを、レンズ系全体の焦点距離ｆ、Ｆナンバーおよび全画角２ωの値と共に［表３］に示す。撮像レンズ２において、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５の各レンズの両面は非球面に形成されている。それらの非球面における非球面係数Ａ３〜Ａ２０の値を円錐定数Ｋの値と共に［表４］に示す。

以上の数値実施例２における諸収差を図５に示す。各収差図から分かるように、歪曲収差は上記条件式（１）の範囲にあり、その他は諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることは明らかである。

［数値実施例３］
図６に示した撮像レンズ３は、実質的に第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５からなるレンズ系となっている。前群レンズ系Ｇｐ１は、実質的に第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３からなる。後群レンズ系Ｇｐ２は、第４レンズＬ４〜第５レンズＬ５からなる。第５レンズＬ５の像側のレンズ面は光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状となっている。第５レンズＬ５と結像面ＩＭＧとの間にはシールガラスＳＧが配置されている。開口絞りは第１レンズＬ１の前側付近に配置されている。

撮像レンズ３に具体的な数値を適用した数値実施例３のレンズデータを、レンズ系全体の焦点距離ｆ、Ｆナンバーおよび全画角２ωの値と共に［表５］に示す。撮像レンズ３において、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５の各レンズの両面は非球面に形成されている。それらの非球面における非球面係数Ａ３〜Ａ２０の値を円錐定数Ｋの値と共に［表６］に示す。

以上の数値実施例３における諸収差を図７に示す。各収差図から分かるように、歪曲収差は上記条件式（１）の範囲にあり、その他は諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることは明らかである。

［数値実施例４］
図８に示した撮像レンズ４は、実質的に第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５からなるレンズ系となっている。前群レンズ系Ｇｐ１は、実質的に第１レンズＬ１からなる。後群レンズ系Ｇｐ２は、第２レンズＬ２〜第５レンズＬ５からなる。第５レンズＬ５の像側のレンズ面は光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状となっている。第５レンズＬ５と結像面ＩＭＧとの間にはシールガラスＳＧが配置されている。開口絞りは第１レンズＬ１の前側付近に配置されている。

撮像レンズ４に具体的な数値を適用した数値実施例４のレンズデータを、レンズ系全体の焦点距離ｆ、Ｆナンバーおよび全画角２ωの値と共に［表７］に示す。撮像レンズ４において、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５の各レンズの両面は非球面に形成されている。それらの非球面における非球面係数Ａ３〜Ａ２０の値を円錐定数Ｋの値と共に［表８］に示す。

以上の数値実施例４における諸収差を図９に示す。各収差図から分かるように、歪曲収差は上記条件式（１）の範囲にあり、その他は諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることは明らかである。

［数値実施例５］
図１０に示した撮像レンズ５は、実質的に第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４からなるレンズ系となっている。前群レンズ系Ｇｐ１は、実質的に第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３からなる。後群レンズ系Ｇｐ２は、第４レンズＬ４からなる。第４レンズＬ４の像側のレンズ面は光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状となっている。第４レンズＬ４と結像面ＩＭＧとの間にはシールガラスＳＧが配置されている。開口絞りは第１レンズＬ１の前側付近に配置されている。

撮像レンズ５に具体的な数値を適用した数値実施例５のレンズデータを、レンズ系全体の焦点距離ｆ、Ｆナンバーおよび全画角２ωの値と共に［表９］に示す。撮像レンズ５において、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５の各レンズの両面は非球面に形成されている。それらの非球面における非球面係数Ａ３〜Ａ２０の値を円錐定数Ｋの値と共に［表１０］に示す。

以上の数値実施例５における諸収差を図１１に示す。各収差図から分かるように、歪曲収差は上記条件式（１）の範囲にあり、その他は諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることは明らかである。

［各実施例のその他の数値データ］
［表１１］には、上述の各条件式に関する値を、各数値実施例についてまとめたものを示す。［表１１］から分かるように、数値実施例２，３，５については、各条件式の数値範囲内となっている。数値実施例１については、条件式（５）以外は、各条件式の数値範囲内となっている。数値実施例４については、条件式（４），（５）以外は、各条件式の数値範囲内となっている。

＜４．その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記実施の形態および実施例の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記各数値実施例において示した各部の形状および数値は、いずれも本技術を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本技術の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

また、上記実施の形態および実施例では、実質的に２つのレンズ群からなる構成について説明したが、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた構成であっても良い。

また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
［１］
撮像レンズと、
前記撮像レンズによって結像面に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子によって撮像された画像の歪曲収差を補正する演算器と
を備え、
前記撮像レンズは、物体側より順に、
正の屈折力を有する前群レンズ系と、
負の屈折力を有し、最も像側のレンズ面が光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状となる後群レンズ系とから構成され、
以下の条件式を満足する
撮像装置。
５（％）＜ＯＤ_Ｍａｘ＜２０（％） ……（１）
ただし、
ＯＤ_Ｍａｘ：前記撮像レンズの撮像エリア内における歪曲収差の最大値
とする。
［２］
前記撮像レンズが以下の条件を満足する
上記［１］に記載の撮像装置。
０．５５＜Ｌ_ｉｎｆ／Ｄ＜０．８０ ……（２）
ただし、
Ｌ_ｉｎｆ：前記撮像レンズの無限遠合焦時における最も物体側のレンズ面から結像面までの光軸上の距離（ただし、前記後群レンズ系の最も像側のレンズ面から結像面までは空気換算長）
Ｄ：有効撮像エリアの対角長
とする。
［３］
前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズとを含む
上記［１］または［２］に記載の撮像装置。
［４］
前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
前記撮像レンズが以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［３］のいずれか１つに記載の撮像装置。
ｆ_ｒａ＜０ ……（３）
ただし、
ｆ_ｒａ：前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系における、２枚目以降の全てのレンズの合成焦点距離
とする。
［５］
前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
前記撮像レンズが以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［４］のいずれか１つに記載の撮像装置。
ｆ_ｒｂ＜０ ……（４）
ただし、
ｆ_ｒｂ：前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系における、像側から２枚のレンズの合成焦点距離
とする。
［６］
前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
前記撮像レンズが以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［５］のいずれか１つに記載の撮像装置。
ｆ_ｒｃ＜０ ……（５）
ただし、
ｆ_ｒｃ：前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系における、最も像側のレンズの焦点距離
とする。
［７］
前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系が、少なくとも４枚のレンズで構成される
上記［１］ないし［６］のいずれか１つに記載の撮像装置。
［８］
前記撮像レンズが、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた
上記［１］ないし［７］のいずれか１つに記載の撮像装置。
［９］
物体側より順に、
正の屈折力を有する前群レンズ系と、
負の屈折力を有し、最も像側のレンズ面が光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状となる後群レンズ系とから構成され、
以下の条件式を満足する
撮像レンズ。
５（％）＜ＯＤ_Ｍａｘ＜２０（％） ……（１）
ただし、
ＯＤ_Ｍａｘ：前記撮像レンズの撮像エリア内における歪曲収差の最大値
とする。
［１０］
以下の条件を満足する
上記［９］に記載の撮像レンズ。
０．５５＜Ｌ_ｉｎｆ／Ｄ＜０．８０ ……（２）
ただし、
Ｌ_ｉｎｆ：無限遠合焦時における最も物体側のレンズ面から結像面までの光軸上の距離（ただし、前記後群レンズ系の最も像側のレンズ面から結像面までは空気換算長）
Ｄ：有効撮像エリアの対角長
とする。
［１１］
前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズとを含む
上記［９］または［１０］に記載の撮像レンズ。
［１２］
前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
以下の条件式を満足する
上記［９］ないし［１１］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
ｆ_ｒａ＜０ ……（３）
ただし、
ｆ_ｒａ：前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系における、２枚目以降の全てのレンズの合成焦点距離
とする。
［１３］
前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
以下の条件式を満足する
上記［９］ないし［１２］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
ｆ_ｒｂ＜０ ……（４）
ただし、
ｆ_ｒｂ：前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系における、像側から２枚のレンズの合成焦点距離
とする。
［１４］
前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
以下の条件式を満足する
上記［９］ないし［１３］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
ｆ_ｒｃ＜０ ……（５）
ただし、
ｆ_ｒｃ：前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系における、最も像側のレンズの焦点距離
とする。
［１５］
前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系が、少なくとも４枚のレンズで構成される
上記［９］ないし［１４］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
［１６］
撮像素子によって撮像された画像の歪曲収差を補正する演算器を備えた撮像装置に用いられる
上記［９］ないし［１５］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
［１７］
実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた
上記［９］ないし［１６］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。

本出願は、日本国特許庁において２０１３年１２月２６日に出願された日本特許出願番号第２０１３−２６８３９８号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。

当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (15)

1. 撮像レンズと、
   前記撮像レンズによって結像面に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、
   前記撮像素子によって撮像された画像の歪曲収差を補正する演算器と
   を備え、
   前記撮像レンズは、物体側より順に、
   正の屈折力を有する前群レンズ系と、
   負の屈折力を有し、最も像側のレンズ面が光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状となる後群レンズ系とから構成され、
   以下の条件式を満足する
   撮像装置。
   ５（％）＜ＯＤ_Ｍａｘ＜２０（％） ……（１）
   ただし、
   ＯＤ_Ｍａｘ：前記撮像レンズの撮像エリア内における歪曲収差の最大値
   とする。
2. 前記撮像レンズが以下の条件を満足する
   請求項１に記載の撮像装置。
   ０．５５＜Ｌ_ｉｎｆ／Ｄ＜０．８０ ……（２）
   ただし、
   Ｌ_ｉｎｆ：前記撮像レンズの無限遠合焦時における最も物体側のレンズ面から結像面までの光軸上の距離（ただし、前記後群レンズ系の最も像側のレンズ面から結像面までは空気換算長）
   Ｄ：有効撮像エリアの対角長
   とする。
3. 前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
   前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズとを含む
   請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
   前記撮像レンズが以下の条件式を満足する
   請求項１に記載の撮像装置。
   ｆ_ｒａ＜０ ……（３）
   ただし、
   ｆ_ｒａ：前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系における、２枚目以降の全てのレンズの合成焦点距離
   とする。
5. 前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
   前記撮像レンズが以下の条件式を満足する
   請求項１に記載の撮像装置。
   ｆ_ｒｂ＜０ ……（４）
   ただし、
   ｆ_ｒｂ：前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系における、像側から２枚のレンズの合成焦点距離
   とする。
6. 前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
   前記撮像レンズが以下の条件式を満足する
   請求項１に記載の撮像装置。
   ｆ_ｒｃ＜０ ……（５）
   ただし、
   ｆ_ｒｃ：前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系における、最も像側のレンズの焦点距離
   とする。
7. 前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系が、少なくとも４枚のレンズで構成される
   請求項１に記載の撮像装置。
8. 物体側より順に、
   正の屈折力を有する前群レンズ系と、
   負の屈折力を有し、最も像側のレンズ面が光軸近傍で像側に凹形状で、かつ周辺部で像側に凸形状となる後群レンズ系とから構成され、
   以下の条件式を満足する
   撮像レンズ。
   ５（％）＜ＯＤ_Ｍａｘ＜２０（％） ……（１）
   ただし、
   ＯＤ_Ｍａｘ：前記撮像レンズの撮像エリア内における歪曲収差の最大値
   とする。
9. 以下の条件を満足する
   請求項８に記載の撮像レンズ。
   ０．５５＜Ｌ_ｉｎｆ／Ｄ＜０．８０ ……（２）
   ただし、
   Ｌ_ｉｎｆ：無限遠合焦時における最も物体側のレンズ面から結像面までの光軸上の距離（ただし、前記後群レンズ系の最も像側のレンズ面から結像面までは空気換算長）
   Ｄ：有効撮像エリアの対角長
   とする。
10. 前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
    前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズとを含む
    請求項８に記載の撮像レンズ。
11. 前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
    以下の条件式を満足する
    請求項８に記載の撮像レンズ。
    ｆ_ｒａ＜０ ……（３）
    ただし、
    ｆ_ｒａ：前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系における、２枚目以降の全てのレンズの合成焦点距離
    とする。
12. 前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
    以下の条件式を満足する
    請求項８に記載の撮像レンズ。
    ｆ_ｒｂ＜０ ……（４）
    ただし、
    ｆ_ｒｂ：前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系における、像側から２枚のレンズの合成焦点距離
    とする。
13. 前記前群レンズ系および前記後群レンズ系はそれぞれ、１または複数のレンズを有し、
    以下の条件式を満足する
    請求項８に記載の撮像レンズ。
    ｆ_ｒｃ＜０ ……（５）
    ただし、
    ｆ_ｒｃ：前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系における、最も像側のレンズの焦点距離
    とする。
14. 前記前群レンズ系と前記後群レンズ系とを合わせた全体のレンズ系が、少なくとも４枚のレンズで構成される
    請求項８に記載の撮像レンズ。
15. 撮像素子によって撮像された画像の歪曲収差を補正する演算器を備えた撮像装置に用いられる
    請求項８に記載の撮像レンズ。

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