KR20140125795A - 촬상 렌즈 및 촬상 장치 - Google Patents

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KR20140125795A
KR20140125795A KR1020147023013A KR20147023013A KR20140125795A KR 20140125795 A KR20140125795 A KR 20140125795A KR 1020147023013 A KR1020147023013 A KR 1020147023013A KR 20147023013 A KR20147023013 A KR 20147023013A KR 20140125795 A KR20140125795 A KR 20140125795A
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lens
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side lens
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KR1020147023013A
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마사키 야마자키
다카시 스기야마
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히다치 막셀 가부시키가이샤
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Abstract

촬상 렌즈(10)는, 물체 측으로부터 상 측을 향해, 부의 파워의 제 1 렌즈(11), 부의 파워의 제 2 렌즈(12), 정의 파워의 제 3 렌즈(13), 및 정의 파워의 제 4 렌즈(14)를 구비한다. 제 4 렌즈(14)는, 부의 파워의 물체 측 렌즈(17)와 정의 파워의 상 측 렌즈(18)로 이루어지는 접합 렌즈이다. 물체 측 렌즈(17)와 상 측 렌즈(18)를 접착하는 수지 접착제층(B1)의 광축 상의 두께는 20㎛ 이상이고, 물체 측 렌즈(17)의 상 측 렌즈면(17b)의 새그량을 Sg1H, 상 측 렌즈(18)의 물체 측 렌즈면(18a)의 새그량을 Sg2H라고 했을 때에, 「Sg1H≤Sg2H」를 만족시킨다. 접합 렌즈를 구성하는 2장의 렌즈의 간격이 넓으므로 접합면에 손상을 발생시키지 않아, 접착 작업이 용이하다. 또, 미리 수지 접착제층(B1)의 두께를 고려한 설계를 할 수 있으므로, 제수차를 보정할 수 있다.

Description

촬상 렌즈 및 촬상 장치{IMAGING LENS AND IMAGING DEVICE}
본 발명은, 물체 측으로부터 순서대로 제 1 렌즈, 제 2 렌즈, 제 3 렌즈 및 제 4 렌즈를 구비하고, 제 4 렌즈가 접합 렌즈로 되어 있는 촬상 렌즈 및 당해 촬상 렌즈를 탑재하는 촬상 장치에 관한 것이다.
색수차 등의 제(諸)수차를 적은 장수의 렌즈로 보정하기 위해 접합 렌즈를 탑재하는 촬상 렌즈가 알려져 있다. 특허문헌 1에 기재된 촬상 렌즈는, 물체 측으로부터 상(像) 측을 향해 순서대로, 부(負)의 파워를 구비하는 제 1 렌즈, 부의 파워를 구비하는 제 2 렌즈, 정(正)의 파워를 구비하는 제 3 렌즈, 및 정의 파워를 구비하는 제 4 렌즈로 구성되어 있고, 제 4 렌즈가 접합 렌즈로 되어 있다. 동(同) 문헌에 있어서, 제 4 렌즈를 구성하는 2장의 렌즈의 접합면, 즉, 제 4 렌즈를 구성하는 물체 측 렌즈의 상 측 렌즈면과 상 측 렌즈의 물체 측 렌즈면은, 모두 비구면(非球面) 형상으로 되어 있다.
일본 공개특허 특개2006-284620호 공보
접합 렌즈는, 2장의 렌즈(물체 측 렌즈 및 상 측 렌즈)를 아크릴계의 수지 접착제에 의해 접합함으로써 구성된다. 또, 접합 렌즈에 있어서, 수지 접착제에 의해 2장의 렌즈의 사이에 형성되는 수지 접착제층은 최대한 얇게 형성하는 것이 요구되고 있고, 일반적으로 수지 접착제층의 두께 치수는 5∼10㎛로 되어 있다. 수지 접착제층이 두꺼워지면, 설계 시에 있어서의 촬상 렌즈의 광학 특성의 시뮬레이션과 비교하여, 탄젠셜(tangential)면에 있어서의 상면(像面) 만곡이 플러스 측으로 시프트된다는 폐해가 발생하기 때문이다.
여기서, 제수차를 더 양호하게 보정하기 위해, 접합면으로 되어 있는 물체 렌즈의 상 측 렌즈면 및 상 측 렌즈의 물체 측 렌즈면의 각각을 서로 다른 비구면 형상으로 하는 것이 고려된다. 그러나, 접합면의 형상을 서로 다르게 했을 때에 수지 접착제층을 얇게 하면, 접착 작업 중에 이들의 접합면을 서로 접촉시켜버려, 각 접합면에 손상을 발생시킬 위험성이 높아진다. 또, 수지 접착제층을 얇게 하기 위해 각 렌즈의 접합면의 간격을 좁게 하면, 이들 접합면의 사이에 수지 접착제가 돌아 들어가지 않고, 물체 측 렌즈와 상 측 렌즈의 사이에 기포가 잔류되어 버리는 경우가 있다.
이와 같은 점을 감안하여, 본 발명의 과제는, 제조가 용이한 접합 렌즈를 포함하는 4장의 렌즈로 이루어지는 고해상도의 촬상 렌즈를 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 촬상 렌즈는,
물체 측으로부터 상 측을 향해 순서대로, 부의 파워를 구비하는 제 1 렌즈, 부의 파워를 구비하는 제 2 렌즈, 정의 파워를 구비하는 제 3 렌즈, 및 정의 파워를 구비하는 제 4 렌즈로 이루어지고,
상기 제 4 렌즈는, 부의 파워를 구비하는 물체 측 렌즈와 정의 파워를 구비하는 상 측 렌즈로 이루어지는 접합 렌즈이고, 상기 물체 측 렌즈와 상기 상 측 렌즈를 접착하고 있는 수지 접착제층을 구비하며,
상기 물체 측 렌즈의 상 측 렌즈면 및 상기 상 측 렌즈의 물체 측 렌즈면은, 각각이 서로 다른 비구면 형상을 하고 있고,
광축 상에 있어서의 상기 접착제 수지층의 두께 치수를 D, 상기 광축과 직교하는 방향의 상기 물체 측 렌즈의 상 측 렌즈면의 유효 직경에서의 높이(H)에 있어서의 새그(sag)량을 Sg1H, 상기 높이(H)에 있어서의 상기 상 측 렌즈의 물체 측 렌즈면의 새그량을 Sg2H라고 했을 때에, 이하의 조건식 (1) 및 조건식 (2)를 만족시키는 것을 특징으로 한다.
20㎛≤D (1)
Sg1H≤Sg2H (2)
본 발명에 의하면, 접합 렌즈를 구성하는 2장의 렌즈의 접합면으로 되어 있는 물체 측 렌즈의 상 측 렌즈면 및 상 측 렌즈의 물체 측 렌즈면이 서로 다른 비구면 형상으로 되어 있다. 이 결과, 접합 렌즈를 이용하여 색수차 등의 제수차를 보정하는 것이 용이해지므로, 촬상 렌즈의 고해상도화를 도모할 수 있다. 또, 조건식 (1) 및 조건식 (2)를 만족시키므로, 서로 다른 비구면 형상으로 되어 있는 물체 측 렌즈의 상 측 렌즈면과 상 측 렌즈의 물체 측 렌즈면 사이의 접착제 수지층의 두께 치수, 즉, 접합 렌즈를 구성하는 2장의 렌즈의 접합면의 간격을 넓게 할 수 있다. 따라서, 2장의 렌즈를 접착하는 접착 작업 중에 접합면을 서로 접촉시켜버려, 각 접합면에 손상을 발생시키는 것을 방지 혹은 억제할 수 있다. 또, 접합면의 간격이 넓으므로, 접합면의 사이에 수지 접착제가 돌아 들어가기 쉬워, 2장의 렌즈의 사이에 기포가 잔류되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 접합 렌즈의 제조가 용이해진다. 또한, 접합 렌즈를 구성하는 물체 측 렌즈의 상 측 렌즈면 및 상 측 렌즈의 물체 측 렌즈면의 광축 상에 있어서의 간격을 미리 20㎛ 이상으로 하여 촬상 렌즈의 설계를 행할 수 있으므로, 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트를 고려한 설계를 행하는 것이 가능하고, 설계에 의해 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트를 억제할 수 있다. 또한, 새그량은 렌즈면과 광축의 교점을 포함하여 광축과 직교하는 평면을 기준면으로 했을 때에, 광축과 직교하는 방향의 유효 직경에서의 높이(H)에 있어서의 기준면으로부터 렌즈면까지의 광축 방향의 거리이다. 또한, 본 발명의 촬상 렌즈에서는, 가시광선을 이용한 촬영 시와 근적외선을 이용한 촬영 시에서 핀트 어긋남이 발생하는 것을 방지 혹은 억제할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 800㎚∼1100㎚의 대역의 광선 등 850㎚의 파장을 포함하는 근적외선을 이용한 촬영과 가시광선을 이용한 촬영을 행하는 촬상 장치 등에 탑재하는 것이 가능하다. 또한, 가시광선은, 파장이 400㎚ 이상 700㎚ 미만의 범위의 광선이다.
본 발명에 있어서, 이하의 조건식 (3)을 만족시키는 것이 바람직하다.
D≤100㎛ (3)
이와 같이 하면, 물체 측 렌즈와 상 측 렌즈의 간격이 넓어지는 것에 기인하는 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트를, 보정이 가능한 범위로 마칠 수 있다.
본 발명에 있어서, 렌즈계 전체의 초점 거리를 f, 상기 물체 측 렌즈의 상 측 렌즈면의 곡률 반경을 Rs라고 했을 때에, 이하의 조건식 (4)를 만족시키는 것이 바람직하다.
0.9≤Rs/f≤1.3 (4)
조건식 (4)의 하한값을 하회하면, 접합면의 곡률이 커지므로, 상 측 렌즈와의 접합이 용이하지 않게 되어 접합 렌즈를 접합하는 작업성이 저하된다. 조건식 (4)의 상한값을 상회하면, 색수차의 보정이 곤란해진다.
본 발명에 있어서, 렌즈계 전체의 초점 거리를 f, 상기 물체 측 렌즈의 초점 거리를 f41, 상기 상 측 렌즈의 초점 거리를 f42라고 했을 때에, 이하의 조건식 (5)를 만족시키는 것이 바람직하다.
-3.0≤(f41/f42)/f≤-1.5 (5)
조건식 (5)의 하한값을 하회하면, 축 상의 색수차와 배율 색수차의 균형을 잡는 것이 곤란해져서, 화상의 주변 부분의 해상도의 저하를 초래한다. 또, 조건식 (5)의 상한값을 상회하면 색수차의 보정이 곤란해진다. 여기서, 조건식 (5)의 상한값 및 하한값은, 850㎚의 파장을 포함하는 대역 근적외선을 촬상에 이용하는 경우에 있어서의 축 상의 색수차 및 배율 색수차까지 고려한 값이고, 가시광선을 이용하는 경우에는, 그 하한값은, -2.5로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 촬상 렌즈를 광각 렌즈로 하기 위해서는, 상기 제 1 렌즈는, 물체 측 렌즈면에 볼록 형상을 구비하는 메니스커스 렌즈이고, 상기 제 2 렌즈의 상 측 렌즈면은, 오목 형상을 구비하고 있으며, 상기 제 3 렌즈는, 물체 측 렌즈면이 볼록 형상을 구비하고 있고, 상기 제 3 렌즈의 물체 측 렌즈면의 곡률 반경을 R31, 상기 제 3 렌즈의 상 측 렌즈면의 곡률 반경을 R32라고 했을 때에, 이하의 조건식 (6)을 만족시키는 것이 바람직하다.
R31≤｜R32| (6)
이 경우에 있어서, 본 발명의 촬상 렌즈를, 반화각(半畵角)이 80°이상인 광각 렌즈로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 색수차를 양호하게 보정하기 위해서는, 상기 제 1 렌즈, 상기 제 2 렌즈, 및 상기 상 측 렌즈는, 아베수가 40 이상이고, 상기 제 3 렌즈 및 상기 물체 측 렌즈는, 아베수가 31 이하인 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 촬상 장치는, 상기의 촬상 렌즈와, 상기 촬상 렌즈의 초점 위치에 배치된 촬상 소자를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 촬상 렌즈의 고해상도화를 도모할 수 있으므로, 화소수가 많은 촬상 소자를 탑재함으로써, 촬상 장치를 고해상도화 할 수 있다.
또, 본 발명의 촬상 장치는, 상기의 촬상 렌즈와, 상기 촬상 렌즈의 초점 위치에 배치된 촬상 소자와, 850㎚의 파장을 포함하는 대역의 근적외선 및 가시광선을 투과하는 광학 필터를 갖고, 상기 광학 필터는, 상기 촬상 렌즈의 물체 측 혹은 상기 촬상 렌즈와 상기 촬상 소자의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 촬상 렌즈에 있어서, 가시광선을 이용한 촬영 시와 적외역의 소정 대역의 광선을 이용한 촬영 시에서 핀트 어긋남이 발생하는 것이 방지 혹은 억제되어 있다. 따라서, 촬상 렌즈를 이용하여 근적외선과 가시광선을 이용한 촬상을 행하는 촬상 장치를 구성하는 것이 용이하다.
본 발명에 의하면, 접합 렌즈를 구성하는 2장의 렌즈의 접합면이 서로 다른 비구면 형상으로 되어 있으므로, 접합 렌즈를 이용하여 색수차 등의 제수차를 보정하는 것이 용이해져서, 촬상 렌즈의 고해상도화를 도모할 수 있다. 또, 조건식 (1) 및 조건식 (2)를 만족시키므로, 2장의 렌즈를 접착하는 접착 작업 중에, 접합면을 서로 접촉시켜버려, 각 접합면에 손상을 발생시키는 것을 방지 혹은 억제할 수 있다. 또, 접합면의 사이에 수지 접착제가 돌아 들어가기 쉬워, 2장의 렌즈의 사이에 기포가 잔류되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 접합 렌즈의 제조가 용이해진다. 또한, 접합 렌즈를 구성하는 물체 측 렌즈의 상 측 렌즈면 및 상 측 렌즈의 물체 측 렌즈면의 광축 상에 있어서의 간격을 미리 20㎛ 이상으로 하여 촬상 렌즈의 설계를 행할 수 있으므로, 설계에 의해 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트를 억제할 수 있다. 또, 본 발명에 의하면, 가시광선을 이용한 촬영 시와 근적외선을 이용한 촬영 시에서 핀트 어긋남이 발생하는 것을 방지 혹은 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용한 실시예 1의 촬상 렌즈의 구성도이다.
도 2는 새그량의 설명도이다.
도 3a는 도 1의 촬상 렌즈의 세로 수차도이다.
도 3b는 도 1의 촬상 렌즈의 가로 수차도이다.
도 3c는 도 1의 촬상 렌즈의 상면 만곡도이다.
도 3d는 도 1의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도이다.
도 4는 도 1의 촬상 렌즈의 구면 수차도이다.
도 5는 본 발명을 적용한 실시예 2의 촬상 렌즈의 구성도이다.
도 6a는 도 5의 촬상 렌즈의 구면 차도이다.
도 6b는 도 5의 촬상 렌즈의 가로 수차도이다.
도 6c는 도 5의 촬상 렌즈의 상면 만곡도이다.
도 6d는 도 5의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도이다.
도 7은 도 5의 촬상 렌즈의 구면 수차도이다.
도 8은 본 발명을 적용한 실시예 3의 촬상 렌즈의 구성도이다.
도 9a는 도 8의 촬상 렌즈의 구면 차도이다.
도 9b는 도 8의 촬상 렌즈의 가로 수차도이다.
도 9c는 도 8의 촬상 렌즈의 상면 만곡도이다.
도 9d는 도 8의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도이다.
도 10은 도 8의 촬상 렌즈의 구면 수차도이다.
도 11은 본 발명을 적용한 실시예 4의 촬상 렌즈의 구성도이다.
도 12a는 도 11의 촬상 렌즈의 구면 차도이다.
도 12b는 도 11의 촬상 렌즈의 가로 수차도이다.
도 12c는 도 11의 촬상 렌즈의 상면 만곡도이다.
도 12d는 도 11의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도이다.
도 13은 도 11의 촬상 렌즈의 구면 수차도이다.
도 14는 본 발명을 적용한 실시예 5의 촬상 렌즈의 구성도이다.
도 15a는 도 14의 촬상 렌즈의 구면 차도이다.
도 15b는 도 14의 촬상 렌즈의 가로 수차도이다.
도 15c는 도 14의 촬상 렌즈의 상면 만곡도이다.
도 15d는 도 14의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도이다.
도 16은 도 14의 촬상 렌즈의 구면 수차도이다.
도 17은 촬상 렌즈를 탑재하는 촬상 장치의 설명도이다.
도 18은 참고예 1의 촬상 렌즈의 구성도이다.
도 19a는 도 18의 촬상 렌즈의 구면 차도이다.
도 19b는 도 18의 촬상 렌즈의 가로 수차도이다.
도 19c는 도 18의 촬상 렌즈의 상면 만곡도이다.
도 19d는 도 18의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도이다.
도 20은 참고예 2의 촬상 렌즈의 구성도이다.
도 21a는 도 20의 촬상 렌즈의 구면 차도이다.
도 21b는 도 20의 촬상 렌즈의 가로 수차도이다.
도 21c는 도 20의 촬상 렌즈의 상면 만곡도이다.
도 21d는 도 20의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도이다.
도 22는 참고예 3의 촬상 렌즈의 구성도이다.
도 23a는 도 22의 촬상 렌즈의 구면 차도이다.
도 23b는 도 22의 촬상 렌즈의 가로 수차도이다.
도 23c는 도 22의 촬상 렌즈의 상면 만곡도이다.
도 23d는 도 22의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도이다.
이하에 도면을 참조하여, 본 발명을 적용한 촬상 렌즈를 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 실시예 1의 촬상 렌즈의 구성도(광선도)이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(10)는, 물체 측으로부터 상 측을 향해 순서대로, 부의 파워를 구비하는 제 1 렌즈(11), 부의 파워를 구비하는 제 2 렌즈(12), 정의 파워를 구비하는 제 3 렌즈(13), 및 정의 파워를 구비하는 제 4 렌즈(14)로 이루어진다. 제 3 렌즈(13)와 제 4 렌즈(14)의 사이에는 조리개(15)가 배치되어 있고, 제 4 렌즈(14)의 상 측에는 판유리(16)가 배치되어 있다. 결상면(I1)은 판유리(16)로부터 떨어진 위치에 있다. 제 4 렌즈(14)는, 부의 파워를 구비하는 물체 측 렌즈(17)와 정의 파워를 구비하는 상 측 렌즈(18)로 이루어지는 접합 렌즈이다. 물체 측 렌즈(17)와 상 측 렌즈(18)는 수지 접착제에 의해 접착되어 있고, 물체 측 렌즈(17)와 상 측 렌즈(18)의 사이에는 수지 접착제층(B1)이 형성되어 있다.
제 1 렌즈(11)는, 물체 측 렌즈면(11a)이 물체 측을 향해 돌출되는 메니스커스 렌즈이다. 제 1 렌즈(11)의 물체 측 렌즈면(11a) 및 상 측 렌즈면(11b)은, 각각이 정의 곡률을 구비하고 있다.
제 2 렌즈(12)는, 물체 측 렌즈면(12a)이 부의 곡률을 구비하고, 상 측 렌즈면(12b)이 정의 곡률을 구비하고 있다. 따라서, 물체 측 렌즈면(12a)은 광축(L1)을 향해 상 측으로 우묵한 오목 형상의 곡면 부분을 구비하고 있고, 상 측 렌즈면(12b)은 광축(L1)을 향해 물체 측으로 우묵한 오목 형상의 곡면 부분을 구비하고 있다. 물체 측 렌즈면(12a) 및 상 측 렌즈면(12b)은 비구면 형상으로 되어 있다.
제 3 렌즈(13)는, 물체 측 렌즈면(13a)이 정의 곡률을 구비하고, 상 측 렌즈면(13b)이 부의 곡률을 구비하고 있다. 따라서, 물체 측 렌즈면(13a)은 광축(L1)을 향해 물체 측으로 돌출되는 볼록 형상의 곡면 부분을 구비하고 있고, 상 측 렌즈면(13b)은 광축(L1)을 향해 상 측으로 돌출되는 볼록 형상의 곡면 부분을 구비하고 있다. 제 3 렌즈(13)의 물체 측 렌즈면(13a) 및 상 측 렌즈면(13b)은 비구면 형상으로 되어 있다.
제 4 렌즈(14)의 물체 측 렌즈(17)는, 물체 측 렌즈면(17a)이 정의 곡률을 구비하고, 상 측 렌즈면(17b)이 정의 곡률을 구비하고 있다. 따라서, 물체 측 렌즈면(17a)은 광축(L1)을 향해 물체 측으로 돌출되는 볼록 형상의 곡면 부분을 구비하고 있고, 상 측 렌즈면(17b)은 광축(L1)을 향해 물체 측으로 우묵한 오목 형상의 곡면 부분을 구비하고 있다. 물체 측 렌즈(17)의 물체 측 렌즈면(17a) 및 상 측 렌즈면(17b)은 비구면 형상으로 되어 있다.
제 4 렌즈(14)의 상 측 렌즈(18)는, 물체 측 렌즈면(18a)이 정의 곡률을 구비하고, 상 측 렌즈면(18b)이 부의 곡률을 구비하고 있다. 따라서, 물체 측 렌즈면(18a)은 광축(L1)을 향해 물체 측으로 돌출되는 볼록 형상의 곡면 부분을 구비하고 있고, 상 측 렌즈면(18b)은 광축(L1)을 향해 상 측으로 돌출되는 볼록 형상의 곡면 부분을 구비하고 있다. 상 측 렌즈(18)의 물체 측 렌즈면(18a) 및 상 측 렌즈면(18b)은 비구면 형상으로 되어 있다.
여기서, 물체 측 렌즈(17)와 상 측 렌즈(18)의 접합면으로 되어 있는 물체 측 렌즈(17)의 상 측 렌즈면(17b)과 상 측 렌즈(18)의 물체 측 렌즈면(18a)은, 서로 다른 비구면 형상을 하고 있다. 또, 광축(L1) 상에 있어서의 수지 접착제층(B1)의 두께 치수를 D, 광축(L1)과 직교하는 방향의 물체 측 렌즈(17)의 상 측 렌즈면(17b)의 유효 직경에서의 높이(H)에 있어서의 물체 측 렌즈(17)의 상 측 렌즈면(17b)의 새그량을 Sg1H, 높이(H)에 있어서의 상 측 렌즈(18)의 물체 측 렌즈면(18a)의 새그량을 Sg2H라고 했을 때에, 본 예의 촬상 렌즈(10)는, 이하의 조건식 (1) 및 조건식 (2)를 만족시킨다. 또한, 새그량은 렌즈면과 광축(L1)의 교점을 포함하여 광축(L1)과 직교하는 평면을 기준면으로 했을 때에, 광축(L1)과 직교하는 방향의 물체 측 렌즈(17)의 상 측 렌즈면(17b)의 유효 직경에서의 높이(H)에 있어서의 기준면으로부터 렌즈면까지의 광축(L1) 방향의 거리이다. 도 2는 새그량의 설명도이고, S1은 물체 측 렌즈(17)의 상 측 렌즈면(17b)에 대한 기준면을 나타내며, S2는 상 측 렌즈(18)의 물체 측 렌즈면(18a)에 대한 기준면을 나타낸다.
20㎛≤D (1)
Sg1H≤Sg2H (2)
조건식 (1) 및 조건식 (2)는, 서로 다른 비구면 형상으로 되어 있는 물체 측 렌즈(17)의 상 측 렌즈면(17b)과 상 측 렌즈(18)의 물체 측 렌즈면(18a) 사이의 수지 접착제층(B1)의 두께 치수, 즉, 접합 렌즈를 구성하는 2장의 렌즈의 접합면으로 되어 있는 물체 측 렌즈(17)의 상 측 렌즈면(17b)과 상 측 렌즈(18)의 물체 측 렌즈면(18a)의 간격을 규정하는 것이다.
본 예의 촬상 렌즈(10)는 조건식 (1) 및 조건식 (2)를 만족시키므로, 물체 측 렌즈(17)의 상 측 렌즈면(17b)과 상 측 렌즈(18)의 물체 측 렌즈면(18a)의 간격을 넓게 할 수 있다. 따라서, 물체 측 렌즈(17)와 상 측 렌즈(18)를 접착하는 접착 작업 중에, 물체 측 렌즈(17)의 상 측 렌즈면(17b)과 상 측 렌즈(18)의 물체 측 렌즈면(18a)을 서로 접촉시켜버려, 각 렌즈면에 손상을 발생시키는 것을 방지 혹은 억제할 수 있다. 또, 물체 측 렌즈(17)의 상 측 렌즈면(17b)과 상 측 렌즈(18)의 물체 측 렌즈면(18a)의 간격이 넓으므로, 이들 렌즈면의 사이에 수지 접착제가 돌아 들어가기 쉬워, 2장의 렌즈의 사이에 기포가 잔류되는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 예의 촬상 렌즈(10)는, 이하의 조건식 (3)을 만족시킨다.
D≤100㎛ (3)
조건식 (3)은, 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트의 증대를 억제하기 위한 것이다. 조건식 (3)의 상한값을 넘으면 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트가 커져서, 보정이 곤란해진다. 본 예에서는, D=20㎛이므로, 설계에 의해 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트를 보정하는 것이 가능하다.
또한, 물체 측 렌즈(17)의 상 측 렌즈면(17b)의 곡률 반경을 Rs, 렌즈계 전체의 초점 거리를 f라고 했을 때에, 본 예의 촬상 렌즈(10)는, 이하의 조건식 (4)를 만족시킨다.
0.9≤Rs/f≤1.3 (4)
조건식 (4)의 하한값을 하회하면, 물체 측 렌즈(17)의 상 측 렌즈면(17b)의 곡률이 커지므로, 상 측 렌즈(18)와의 접합이 용이하지 않게 되어, 접합 렌즈를 접합하는 작업성이 저하된다. 한편, 조건식 (4)의 상한값을 상회하면, 색수차의 보정이 곤란해진다. 본 예에서는, Rs/f=1.077이므로, 접합 렌즈의 접합이 용이하고, 색수차가 양호하게 보정된다.
또, 렌즈계 전체의 초점 거리를 f, 물체 측 렌즈(17)의 초점 거리를 f41, 상 측 렌즈(18)의 초점 거리를 f42라고 했을 때에, 본 예의 촬상 렌즈(10)는, 이하의 조건식 (5)를 만족시킨다.
-3.0≤(f41/f42)/f≤-1.5 (5)
조건식 (5)의 하한값을 하회하면, 축 상의 색수차와 배율 색수차의 균형을 잡는 것이 곤란해져서, 화상의 주변 부분의 해상도의 저하를 초래한다. 또, 조건식 (5)의 상한값을 상회하면 색수차의 보정이 곤란해진다. 본 예에서는 (f41/f42) /f=-1.54이므로, 해상도의 저하를 억제할 수 있음과 함께, 색수차를 양호하게 보정할 수 있다.
여기서, 본 예의 촬상 렌즈(10)는, 제 3 렌즈(13)의 물체 측 렌즈면(13a)의 곡률 반경을 R31, 제 3 렌즈(13)의 상 측 렌즈면(13b)의 곡률 반경을 R32라고 했을 때에, R31=3.573이고, R32=-5.766이며, 이하의 조건식 (6)을 만족시키고 있다.
R31≤｜R32| (6)
또, 본 예의 촬상 렌즈(10)는, 제 1 렌즈(11), 제 2 렌즈(12), 및 상 측 렌즈(18)의 아베수를 40 이상으로 하고, 제 3 렌즈(13) 및 물체 측 렌즈(17)의 아베수를 31 이하로 하며, 이에 따라, 색수차를 보정하고 있다.
본 예의 촬상 렌즈(10)의 F 넘버를 Fno., 반화각을 ω, 및 렌즈계의 전체 길이를 L이라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
Fno.=2.0
ω=99.4°
L=16.089㎜
또, 렌즈계 전체의 초점 거리를 f, 제 1 렌즈(11)의 초점 거리를 f1, 제 2 렌즈(12)의 초점 거리를 f2, 제 3 렌즈(13)의 초점 거리를 f3, 제 4 렌즈(14)의 초점 거리를 f4, 물체 측 렌즈(17)의 초점 거리를 f41, 상 측 렌즈(18)의 초점 거리를 f42라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
f=1.155㎜
f1=-8.193㎜
f2=-2.685㎜
f3=4.126㎜
f4=3.275㎜
f41=-3.351㎜
f42=1.885㎜
다음으로, 표 1a는 촬상 렌즈(10)의 각 렌즈면의 렌즈 데이터를 나타낸다. 표 1a에서는 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다. 별표가 붙여진 렌즈면은 비구면이다. 7면은 조리개(15)이고, 12면 및 13면은 판유리(16)의 물체 측 유리면 및 상 측 유리면이다. 곡률 반경 및 간격의 단위는 밀리미터이다. 또한, 10면의 Nd(굴절률) 및의 νd(아베수)의 값은, 수지 접착제층(B1)의 값을 나타내고 있다.
[표 1a]
Figure pct00001
다음으로, 표 1b는 비구면으로 된 렌즈면의 비구면 형상을 규정하기 위한 비구면 계수를 나타낸다. 표 1b에 있어서도 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다.
[표 1b]
Figure pct00002
또한, 렌즈면에 채용하는 비구면 형상은, Y를 새그량, c를 곡률 반경의 역수, K를 원추 계수, h를 광선 높이, 4차, 6차, 8차, 10차, 12차, 14차, 16차의 비구면 계수를 각각 A4, A6, A8, A10, A12, A14, A16으로 했을 때에, 다음 식에 의해 나타내어진다.
Figure pct00003
(작용 효과)
도 3a∼도 3d는 촬상 렌즈(10)의 세로 수차도, 가로 수차도, 상면 만곡도, 왜곡 수차도이다. 도 3a의 세로 수차도에서는 가로축은 광선이 광축(L1)과 교차하는 위치를 나타내고, 세로축은 동공 직경에서의 높이를 나타낸다. 도 3b의 가로 수차도에서는 가로축은 입사 동공 좌표를 나타내고, 세로축은 수차량을 나타낸다. 도 3a, 도 3b에서는, 파장이 다른 복수의 광선에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내 있다. 도 3c의 상면 만곡도에서는 가로축은 광축(L1) 방향의 거리를 나타내고, 세로축은 상의 높이를 나타낸다. 도 3c에 있어서, S는 새지털(sagittal)면에 있어서의 상면 만곡 수차를 나타내고, T는 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡 수차를 나타낸다. 도 3d의 왜곡 수차도에서는 가로축은 상의 왜곡량을 나타내고, 세로축은 상의 높이를 나타낸다.
도 3a에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(10)에 의하면, 축 상의 색수차가 양호하게 보정되어 있다. 또, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 색의 번짐이 억제되어 있다. 또, 도 3a, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 축 상의 색수차와 배율 색수차의 쌍방이 주변 부분에 있어서도 균형적으로 보정되어 있다. 또한, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(10)에 의하면, 상면 만곡이 양호하게 보정되어 있다. 따라서, 촬상 렌즈(10)가 고해상도가 된다.
여기서, 본 예에서는, 물체 측 렌즈(17)의 상 측 렌즈면(17b) 및 상 측 렌즈(18)의 물체 측 렌즈면(18a)의 광축(L1) 상에 있어서의 간격을 미리 20㎛ 이상으로 하여 촬상 렌즈(10)를 설계하고 있다. 따라서, 설계 시에 있어서, 수지 접착제층(B1)이 두꺼워짐으로써 발생하는 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트를 고려할 수 있다. 따라서, 본 예의 촬상 렌즈(10)에 의하면, 도 3c에 나타내어지는 바와 같이, 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트가 억제되어 있다.
다음으로, 도 4는 촬상 렌즈(10)의 구면 수차도이고, 실선은 파장 588㎚의 광선(가시광선)에 대한 구면 수차를 나타낸다. 점선은 파장 850㎚의 광선(근적외선)에 대한 구면 수차를 나타낸다. 구면 수차도의 가로축은 광선이 광축과 교차하는 위치이고, 세로축은 동공 직경에서의 높이이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 촬상 렌즈(10)에서는, 파장 850㎚의 광선에 대한 구면 수차가 보정되어 있고, 가시광선 하의 촬영 시와 근적외선 하의 촬상 시에서 핀트 맞춤을 행할 필요가 없다. 즉, 본 예의 촬상 렌즈(10)에서는, 가시광선을 이용한 촬영 시와 근적외선을 이용한 촬영 시에서 핀트 어긋남이 발생하는 것이 억제된다. 또한, 제 4 렌즈(14)를 접합 렌즈가 아닌 1장의 렌즈로 구성한 경우에는, 파장 588㎚의 광선(가시광선)에 대한 구면 수차와, 파장 850㎚의 광선(근적외선)에 대한 구면 수차의 쌍방을 균형적으로 보정하여, 가시광선을 이용한 촬영 시와 근적외선을 이용한 촬영 시에서 핀트 어긋남이 발생하지 않도록 하는 것은 곤란하다.
(실시예 2)
도 5는 실시예 2의 촬상 렌즈의 구성도(광선도)이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(20)는, 물체 측으로부터 상 측을 향해 순서대로, 부의 파워를 구비하는 제 1 렌즈(21), 부의 파워를 구비하는 제 2 렌즈(22), 정의 파워를 구비하는 제 3 렌즈(23), 및 정의 파워를 구비하는 제 4 렌즈(24)로 이루어진다. 제 3 렌즈(23)와 제 4 렌즈(24)의 사이에는 조리개(25)가 배치되어 있고, 제 4 렌즈(24)의 상 측에는 판유리(26)가 배치되어 있다. 결상면(I2)은 판유리(26)로부터 떨어진 위치에 있다. 제 4 렌즈(24)는, 부의 파워를 구비하는 물체 측 렌즈(27)와 정의 파워를 구비하는 상 측 렌즈(28)로 이루어지는 접합 렌즈이다. 물체 측 렌즈(27)와 상 측 렌즈(28)는 수지 접착제에 의해 접착되어 있고, 물체 측 렌즈(27)와 상 측 렌즈(28)의 사이에는 수지 접착제층(B2)이 형성되어 있다. 본 예의 촬상 렌즈(20)를 구성하는 각 렌즈의 형상은, 실시예 1의 촬상 렌즈(10)의 대응하는 각 렌즈의 형상과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
본 예의 촬상 렌즈(20)의 F 넘버를 Fno., 반화각을 ω, 및 렌즈계의 전체 길이를 L이라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
Fno.=2.0
ω=97.6°
L=15.598㎜
또, 렌즈계 전체의 초점 거리를 f, 제 1 렌즈(21)의 초점 거리를 f1, 제 2 렌즈(22)의 초점 거리를 f2, 제 3 렌즈(23)의 초점 거리를 f3, 제 4 렌즈(24)의 초점 거리를 f4, 물체 측 렌즈(27)의 초점 거리를 f41, 상 측 렌즈(28)의 초점 거리를 f42라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
f=1.141㎜
f1=-8.378㎜
f2=-2.600㎜
f3=4.060㎜
f4=3.199㎜
f41=-3.520㎜
f42=1.829㎜
또, 본 예의 촬상 렌즈(20)는, 광축(L2) 상에 있어서의 수지 접착제층(B2)의 두께 치수를 D, 광축(L2)과 직교하는 방향의 물체 측 렌즈(27)의 상 측 렌즈면(27b)의 유효 직경에서의 높이(H)에 있어서의 물체 측 렌즈(27)의 상 측 렌즈면(27b)의 새그량을 Sg1H, 높이(H)에 있어서의 상 측 렌즈(28)의 물체 측 렌즈면(28a)의 새그량을 Sg2H, 물체 측 렌즈(27)의 상 측 렌즈면(27b)의 곡률 반경을 Rs, 제 3 렌즈(23)의 물체 측 렌즈면(23a)의 곡률 반경을 R31, 제 3 렌즈(23)의 상 측 렌즈면(23b)의 곡률 반경을 R32라고 했을 때에, 실시예 1의 설명에 있어서 나타낸 조건식 (1)∼(6)을 만족시키고 있고, 조건식 (1), (3)∼(6)의 각각의 값은, 이하와 같다.
20㎛≤D=20㎛ (1)
Sg1H≤Sg2H (2)
D=20㎛≤100㎛ (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)
또한, 본 예의 촬상 렌즈(20)는, 제 1 렌즈(21), 제 2 렌즈(22), 및 상 측 렌즈(28)의 아베수를 40 이상으로 하고, 제 3 렌즈(23) 및 물체 측 렌즈(27)의 아베수를 31 이하로 하며, 이에 따라, 색수차를 보정하고 있다.
다음으로, 표 2a는 촬상 렌즈(20)의 각 렌즈면의 렌즈 데이터를 나타낸다. 표 2a에서는 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다. 별표가 붙여진 렌즈면은 비구면이다. 7면은 조리개(25)이고, 12면 및 13면은 판유리(26)의 물체 측 유리면 및 상 측 유리면이다. 곡률 반경 및 간격의 단위는 밀리미터이다. 또한, 제10면의 Nd(굴절률) 및의 νd(아베수)의 값은, 수지 접착제층(B2)의 값을 나타내고 있다.
[표 2a]
Figure pct00004
다음으로, 표 2b는 비구면으로 된 렌즈면의 비구면 형상을 규정하기 위한 비구면 계수를 나타낸다. 표 2b에 있어서도 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다.
[표 2b]
Figure pct00005
(작용 효과)
도 6a∼도 6d는 촬상 렌즈(20)의 세로 수차도, 가로 수차도, 상면 만곡도, 왜곡 수차도이다. 도 6a에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(20)에 의하면, 축 상의 색수차가 양호하게 보정되어 있다. 또, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 색의 번짐이 억제되어 있다. 또, 도 6a, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 축 상의 색수차와 배율 색수차의 쌍방이 주변 부분에 있어서도 균형적으로 보정되어 있다. 또한, 도 6c에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(20)에 의하면, 상면 만곡이 양호하게 보정되어 있다. 따라서, 촬상 렌즈(20)가 고해상도가 된다.
또, 본 예에서는, 물체 측 렌즈(27)의 상 측 렌즈면(27b) 및 상 측 렌즈(28)의 물체 측 렌즈면(28a)의 광축(L2) 상에 있어서의 간격을 미리 20㎛ 이상으로 하여 촬상 렌즈(20)를 설계하고 있다. 따라서, 설계 시에 있어서, 수지 접착제층(B2)이 두꺼워짐으로써 발생하는 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트를 고려할 수 있다. 따라서, 본 예의 촬상 렌즈(20)에 의하면, 도 6c에 나타내어지는 바와 같이, 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트가 억제되어 있다.
다음으로, 도 7은 촬상 렌즈(20)의 구면 수차도이고, 실선은 파장 588㎚의 광선(가시광선)에 대한 구면 수차를 나타낸다. 점선은 파장 850㎚의 광선(근적외선)에 대한 구면 수차를 나타낸다. 가로축은 광선이 광축과 교차하는 위치이고, 세로축은 광선이 광학계에 입사하는 높이이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 촬상 렌즈(20)에서는, 파장 850㎚의 광선에 대한 구면 수차가 보정되어 있고, 가시광선 하의 촬영 시와 근적외선 하의 촬상 시에서 핀트 맞춤을 행할 필요가 없다. 즉, 본 예의 촬상 렌즈(20)에서는, 즉, 본 예의 촬상 렌즈(20)에서는, 가시광선을 이용한 촬영 시와 근적외선을 이용한 촬영 시에서 핀트 어긋남이 발생하는 것이 억제된다.
(실시예 3)
도 8은 실시예 3의 촬상 렌즈의 구성도(광선도)이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(30)는, 물체 측으로부터 상 측을 향해 순서대로, 부의 파워를 구비하는 제 1 렌즈(31), 부의 파워를 구비하는 제 2 렌즈(32), 정의 파워를 구비하는 제 3 렌즈(33), 및 정의 파워를 구비하는 제 4 렌즈(34)로 이루어진다. 제 3 렌즈(33)와 제 4 렌즈(34)의 사이에는 조리개(35)가 배치되어 있고, 제 4 렌즈(34)의 상 측에는 판유리(36)가 배치되어 있다. 결상면(I3)은 판유리(36)로부터 떨어진 위치에 있다. 제 4 렌즈(34)는, 부의 파워를 구비하는 물체 측 렌즈(37)와 정의 파워를 구비하는 상 측 렌즈(38)로 이루어지는 접합 렌즈이다. 물체 측 렌즈(37)와 상 측 렌즈(38)는 수지 접착제에 의해 접착되어 있고, 물체 측 렌즈(37)와 상 측 렌즈(38)의 사이에는 수지 접착제층(B3)이 형성되어 있다. 본 예의 촬상 렌즈(30)를 구성하는 각 렌즈의 형상은, 실시예 1의 촬상 렌즈(10)의 대응하는 각 렌즈의 형상과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
본 예의 촬상 렌즈(30)의 F 넘버를 Fno., 반화각을 ω, 및 렌즈계의 전체 길이를 L이라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
Fno.=2.0
ω=96.0°
L=12.637㎜
또, 렌즈계 전체의 초점 거리를 f, 제 1 렌즈(31)의 초점 거리를 f1, 제 2 렌즈(32)의 초점 거리를 f2, 제 3 렌즈(33)의 초점 거리를 f3, 제 4 렌즈(34)의 초점 거리를 f4, 물체 측 렌즈(37)의 초점 거리를 f41, 상 측 렌즈(48)의 초점 거리를 f42라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
f=0.847㎜
f1=-5.553㎜
f2=-1.712㎜
f3=2.742㎜
f4=2.317㎜
f41=-2.670㎜
f42=1.493㎜
또, 본 예의 촬상 렌즈(30)는, 광축(L3) 상에 있어서의 수지 접착제층(B3)의 두께 치수를 D, 광축(L3)과 직교하는 방향의 물체 측 렌즈(37)의 상 측 렌즈면(37b)의 유효 직경에서의 높이(H)에 있어서의 물체 측 렌즈(37)의 상 측 렌즈면(37b)의 새그량을 Sg1H, 높이(H)에 있어서의 상 측 렌즈(38)의 물체 측 렌즈면(38a)의 새그량을 Sg2H, 물체 측 렌즈(37)의 상 측 렌즈면(37b)의 곡률 반경을 Rs, 제 3 렌즈(33)의 물체 측 렌즈면(33a)의 곡률 반경을 R31, 제 3 렌즈(33)의 상 측 렌즈면(33b)의 곡률 반경을 R32라고 했을 때에, 실시예 1의 설명에 있어서 나타낸 조건식 (1)∼(6)을 만족시키고 있고, 조건식 (1), (3)∼(6)의 각각의 값은, 이하와 같다.
20㎛≤D=20㎛ (1)
Sg1H≤Sg2H (2)
D=20㎛≤100㎛ (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)
또한, 본 예의 촬상 렌즈(30)는, 제 1 렌즈(31), 제 2 렌즈(32), 및 상 측 렌즈(38)의 아베수를 40 이상으로 하고, 제 3 렌즈(33) 및 물체 측 렌즈(37)의 아베수를 31 이하로 하며, 이에 따라, 색수차를 보정하고 있다.
다음으로, 표 3a는 촬상 렌즈(30)의 각 렌즈면의 렌즈 데이터를 나타낸다. 표 3a에서는 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다. 별표가 붙여진 렌즈면은 비구면이다. 7면은 조리개(35)이고, 12면 및 13면은 판유리(36)의 물체 측 유리면 및 상 측 유리면이다. 곡률 반경 및 간격의 단위는 밀리미터이다. 또한, 제10면의 Nd(굴절률) 및의 νd(아베수)의 값은, 수지 접착제층(B3)의 값을 나타내고 있다.
[표 3a]
Figure pct00006
다음으로, 표 3b는 비구면으로 된 렌즈면의 비구면 형상을 규정하기 위한 비구면 계수를 나타낸다. 표 3b에 있어서도 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다.
[표 3b]
Figure pct00007
(작용 효과)
도 9a∼도 9d는 촬상 렌즈(30)의 세로 수차도, 가로 수차도, 상면 만곡도, 왜곡 수차도이다. 도 9a에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(30)에 의하면, 축 상의 색수차가 양호하게 보정되어 있다. 또, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 색의 번짐이 억제되어 있다. 또, 도 9a, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 축 상의 색수차와 배율 색수차의 쌍방이 주변 부분에 있어서도 균형적으로 보정되어 있다. 또한, 도 9c에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(30)에 의하면, 상면 만곡이 양호하게 보정되어 있다. 따라서, 촬상 렌즈(30)가 고해상도가 된다.
또, 본 예에서는, 물체 측 렌즈(37)의 상 측 렌즈면(37b) 및 상 측 렌즈(38)의 물체 측 렌즈면(38a)의 광축(L3) 상에 있어서의 간격을 미리 20㎛ 이상으로 하여 촬상 렌즈(30)를 설계하고 있다. 따라서, 설계 시에 있어서, 수지 접착제층(B3)이 두꺼워짐으로써 발생하는 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트를 고려할 수 있다. 따라서, 본 예의 촬상 렌즈(30)에 의하면, 도 9c에 나타내어지는 바와 같이, 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트가 억제되어 있다.
다음으로, 도 10은 촬상 렌즈(30)의 구면 수차도이고, 실선은 파장 588㎚의 광선(가시광선)에 대한 구면 수차를 나타낸다. 점선은 파장 850㎚의 광선(근적외선)에 대한 구면 수차를 나타낸다. 가로축은 광선이 광축과 교차하는 위치이고, 세로축은 광선이 광학계에 입사하는 높이이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 촬상 렌즈(30)에서는, 파장 850㎚의 광선에 대한 구면 수차가 보정되어 있고, 가시광선 하의 촬영 시와 근적외선 하의 촬상 시에서 핀트 맞춤을 행할 필요가 없다. 즉, 본 예의 촬상 렌즈(30)에서는, 가시광선을 이용한 촬영 시와 근적외선을 이용한 촬영 시에서 핀트 어긋남이 발생하는 것이 억제된다.
(실시예 4)
도 11은 실시예 4의 촬상 렌즈의 구성도(광선도)이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(40)는, 물체 측으로부터 상 측을 향해 순서대로, 부의 파워를 구비하는 제 1 렌즈(41), 부의 파워를 구비하는 제 2 렌즈(42), 정의 파워를 구비하는 제 3 렌즈(43), 및 정의 파워를 구비하는 제 4 렌즈(44)로 이루어진다. 제 3 렌즈(43)와 제 4 렌즈(44)의 사이에는 조리개(45)가 배치되어 있고, 제 4 렌즈(44)의 상 측에는 판유리(46)가 배치되어 있다. 결상면(I4)은 판유리(46)로부터 떨어진 위치에 있다. 제 4 렌즈(44)는, 부의 파워를 구비하는 물체 측 렌즈(47)와 정의 파워를 구비하는 상 측 렌즈(48)로 이루어지는 접합 렌즈이다. 물체 측 렌즈(47)와 상 측 렌즈(48)는 수지 접착제에 의해 접착되어 있고, 물체 측 렌즈(47)와 상 측 렌즈(48)의 사이에는 수지 접착제층(B4)이 형성되어 있다. 본 예의 촬상 렌즈(40)를 구성하는 각 렌즈의 형상은, 실시예 1의 촬상 렌즈(10)의 대응하는 각 렌즈의 형상과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
본 예의 촬상 렌즈(40)의 F 넘버를 Fno., 반화각을 ω, 및 렌즈계의 전체 길이를 L이라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
Fno.=2.0
ω=96.0°
L=13.514㎜
또, 렌즈계 전체의 초점 거리를 f, 제 1 렌즈(41)의 초점 거리를 f1, 제 2 렌즈(42)의 초점 거리를 f2, 제 3 렌즈(43)의 초점 거리를 f3, 제 4 렌즈(44)의 초점 거리를 f4, 물체 측 렌즈(47)의 초점 거리를 f41, 상 측 렌즈(48)의 초점 거리를 f42라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
f=0.994㎜
f1=-8.279㎜
f2=-1.785㎜
f3=2.929㎜
f4=2.394㎜
f41=-3.114㎜
f42=1.479㎜
또, 본 예의 촬상 렌즈(40)는, 광축(L4) 상에 있어서의 수지 접착제층(B4)의 두께 치수를 D, 광축(L4)과 직교하는 방향의 물체 측 렌즈(47)의 상 측 렌즈면(47b)의 유효 직경에서의 높이(H)에 있어서의 물체 측 렌즈(47)의 상 측 렌즈면(47b)의 새그량을 Sg1H, 높이(H)에 있어서의 상 측 렌즈(48)의 물체 측 렌즈면(48a)의 새그량을 Sg2H, 물체 측 렌즈(47)의 상 측 렌즈면(47b)의 곡률 반경을 Rs, 제 3 렌즈(43)의 물체 측 렌즈면(43a)의 곡률 반경을 R31, 제 3 렌즈(43)의 상 측 렌즈면(43b)의 곡률 반경을 R32라고 했을 때에, 실시예 1의 설명에 있어서 나타낸 조건식 (1)∼(6)을 만족시키고 있고, 조건식 (1), (3)∼(6)의 각각의 값은, 이하와 같다.
20㎛≤D=20㎛ (1)
Sg1H≤Sg2H (2)
D=20㎛≤100㎛ (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)
또한, 본 예의 촬상 렌즈(40)는, 제 1 렌즈(41), 제 2 렌즈(42), 및 상 측 렌즈(48)의 아베수를 40 이상으로 하고, 제 3 렌즈(43) 및 물체 측 렌즈(47)의 아베수를 31 이하로 하며, 이에 따라, 색수차를 보정하고 있다.
다음으로, 표 4a는 촬상 렌즈(40)의 각 렌즈면의 렌즈 데이터를 나타낸다. 표 4a에서는 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다. 별표가 붙여진 렌즈면은 비구면이다. 7면은 조리개(45)이고, 12면 및 13면은 판유리(46)의 물체 측 유리면 및 상 측 유리면이다. 곡률 반경 및 간격의 단위는 밀리미터이다. 또한, 제10면의 Nd(굴절률) 및의 νd(아베수)의 값은, 수지 접착제층(B4)의 값을 나타내고 있다.
[표 4a]
Figure pct00008
다음으로, 표 4b는 비구면으로 된 렌즈면의 비구면 형상을 규정하기 위한 비구면 계수를 나타낸다. 표 4b에 있어서도 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다.
[표 4b]
Figure pct00009
(작용 효과)
도 12a∼도 12d는 촬상 렌즈(40)의 세로 수차도, 가로 수차도, 상면 만곡도, 왜곡 수차도이다. 도 12a에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(40)에 의하면, 축 상의 색수차가 양호하게 보정되어 있다. 또, 도 12b에 나타내는 바와 같이, 색의 번짐이 억제되어 있다. 또, 도 12a, 도 12b에 나타내는 바와 같이, 축 상의 색수차와 배율 색수차의 쌍방이 주변 부분에 있어서도 균형적으로 보정되어 있다. 또한, 도 12c에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(40)에 의하면, 상면 만곡이 양호하게 보정되어 있다. 따라서, 촬상 렌즈(40)가 고해상도가 된다.
또, 본 예에서는, 물체 측 렌즈(47)의 상 측 렌즈면(47b) 및 상 측 렌즈(48)의 물체 측 렌즈면(48a)의 광축(L4) 상에 있어서의 간격을 미리 20㎛ 이상으로 하여 촬상 렌즈(40)를 설계하고 있다. 따라서, 설계 시에 있어서, 수지 접착제층(B4)이 두꺼워짐으로써 발생하는 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트를 고려할 수 있다. 따라서, 본 예의 촬상 렌즈(40)에 의하면, 도 12c에 나타내어지는 바와 같이, 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트가 억제되어 있다.
다음으로, 도 13은 촬상 렌즈(40)의 구면 수차도이고, 실선은 파장 588㎚의 광선(가시광선)에 대한 구면 수차를 나타낸다. 점선은 파장 850㎚의 광선(근적외선)에 대한 구면 수차를 나타낸다. 가로축은 광선이 광축과 교차하는 위치이고, 세로축은 광선이 광학계에 입사하는 높이이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 촬상 렌즈(40)에서는, 파장 850㎚의 광선에 대한 구면 수차가 보정되어 있고, 가시광선 하의 촬영 시와 근적외선 하의 촬상 시에서 핀트 맞춤을 행할 필요가 없다. 즉, 본 예의 촬상 렌즈(40)에서는, 가시광선을 이용한 촬영 시와 근적외선을 이용한 촬영 시에서 핀트 어긋남이 발생하는 것이 억제된다.
(실시예 5)
도 14는 실시예 5의 촬상 렌즈의 구성도(광선도)이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(50)는, 물체 측으로부터 상 측을 향해 순서대로, 부의 파워를 구비하는 제 1 렌즈(51), 부의 파워를 구비하는 제 2 렌즈(52), 정의 파워를 구비하는 제 3 렌즈(53), 및 정의 파워를 구비하는 제 4 렌즈(54)로 이루어진다. 제 3 렌즈(53)와 제 4 렌즈(54)의 사이에는 조리개(55)가 배치되어 있고, 제 4 렌즈(54)의 상 측에는 판유리(56)가 배치되어 있다. 결상면(I5)은 판유리(56)로부터 떨어진 위치에 있다. 제 4 렌즈(54)는, 부의 파워를 구비하는 물체 측 렌즈(57)와 정의 파워를 구비하는 상 측 렌즈(58)로 이루어지는 접합 렌즈이다. 물체 측 렌즈(57)와 상 측 렌즈(58)는 수지 접착제에 의해 접착되어 있고, 물체 측 렌즈(57)와 상 측 렌즈(58)의 사이에는 수지 접착제층(B5)이 형성되어 있다. 본 예의 촬상 렌즈(50)를 구성하는 각 렌즈의 형상은, 실시예 1의 촬상 렌즈(10)의 대응하는 각 렌즈의 형상과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
본 예의 촬상 렌즈(50)의 F 넘버를 Fno., 반화각을 ω, 및 렌즈계의 전체 길이를 L이라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
Fno.=2.0
ω=100.0°
L=19.664㎜
또, 렌즈계 전체의 초점 거리를 f, 제 1 렌즈(51)의 초점 거리를 f1, 제 2 렌즈(52)의 초점 거리를 f2, 제 3 렌즈(53)의 초점 거리를 f3, 제 4 렌즈(54)의 초점 거리를 f4, 물체 측 렌즈(57)의 초점 거리를 f41, 상 측 렌즈(58)의 초점 거리를 f42라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
f=1.248㎜
f1=-8.890㎜
f2=-2.602㎜
f3=4.265㎜
f4=3.481㎜
f41=-4.227㎜
f42=1.479㎜
또, 본 예의 촬상 렌즈(50)는, 광축(L5) 상에 있어서의 수지 접착제층(B5)의 두께 치수를 D, 광축(L5)과 직교하는 방향의 물체 측 렌즈(57)의 상 측 렌즈면(57b)의 유효 직경에서의 높이(H)에 있어서의 물체 측 렌즈(57)의 상 측 렌즈면(57b)의 새그량을 Sg1H, 높이(H)에 있어서의 상 측 렌즈(58)의 물체 측 렌즈면(58a)의 새그량을 Sg2H, 물체 측 렌즈(57)의 상 측 렌즈면(57b)의 곡률 반경을 Rs, 제 3 렌즈(53)의 물체 측 렌즈면(53a)의 곡률 반경을 R31, 제 3 렌즈(53)의 상 측 렌즈면(53b)의 곡률 반경을 R32라고 했을 때에, 실시예 1의 설명에 있어서 나타낸 조건식 (1)∼(6)을 만족시키고 있고, 조건식 (1), (3)∼(6)의 각각의 값은, 이하와 같다.
20㎛≤D=20㎛ (1)
Sg1H≤Sg2H (2)
D=20㎛≤100㎛ (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)
또한, 본 예의 촬상 렌즈(50)는, 제 1 렌즈(51), 제 2 렌즈(52), 및 상 측 렌즈(58)의 아베수를 40 이상으로 하고, 제 3 렌즈(53) 및 물체 측 렌즈(57)의 아베수를 31 이하로 하며, 이에 따라, 색수차를 보정하고 있다.
다음으로, 표 5a는 촬상 렌즈(50)의 각 렌즈면의 렌즈 데이터를 나타낸다. 표 5a에서는 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다. 별표가 붙여진 렌즈면은 비구면이다. 7면은 조리개(55)이고, 12면 및 13면은 판유리(56)의 물체 측 유리면 및 상 측 유리면이다. 곡률 반경 및 간격의 단위는 밀리미터이다. 또한, 제10면의 Nd(굴절률) 및의 νd(아베수)의 값은, 수지 접착제층(B5)의 값을 나타내고 있다.
[표 5a]
Figure pct00010
다음으로, 표 5b는 비구면으로 된 렌즈면의 비구면 형상을 규정하기 위한 비구면 계수를 나타낸다. 표 5b에 있어서도 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다.
[표 5b]
Figure pct00011
(작용 효과)
도 15a∼도 15d는 촬상 렌즈(50)의 세로 수차도, 가로 수차도, 상면 만곡도, 왜곡 수차도이다. 도 15a에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(50)에 의하면, 축 상의 색수차가 양호하게 보정되어 있다. 또, 도 15b에 나타내는 바와 같이, 색의 번짐이 억제되어 있다. 또, 도 15a, 도 15b에 나타내는 바와 같이, 축 상의 색수차와 배율 색수차의 쌍방이 주변 부분에 있어서도 균형적으로 보정되어 있다. 또한, 도 15c에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(50)에 의하면, 상면 만곡이 양호하게 보정되어 있다. 따라서, 촬상 렌즈(50)가 고해상도가 된다.
또, 본 예에서는, 물체 측 렌즈(57)의 상 측 렌즈면(57b) 및 상 측 렌즈(58)의 물체 측 렌즈면(58a)의 광축(L5) 상에 있어서의 간격을 미리 20㎛ 이상으로 하여 촬상 렌즈(50)를 설계하고 있다. 따라서, 설계 시에 있어서, 수지 접착제층(B5)이 두꺼워짐으로써 발생하는 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트를 고려할 수 있다. 따라서, 본 예의 촬상 렌즈(50)에 의하면, 도 15c에 나타내어지는 바와 같이, 탄젠셜면에 있어서의 상면 만곡의 플러스 측으로의 시프트가 억제되어 있다.
다음으로, 도 16은 촬상 렌즈(50)의 구면 수차도이고, 실선은 파장 588㎚의 광선(가시광선)에 대한 구면 수차를 나타낸다. 점선은 파장 850㎚의 광선(근적외선)에 대한 구면 수차를 나타낸다. 가로축은 광선이 광축과 교차하는 위치이고, 세로축은 광선이 광학계에 입사하는 높이이다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 촬상 렌즈(50)에서는, 파장 850㎚의 광선에 대한 구면 수차가 보정되어 있고, 가시광선 하의 촬영 시와 근적외선 하의 촬상 시에서 핀트 맞춤을 행할 필요가 없다. 즉, 본 예의 촬상 렌즈(50)에서는, 가시광선을 이용한 촬영 시와 근적외선을 이용한 촬영 시에서 핀트 어긋남이 발생하는 것이 억제된다.
(그 밖의 실시형태)
상기의 촬상 렌즈(10∼50)에서는 제 3 렌즈의 상 측 렌즈면(13b, 23b, 33b, 43b, 53b)이 부의 곡률을 구비하고 있고, 광축을 향해 상 측으로 돌출되는 볼록 형상의 곡면 부분을 구비하고 있지만, 이 상 측 렌즈면(13b, 23b, 33b, 43b, 53b)이 정의 곡률을 구비하며, 광축을 향해 물체 측으로 우묵한 오목 형상의 곡면 부분을 구비하도록 해도 된다. 이 경우에도, 조건식 (6)을 만족시킴으로써, 촬상 렌즈(10∼50)를 광각 렌즈로 하는 것이 용이해진다.
(촬상 장치)
도 17은 본 발명의 촬상 렌즈를 탑재하는 촬상 장치의 설명도이다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 촬상 장치(60)는 촬상 렌즈(10)의 결상면(I1)(초점 위치)에 센서면(61a)을 배치한 촬상 소자(61)를 구비하는 것이다. 촬상 소자(61)는, CCD 센서 혹은 CMOS 센서이다.
본 예에 의하면, 촬상 렌즈의 해상도가 높으므로, 촬상 소자(61)로서 화소수가 많은 촬상 소자를 채용함으로써, 촬상 장치(60)를 고해상도의 것으로 할 수 있다. 여기서, 촬상 장치(60)에는, 촬상 렌즈(20∼50)를 촬상 렌즈(10)와 동일하게 탑재할 수 있고, 이 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또, 도 17에 2점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 촬상 장치(60)에 있어서, 촬상 렌즈(10)와 촬상 소자(61)의 사이에 850㎚의 파장을 포함하는 대역의 근적외선 및 가시광선을 투과하여 촬상 렌즈(10)로 유도하는 광학 필터(62)를 배치함으로써, 근적외선 및 가시광선을 이용하는 촬상 장치로 할 수 있다. 즉, 촬상 렌즈(10)에서는, 가시광선을 이용한 촬영 시와 근적외선을 이용한 촬영 시에서 핀트 어긋남이 발생하는 것이 방지 혹은 억제되어 있다. 따라서, 촬상 장치(60)에 광학 필터(62)를 탑재하는 것만으로, 850㎚의 파장을 포함하는 근적외선, 예를 들면, 800㎚∼1100㎚의 대역의 광선을 이용한 촬상과, 가시광선, 즉, 파장이 400㎚∼700㎚인 광선을 이용한 촬영의 쌍방을 행하는 촬상 장치를 구성하는 것이 가능하다. 또, 촬상 렌즈(20∼50)에 있어서도, 가시광선을 이용한 촬영 시와 근적외선을 이용한 촬영 시에서 핀트 어긋남이 발생하는 것이 방지 혹은 억제되어 있다. 따라서, 촬상 렌즈(10)를 이용하는 경우와 동일하게, 촬상 장치(60)에 광학 필터(62)를 탑재하는 것만으로, 850㎚의 파장을 포함하는 근적외선을 이용한 촬상과 가시광선을 이용한 촬영의 쌍방을 행하는 촬상 장치를 구성하는 것이 가능하다. 또한, 광학 필터(62)는, 촬상 렌즈(10∼50)의 물체 측에 배치해도 된다.
(참고예 1)
이하에, 도 18∼도 23을 참조하여 참고예 1∼3의 촬상 렌즈를 설명한다. 참고예 1∼3의 촬상 렌즈는 실시예 1∼5와 동일한 구성을 구비하고 있지만, 접합 렌즈를 구성하고 있는 2장의 렌즈를 접착하고 있는 수지 접착제층의 광축 상의 두께 치수, 즉, 접합 렌즈를 구성하고 있는 2장의 렌즈의 광축 상의 간격이, 20㎛ 미만으로 되어 있다.
도 18은, 참고예 1의 촬상 렌즈의 구성도(광선도)이다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(70)는, 물체 측으로부터 상 측을 향해 순서대로, 부의 파워를 구비하는 제 1 렌즈(71), 부의 파워를 구비하는 제 2 렌즈(72), 정의 파워를 구비하는 제 3 렌즈(73), 및 정의 파워를 구비하는 제 4 렌즈(74)로 이루어진다. 제 3 렌즈(73)와 제 4 렌즈(74)의 사이에는 조리개(75)가 배치되어 있고, 제 4 렌즈(74)의 상 측에는 판유리(76)가 배치되어 있다. 결상면(I7)은 판유리(76)로부터 떨어진 위치에 있다. 제 4 렌즈(74)는, 부의 파워를 구비하는 물체 측 렌즈(77)와 정의 파워를 구비하는 상 측 렌즈(78)로 이루어지는 접합 렌즈이다. 접합 렌즈의 접합면으로 되어 있는 물체 측 렌즈(77)의 상 측 렌즈면(77b) 및 상 측 렌즈(78)의 물체 측 렌즈면(78a)은 동일 형상이다. 또, 물체 측 렌즈(77)와 상 측 렌즈(78)는 수지 접착제에 의해 접착되어 있지만, 물체 측 렌즈(77)와 상 측 렌즈(78) 사이의 갭은 실시적으로 제로이다.
본 예의 촬상 렌즈(70)의 F 넘버를 Fno., 반화각을 ω, 및 렌즈계의 전체 길이를 L이라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
Fno.=2.0
ω=88.6°
L=12.499㎜
또, 렌즈계 전체의 초점 거리를 f, 제 1 렌즈(71)의 초점 거리를 f1, 제 2 렌즈(72)의 초점 거리를 f2, 제 3 렌즈(73)의 초점 거리를 f3, 제 4 렌즈(74)의 초점 거리를 f4, 물체 측 렌즈(77)의 초점 거리를 f41, 상 측 렌즈(78)의 초점 거리를 f42라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
f=1.444㎜
f1=-6.918㎜
f2=-2.422㎜
f3=3.349㎜
f4=3.215㎜
f41=-3.243㎜
f42=1.752㎜
또, 본 예의 촬상 렌즈(70)는, 광축(L7)과 직교하는 방향의 물체 측 렌즈(77)의 상 측 렌즈면(77b)의 유효 직경에서의 높이(H)에 있어서의 물체 측 렌즈(77)의 상 측 렌즈면(77b)의 새그량을 Sg1H, 높이(H)에 있어서의 상 측 렌즈(78)의 물체 측 렌즈면(78a)의 새그량을 Sg2H, 물체 측 렌즈(77)의 상 측 렌즈면(77b)의 곡률 반경을 Rs, 제 3 렌즈(73)의 물체 측 렌즈면(73a)의 곡률 반경을 R31, 제 3 렌즈(73)의 상 측 렌즈면(73b)의 곡률 반경을 R32라고 했을 때에, 실시예 1의 설명에 있어서 나타낸 조건식 (2), 조건식 (5) 및 조건식 (6)을 만족시킨다. 조건식 (5) 및 조건식 (6)의 값은, 이하와 같다.
Sg1H≤Sg2H (2)
-3.0≤(f41/f42)/f=-1.28≤-1.5 (5)
R31=2.400≤｜R32|=|-8.121| (6)
또한, 본 예의 촬상 렌즈(70)는, 제 1 렌즈(71), 제 2 렌즈(72), 및 상 측 렌즈(78)의 아베수를 40 이상으로 하고, 제 3 렌즈(73) 및 물체 측 렌즈(77)의 아베수를 31 이하로 하며, 이에 따라, 색수차를 보정하고 있다.
또한, 촬상 렌즈(70)에 있어서, Rs/f=0.848이고, 조건식 (4)의 하한값을 하회하고 있다.
다음으로, 표 6a는 촬상 렌즈(70)의 각 렌즈면의 렌즈 데이터를 나타낸다. 표 6a에서는 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다. 별표가 붙여진 렌즈면은 비구면이다. 7면은 조리개(75)이고, 11면 및 12면은 판유리(76)의 물체 측 유리면 및 상 측 유리면이다. 곡률 반경 및 간격의 단위는 밀리미터이다.
[표 6a]
Figure pct00012
다음으로, 표 6b는 비구면으로 된 렌즈면의 비구면 형상을 규정하기 위한 비구면 계수를 나타낸다. 표 6b에 있어서도 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다.
[표 6b]
Figure pct00013
도 19a∼도 19d는 촬상 렌즈(70)의 세로 수차도, 가로 수차도, 상면 만곡도, 왜곡 수차도이다. 도 19a에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(70)에 의하면, 축 상의 색수차가 양호하게 보정되어 있다. 또, 도 19b에 나타내는 바와 같이, 색의 번짐이 억제되어 있다. 또, 도 19a, 도 19b에 나타내는 바와 같이, 축 상의 색수차와 배율 색수차의 쌍방이 주변 부분에 있어서도 균형적으로 보정되어 있다. 또한, 도 19c에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(70)에 의하면, 상면 만곡이 양호하게 보정되어 있다.
(참고예 2)
도 20은, 참고예 2의 촬상 렌즈의 구성도(광선도)이다. 도 20에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(80)는, 물체 측으로부터 상 측을 향해 순서대로, 부의 파워를 구비하는 제 1 렌즈(81), 부의 파워를 구비하는 제 2 렌즈(82), 정의 파워를 구비하는 제 3 렌즈(83), 및 정의 파워를 구비하는 제 4 렌즈(84)로 이루어진다. 제 3 렌즈(83)와 제 4 렌즈(84)의 사이에는 조리개(85)가 배치되어 있고, 제 4 렌즈(84)의 상 측에는 판유리(86)가 배치되어 있다. 결상면(I8)은 판유리(86)로부터 떨어진 위치에 있다. 제 4 렌즈(84)는, 부의 파워를 구비하는 물체 측 렌즈(87)와 정의 파워를 구비하는 상 측 렌즈(88)로 이루어지는 접합 렌즈이다. 접합 렌즈의 접합면으로 되어 있는 물체 측 렌즈(87)의 상 측 렌즈면(87b) 및 상 측 렌즈(88)의 물체 측 렌즈면(88a)은 동일 형상이다. 또, 물체 측 렌즈(87)와 상 측 렌즈(88)는 수지 접착제에 의해 접착되어 있지만, 물체 측 렌즈(87)와 상 측 렌즈(88) 사이의 갭은 실시적으로 제로이다.
본 예의 촬상 렌즈(80)의 F 넘버를 Fno., 반화각을 ω, 및 렌즈계의 전체 길이를 L이라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
Fno.=2.0
ω=100.8°
L=13.301㎜
또, 렌즈계 전체의 초점 거리를 f, 제 1 렌즈(81)의 초점 거리를 f1, 제 2 렌즈(82)의 초점 거리를 f2, 제 3 렌즈(83)의 초점 거리를 f3, 제 4 렌즈(84)의 초점 거리를 f4, 물체 측 렌즈(87)의 초점 거리를 f41, 상 측 렌즈(88)의 초점 거리를 f42라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
f=1.187㎜
f1=-6.813㎜
f2=-2.080㎜
f3=3.061㎜
f4=3.238㎜
f41=-2.699㎜
f42=1.743㎜
또, 본 예의 촬상 렌즈(80)는, 광축(L8)과 직교하는 방향의 물체 측 렌즈(87)의 상 측 렌즈면(87b)의 유효 직경에서의 높이(H)에 있어서의 물체 측 렌즈(87)의 상 측 렌즈면(87b)의 새그량을 Sg1H, 높이(H)에 있어서의 상 측 렌즈(88)의 물체 측 렌즈면(88a)의 새그량을 Sg2H, 물체 측 렌즈(87)의 상 측 렌즈면(87b)의 곡률 반경을 Rs, 제 3 렌즈(83)의 물체 측 렌즈면(83a)의 곡률 반경을 R31, 제 3 렌즈(83)의 상 측 렌즈면(83b)의 곡률 반경을 R32라고 했을 때에, 실시예 1의 설명에 있어서 나타낸 조건식 (2), 조건식 (4) 및 조건식 (6)을 만족시킨다. 조건식 (4) 및 조건식 (6)의 값은, 이하와 같다.
Sg1H≤Sg2H (2)
0.9≤Rs/f=1.016≤1.3 (4)
R31=2.437≤｜R32|=|-5.274| (6)
또한, 본 예의 촬상 렌즈(80)는, 제 1 렌즈(81), 제 2 렌즈(82), 및 상 측 렌즈(88)의 아베수를 40 이상으로 하고, 제 3 렌즈(83) 및 물체 측 렌즈(87)의 아베수를 31 이하로 하며, 이에 따라, 색수차를 보정하고 있다.
또한, 촬상 렌즈(80)는, (f41/f42)/f=-1.30이고, 조건식 (5)의 상한값을 상회하고 있다.
다음으로, 표 7a는 촬상 렌즈(80)의 각 렌즈면의 렌즈 데이터를 나타낸다. 표 7a에서는 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다. 별표가 붙여진 렌즈면은 비구면이다. 7면은 조리개(85)이고, 11면 및 12면은 판유리(86)의 물체 측 유리면 및 상 측 유리면이다. 곡률 반경 및 간격의 단위는 밀리미터이다.
[표 7a]
Figure pct00014
다음으로, 표 7b는 비구면으로 된 렌즈면의 비구면 형상을 규정하기 위한 비구면 계수를 나타낸다. 표 7b에 있어서도 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다.
[표 7b]
Figure pct00015
도 21a∼도 21d는 촬상 렌즈(80)의 세로 수차도, 가로 수차도, 상면 만곡도, 왜곡 수차도이다. 도 21a에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(80)에 의하면, 축 상의 색수차가 양호하게 보정되어 있다. 또, 도 21b에 나타내는 바와 같이, 색의 번짐이 억제되어 있다. 또, 도 21a, 도 21b에 나타내는 바와 같이, 축 상의 색수차와 배율 색수차의 쌍방이 주변 부분에 있어서도 균형적으로 보정되어 있다. 또한, 도 21c에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(80)에 의하면, 상면 만곡이 양호하게 보정되어 있다.
(참고예 3)
도 22는, 참고예 3의 촬상 렌즈의 구성도(광선도)이다. 도 22에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(90)는, 물체 측으로부터 상 측을 향해 순서대로, 부의 파워를 구비하는 제 1 렌즈(91), 부의 파워를 구비하는 제 2 렌즈(92), 정의 파워를 구비하는 제 3 렌즈(93), 및 정의 파워를 구비하는 제 4 렌즈(94)로 이루어진다. 제 3 렌즈(93)와 제 4 렌즈(94)의 사이에는 조리개(95)가 배치되어 있고, 제 4 렌즈(94)의 상 측에는 판유리(96)가 배치되어 있다. 결상면(I9)은 판유리(96)로부터 떨어진 위치에 있다. 제 4 렌즈(94)는, 부의 파워를 구비하는 물체 측 렌즈(97)와 정의 파워를 구비하는 상 측 렌즈(98)로 이루어지는 접합 렌즈이다. 접합 렌즈의 접합면으로 되어 있는 물체 측 렌즈(97)의 상 측 렌즈면(97b) 및 상 측 렌즈(98)의 물체 측 렌즈면(98a)은 동일 형상이다. 또, 물체 측 렌즈(97)와 상 측 렌즈(98)는 수지 접착제에 의해 접착되어 있지만, 물체 측 렌즈(97)와 상 측 렌즈(98) 사이의 갭은 실시적으로 제로이다.
본 예의 촬상 렌즈(90)의 F 넘버를 Fno., 반화각을 ω, 및 렌즈계의 전체 길이를 L이라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
Fno.=2.0
ω=97.6°
L=15.633㎜
또, 렌즈계 전체의 초점 거리를 f, 제 1 렌즈(91)의 초점 거리를 f1, 제 2 렌즈(92)의 초점 거리를 f2, 제 3 렌즈(93)의 초점 거리를 f3, 제 4 렌즈(94)의 초점 거리를 f4, 물체 측 렌즈(97)의 초점 거리를 f41, 상 측 렌즈(98)의 초점 거리를 f42라고 했을 때에, 이들의 값은 다음과 같다.
f=1.149㎜
f1=-8.499㎜
f2=-2.585㎜
f3=3.991㎜
f4=3.208㎜
f41=-3.508㎜
f42=1.833㎜
또, 본 예의 촬상 렌즈(90)는, 광축(L9)과 직교하는 방향의 물체 측 렌즈(97)의 상 측 렌즈면(97b)의 유효 직경에서의 높이(H)에 있어서의 물체 측 렌즈(97)의 상 측 렌즈면(97b)의 새그량을 Sg1H, 높이(H)에 있어서의 상 측 렌즈(98)의 물체 측 렌즈면(98a)의 새그량을 Sg2H, 물체 측 렌즈(97)의 상 측 렌즈면(97b)의 곡률 반경을 Rs, 제 3 렌즈(93)의 물체 측 렌즈면(93a)의 곡률 반경을 R31, 제 3 렌즈(93)의 상 측 렌즈면(93b)의 곡률 반경을 R32라고 했을 때에, 실시예 1의 설명에 있어서 나타낸 조건식 (2), 조건식 (4)∼(6)을 만족시킨다. 조건식 (4)∼(6)의 값은, 이하와 같다.
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)
또한, 본 예의 촬상 렌즈(90)는, 제 1 렌즈(91), 제 2 렌즈(92), 및 상 측 렌즈(98)의 아베수를 40 이상으로 하고, 제 3 렌즈(93) 및 물체 측 렌즈(97)의 아베수를 31 이하로 하며, 이에 따라, 색수차를 보정하고 있다.
다음으로, 표 8a는 촬상 렌즈(90)의 각 렌즈면의 렌즈 데이터를 나타낸다. 표 8a에서는 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다. 별표가 붙여진 렌즈면은 비구면이다. 7면은 조리개(95)이고, 11면 및 12면은 판유리(96)의 물체 측 유리면 및 상 측 유리면이다. 곡률 반경 및 간격의 단위는 밀리미터이다.
[표 8a]
Figure pct00016
다음으로, 표 8b는 비구면으로 된 렌즈면의 비구면 형상을 규정하기 위한 비구면 계수를 나타낸다. 표 8b에 있어서도 물체 측으로부터 셈한 순번으로 각 렌즈면을 특정하고 있다.
[표 8b]
Figure pct00017
도 23a∼도 23d는 촬상 렌즈(90)의 세로 수차도, 가로 수차도, 상면 만곡도, 왜곡 수차도이다. 도 23a에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(90)에 의하면, 축 상의 색수차가 양호하게 보정되어 있다. 또, 도 23b에 나타내는 바와 같이, 색의 번짐이 억제되어 있다. 또, 도 23a, 도 23b에 나타내는 바와 같이, 축 상의 색수차와 배율 색수차의 쌍방이 주변 부분에 있어서도 균형적으로 보정되어 있다. 또한, 도 23c에 나타내는 바와 같이, 본 예의 촬상 렌즈(90)에 의하면, 상면 만곡이 양호하게 보정되어 있다.
10, 20, 30, 40, 50: 촬상 렌즈 11, 21, 31, 41, 51: 제 1 렌즈
12, 22, 32, 42, 52: 제 2 렌즈 13, 23, 33, 43, 53: 제 3 렌즈
14, 24, 34, 44, 54: 제 4 렌즈(접합 렌즈)
17, 27, 37, 47, 57: 물체 측 렌즈
18, 28, 38, 48, 58: 상 측 렌즈 15, 25, 35, 45, 55: 조리개
B1, B2, B3, B4, B5: 수지 접착제층
L1, L2, L3, L4, L5: 광축 I1, I2, I3, I4, I5: 결상면
60: 촬상 장치 61: 촬상 소자
61a: 센서면 62: 광학 필터

Claims (9)

  1. 물체 측으로부터 상 측을 향해 순서대로, 부의 파워를 구비하는 제 1 렌즈, 부의 파워를 구비하는 제 2 렌즈, 정의 파워를 구비하는 제 3 렌즈, 및 정의 파워를 구비하는 제 4 렌즈로 이루어지고,
    상기 제 4 렌즈는, 부의 파워를 구비하는 물체 측 렌즈와 정의 파워를 구비하는 상 측 렌즈로 이루어지는 접합 렌즈이고, 상기 물체 측 렌즈와 상기 상 측 렌즈를 접착하고 있는 수지 접착제층을 구비하며,
    상기 물체 측 렌즈의 상 측 렌즈면 및 상기 상 측 렌즈의 물체 측 렌즈면은, 각각이 서로 다른 비구면 형상을 하고 있고,
    광축 상에 있어서의 상기 접착제 수지층의 두께 치수를 D, 상기 광축과 직교하는 방향의 상기 물체 측 렌즈의 상 측 렌즈면의 유효 직경에서의 높이(H)에 있어서의 상기 물체 측 렌즈의 상 측 렌즈면의 새그량을 Sg1H, 상기 높이(H)에 있어서의 상기 상 측 렌즈의 물체 측 렌즈면의 새그량을 Sg2H라고 했을 때에, 이하의 조건식 (1) 및 조건식 (2)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
    20㎛≤D (1)
    Sg1H≤Sg2H (2)
  2. 제 1 항에 있어서,
    이하의 조건식 (3)을 만족시키는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
    D≤100㎛ (3)
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    렌즈계 전체의 초점 거리를 f, 상기 물체 측 렌즈의 상 측 렌즈면의 곡률 반경을 Rs라고 했을 때에, 이하의 조건식 (4)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
    0.9≤Rs/f≤1.3 (4)
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    렌즈계 전체의 초점 거리를 f, 상기 물체 측 렌즈의 초점 거리를 f41, 상기 상 측 렌즈의 초점 거리를 f42라고 했을 때에, 이하의 조건식 (5)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
    -3.0≤(f41/f42)/f≤-1.5 (5)
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈는, 물체 측 렌즈면에 볼록 형상을 구비하는 메니스커스 렌즈이고,
    상기 제 2 렌즈의 상 측 렌즈면은, 오목 형상을 구비하고 있으며,
    상기 제 3 렌즈는, 물체 측 렌즈면이 볼록 형상을 구비하고 있고,
    상기 제 3 렌즈의 물체 측 렌즈면의 곡률 반경을 R31, 상기 제 3 렌즈의 상 측 렌즈면의 곡률 반경을 R32라고 했을 때에, 이하의 조건식 (6)을 만족시키는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
    R31≤｜R32| (6)
  6. 제 5 항에 있어서,
    반화각은, 80°이상인 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈, 상기 제 2 렌즈, 및 상기 상 측 렌즈는, 아베수가 40 이상이고,
    상기 제 3 렌즈 및 상기 물체 측 렌즈는, 아베수가 31 이하인 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 촬상 렌즈와,
    상기 촬상 렌즈의 초점 위치에 배치된 촬상 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 촬상 렌즈와,
    상기 촬상 렌즈의 초점 위치에 배치된 촬상 소자와,
    850㎚의 파장을 포함하는 대역의 근적외선 및 가시광선을 투과하는 광학 필터를 갖고,
    상기 광학 필터는, 상기 촬상 렌즈의 물체 측 혹은 상기 촬상 렌즈와 상기 촬상 소자의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
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