WO2013027370A1 - 撮像レンズおよびこれを用いた撮像装置 - Google Patents

撮像レンズおよびこれを用いた撮像装置 Download PDF

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WO2013027370A1
WO2013027370A1 PCT/JP2012/005131 JP2012005131W WO2013027370A1 WO 2013027370 A1 WO2013027370 A1 WO 2013027370A1 JP 2012005131 W JP2012005131 W JP 2012005131W WO 2013027370 A1 WO2013027370 A1 WO 2013027370A1
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lens
imaging
conditional expression
object side
negative
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PCT/JP2012/005131
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French (fr)
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堤　勝久
石井　良明
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富士フイルム株式会社
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/04—Reversed telephoto objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0035—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having three lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
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    • G02B13/006—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element at least one element being a compound optical element, e.g. cemented elements
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    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
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    • G02B9/10—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having two components only one + and one - component

Definitions

  • the present invention relates to an imaging lens and an imaging apparatus, and more particularly to a monitoring camera, a mobile terminal camera, an in-vehicle camera, and the like using an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
  • an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • an image sensor such as a CCD or a CMOS having a very small size and high pixels is known.
  • the image pickup apparatus body provided with these image pickup elements is also miniaturized, and an image pickup lens mounted on the image pickup apparatus is used in addition to good optical performance.
  • an image pickup lens mounted on the image pickup apparatus is used in addition to good optical performance.
  • imaging lenses having a relatively small number of lenses in the above fields for example, imaging lenses described in Patent Documents 1 to 4 below are known.
  • the imaging lens described in Patent Document 1 is difficult to correct aberration because the position of the stop is located further on the image side than the lens surface on the most image side constituting the imaging lens.
  • the imaging lens of Patent Document 1 has a brightness of about F4.0, it can be said that the imaging lens has a configuration capable of correcting aberrations.
  • the outer diameter of the lens closest to the object becomes very large.
  • the convex lens as the second lens is already in a state where there is no room in the size of the lens outer diameter, so that it can cope with a bright imaging lens. It is hard to think that it was composed.
  • the imaging lens of Example 2 described in Patent Document 2 is dark as F4, and also has large chromatic aberration and astigmatism, so that it is inappropriate to use it in an imaging apparatus with advanced image quality.
  • the imaging lens of Example 5 described in Patent Document 3 is also dark at F3.6, and also has large chromatic aberration and astigmatism. Therefore, the imaging lens is inappropriate for use in an imaging apparatus with improved image quality. is there.
  • the imaging lens of Example 5 described in Patent Document 4 is dark as F3.25, and also has large chromatic aberration, astigmatism, and distortion aberration. Therefore, it is not suitable for use in an imaging apparatus that requires high image quality. It is inappropriate.
  • an imaging lens that is bright at about F2.2, particularly has good optical performance that is well corrected for axial chromatic aberration and can respond to an increase in the number of pixels of the imaging device. .
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a bright and wide-angle and compact imaging lens in which various aberrations are well corrected, and an imaging apparatus using the imaging lens. It is.
  • the first imaging lens of the present invention includes, in order from the object side, a negative first lens group and a positive second lens group, and the first lens group includes only the first lens which is a single biconcave lens.
  • the second lens group is a cemented lens having a positive refractive power as a whole by cementing a second lens that is a biconvex lens and a third lens that is a negative meniscus lens in this order from the object side.
  • the second imaging lens of the present invention includes, in order from the object side, a negative first lens group and a positive second lens group, and the first lens group includes only the first lens which is a single biconcave lens.
  • the second lens group includes, in order from the object side, a cemented lens having a positive refractive power as a whole by cementing a second lens that is a positive lens and a third lens that is a negative lens in this order from the object side. And a stop, a fourth lens that is a positive lens, and a fifth lens that is a negative lens, which are cemented in this order from the object side in this order, and a cemented lens having a positive refractive power as a whole.
  • ⁇ d2 is the Abbe number of the second lens at the d-line
  • ⁇ d3 is the Abbe number of the third lens at the d-line.
  • the second imaging lens preferably satisfies conditional expression (1a ′): 60 ⁇ d2 + ⁇ d3 ⁇ 100, and more preferably satisfies conditional expression (1a ′′): 65 ⁇ d2 + ⁇ d3 ⁇ 85.
  • the third imaging lens of the present invention includes, in order from the object side, a negative first lens group and a positive second lens group, and the first lens group includes only the first lens which is a single biconcave lens.
  • the second lens group includes, in order from the object side, a cemented lens having a positive refractive power as a whole by cementing a second lens that is a positive lens and a third lens that is a negative lens in this order from the object side. And a diaphragm, a fourth lens that is a positive lens, and a fifth lens that is a negative lens.
  • ⁇ d2 is the Abbe number of the second lens at the d-line
  • ⁇ d3 is the Abbe number of the third lens at the d-line.
  • the third imaging lens preferably satisfies the conditional expression (1b ′): 40 ⁇ d2 + ⁇ d3 ⁇ 85, and more preferably satisfies the conditional expression (1b ′′): 45 ⁇ d2 + ⁇ d3 ⁇ 82.
  • the third imaging lens preferably satisfies the conditional expression (2 ′): ⁇ 20 ⁇ d2 ⁇ d3 ⁇ 55, and satisfies the conditional expression (2 ′′): 0 ⁇ d2 ⁇ d3 ⁇ 40. More desirable.
  • the second lens is a biconvex lens
  • the third lens is a negative lens with a concave surface facing the object side
  • the fourth lens is a biconvex lens
  • the fifth lens is concave on the object side.
  • the third lens in the second and third imaging lenses may have a meniscus shape.
  • the fifth lens in the second and third imaging lenses can have a meniscus shape.
  • the fourth lens and the fifth lens may be a cemented lens having a positive refractive power as a whole joined together.
  • the first to third imaging lenses can satisfy the conditional expression (3): 0.5 ⁇ fg2 / f ⁇ 2.5.
  • fg2 is the focal length of the second lens group (the combined focal length of the second lens to the fifth lens)
  • f is the focal length of the entire lens system.
  • the first to third imaging lenses preferably satisfy the conditional expression (3 ′): 0.9 ⁇ fg2 / f ⁇ 1.8, and the conditional expression (3 ′′): 1 ⁇ fg2 / f ⁇ It is more desirable to satisfy 1.3.
  • the first to third imaging lenses may satisfy the conditional expression (4): ⁇ 2 ⁇ f1 / fg2 ⁇ 0.
  • f1 is the focal length of the first lens
  • fg2 is the focal length of the second lens group (the combined focal length of the second lens to the fifth lens).
  • the first to third imaging lenses preferably satisfy the conditional expression (4 ′): ⁇ 1 ⁇ f1 / fg2 ⁇ 0.5, and the conditional expression (4 ′′): ⁇ 0.9 ⁇ f1. It is more desirable to satisfy /fg2 ⁇ 0.6.
  • the first to third imaging lenses can satisfy the conditional expression (5): 1.5 ⁇ (dsi) / f ⁇ 3.2.
  • dsi is the distance between the stop and the image plane on the optical axis (the back focus portion is an air conversion distance)
  • f is the focal length of the entire lens system.
  • the first to third imaging lenses preferably satisfy the conditional expression (5 ′): 1.8 ⁇ (dsi) / f ⁇ 2.8, and the conditional expression (5 ′′): 2 ⁇ (dsi ) / F ⁇ 2.5 is more desirable.
  • the first to third imaging lenses may satisfy the conditional expression (6): 0.42 ⁇ (dsi) / L ⁇ 1.
  • dsi is the distance between the stop and the image plane on the optical axis (the back focus portion is the air conversion distance)
  • L is the total optical length.
  • the first to third imaging lenses preferably satisfy the conditional expression (6 ′): 0.45 ⁇ (dsi) / L ⁇ 0.9, and the conditional expression (6 ′′): 0.48 ⁇ . It is more desirable to satisfy (dsi) / L ⁇ 0.8.
  • the image pickup apparatus of the present invention includes any one of the first to third image pickup lenses.
  • the negative first lens group means a first lens group having negative refractive power
  • the positive second lens group means a second lens group having positive refractive power
  • the negative lens is A lens having a negative refractive power is meant
  • a positive lens means a lens having a positive refractive power.
  • the first to third imaging lenses can be substantially composed of two lens groups.
  • substantially composed of two lens groups means a lens having substantially no refractive power, an optical element other than a lens such as a diaphragm or a cover glass, a lens flange, etc., in addition to the two lens groups.
  • An imaging lens having a lens barrel, an imaging device, a mechanism portion such as a camera shake correction mechanism, and the like.
  • the air-converted back focus is a distance (air-converted distance) on the optical axis from the most image-side lens surface of the imaging lens to the image-side imaging surface (imaging surface) of the imaging lens.
  • This air-converted back focus is obtained when an optical element having no refractive power, such as a filter or a cover glass, is disposed between the lens surface closest to the image side and the imaging surface.
  • the thickness is determined in terms of air.
  • dsi is the distance between the stop and the imaging surface, and the actual length is used for the distance between the apex of the most image side lens surface and the stop in the imaging lens, and the apex of the most image side lens surface and the image forming surface Is an air conversion interval, that is, an interval determined using an air conversion back focus.
  • the air conversion interval is determined by converting the thickness of these optical elements into air when optical elements having no refractive power such as a filter and a cover glass are arranged in the interval. If no optical element having no refractive power is arranged in the interval, the interval is simply an air interval.
  • the optical total length TL is a distance on the optical axis from the most object-side lens surface of the imaging lens to the image-side imaging surface (imaging surface) of the imaging lens. This distance is the distance from the most object-side lens surface constituting the imaging lens to the most image-side lens surface using an actual length that is not converted to air, and the distance from the most image-side lens surface to the imaging surface. Is determined using an air equivalent back focus.
  • the aspherical irregularity, the aspherical refractive power positive / negative, and the aspherical curvature radius positive / negative are the aspherical paraxial region irregularity, refractive power positive / negative, and It shall be defined by the sign of the radius of curvature.
  • the negative first lens group and the positive second lens group are sequentially provided from the object side, and the first lens group is a single biconcave lens.
  • the second lens group is composed of only the first lens, and the second lens group is a positive lens as a whole formed by cementing a second lens that is a biconvex lens and a third lens that is a negative meniscus lens in this order from the object side.
  • the negative first lens group and the positive second lens group are provided in this order from the object side, and the first lens group is a single biconcave lens.
  • the second lens unit is composed of only the first lens, and the second lens unit has a positive refractive power as a whole formed by sequentially joining the second lens as the positive lens and the third lens as the negative lens in this order from the object side.
  • the negative first lens group and the positive second lens group are provided in this order from the object side, and the first lens group is a single biconcave lens.
  • the second lens unit is composed of only the first lens, and the second lens unit has a positive refractive power as a whole formed by sequentially joining the second lens as the positive lens and the third lens as the negative lens in this order from the object side.
  • Sectional drawing which shows schematic structure of the imaging lens and imaging device by embodiment of this invention Sectional drawing which shows schematic structure of the imaging lens of Example 1.
  • (A) to (d) are aberration diagrams of the imaging lens of Example 1.
  • (A) to (d) are aberration diagrams of the imaging lens of Example 2.
  • (A) to (d) are aberration diagrams of the imaging lens of Example 3.
  • (A) to (d) are aberration diagrams of the imaging lens of Example 4.
  • A) to (d) are aberration diagrams of the imaging lens of Example 5.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an imaging apparatus using an imaging lens according to an embodiment of the present invention, together with an optical path of a light beam passing through the imaging lens.
  • arrows X, Y, and Z in FIG. 1 indicate three directions that are orthogonal to each other, similarly to arrows X, Y, and Z in FIGS. 2 to 6 described later, and the direction of the arrow Z indicates the optical axis Z1. Indicates the same direction.
  • the image pickup lens 100 shown in FIG. 1 shows three types of embodiments in common, from the image pickup lens 101 of the first embodiment of the present invention to the image pickup lens 103 of the third embodiment.
  • the image pickup apparatus 200 illustrated in FIG. 1 includes the image pickup lenses 101 to 103, and the image pickup apparatus 201 according to the first embodiment and the image pickup apparatus 203 according to the third embodiment of the present invention. Three types of embodiments are shown in common.
  • the imaging lenses 101 to 103 are collectively referred to as the imaging lens 100.
  • the imaging devices 201 to 203 are collectively referred to as the imaging device 200.
  • the illustrated imaging apparatus 200 includes an imaging element 210 that is a solid-state imaging element such as a CCD or CMOS, and a single-focus imaging lens 100.
  • an imaging element 210 that is a solid-state imaging element such as a CCD or CMOS, and a single-focus imaging lens 100.
  • the imaging element 210 converts an optical image Im representing the subject 1 imaged on the light receiving surface 210J of the imaging element 210 through the imaging lens 100 into an electrical signal, and outputs an image signal Gs indicating the optical image Im. Is.
  • the imaging apparatus 200 is configured such that the imaging plane Km formed by the imaging lens 100 is positioned on the light receiving surface 210J of the imaging element 210.
  • the imaging lens 101 which is the first imaging lens of the present invention has a negative first lens group G1 and a positive second lens group G2 in order from the object side.
  • the first lens group G1 includes only a first lens L1, which is a single biconcave lens.
  • the second lens group G2 has a positive refracting power as a whole by joining, in order from the object side, the second lens L2 that is a biconvex lens and the third lens L3 that is a negative meniscus lens in this order from the object side.
  • the cemented lens From the cemented lens, the stop St, and the cemented lens having a positive refractive power as a whole by cementing the fourth lens L4, which is a biconvex lens, and the fifth lens L5, which is a negative meniscus lens, in this order from the object side. It will be.
  • the imaging lens 102 which is the second imaging lens of the present invention has a negative first lens group G1 and a positive second lens group G2 in order from the object side.
  • the first lens group G1 includes only a first lens L1, which is a single biconcave lens.
  • the second lens group G2 is a cemented lens having a positive refractive power as a whole by cementing a second lens L2 that is a positive lens and a third lens L3 that is a negative lens in this order from the object side.
  • the imaging lens 102 is configured to satisfy the conditional expression (1a): 50 ⁇ d2 + ⁇ d3 ⁇ 110.
  • the imaging lens 102 preferably satisfies the conditional expression (1a ′): 60 ⁇ d2 + ⁇ d3 ⁇ 100, and more preferably satisfies the conditional expression (1a ′′): 65 ⁇ d2 + ⁇ d3 ⁇ 85.
  • the imaging lens 103 which is the third imaging lens of the present invention, has a negative first lens group G1 and a positive second lens group G2 in order from the object side.
  • the first lens group G1 includes only a first lens L1, which is a single biconcave lens.
  • the second lens group G2 is a cemented lens having a positive refractive power as a whole by cementing a second lens L2 that is a positive lens and a third lens L3 that is a negative lens in this order from the object side.
  • a diaphragm St a fourth lens L4 that is a positive lens, and a fifth lens L5 that is a negative lens.
  • the imaging lens 103 satisfies the conditional expression (1b): 35 ⁇ d2 + ⁇ d3 ⁇ 90 and the conditional expression (2): ⁇ 40 ⁇ d2 ⁇ d3 ⁇ 60 at the same time.
  • the imaging lens 103 preferably satisfies the conditional expression (1b ′): 40 ⁇ d2 + ⁇ d3 ⁇ 85, and more preferably satisfies the conditional expression (1b ′′): 45 ⁇ d2 + ⁇ d3 ⁇ 82.
  • the imaging lens 103 preferably satisfies the conditional expression (2 ′): ⁇ 20 ⁇ d2- ⁇ d3 ⁇ 55, and more preferably satisfies the conditional expression (2 ′′): 0 ⁇ d2- ⁇ d3 ⁇ 40.
  • the imaging lens 100 may have the following configuration.
  • the imaging lenses 102 and 103 have the second lens L2 having a biconvex lens, the third lens L3 having a concave surface facing the object side, the fourth lens L4 having a biconvex lens, and the fifth lens L5 having a concave surface facing the object side. It can be a negative lens.
  • the third lens L3 can be a meniscus lens
  • the fifth lens L5 can be a meniscus lens
  • the imaging lenses 102 and 103 can form a cemented lens having a positive refractive power as a whole in which the fourth lens L4 and the fifth lens L5 are cemented with each other.
  • the imaging lenses 101 to 103 can satisfy the conditional expression (3): 0.5 ⁇ fg2 / f ⁇ 2.5. Further, it is desirable that the imaging lenses 101 to 103 satisfy the conditional expression (3 ′): 0.9 ⁇ fg2 / f ⁇ 1.8, and the conditional expression (3 ′′): 1 ⁇ fg2 / f ⁇ 1.3. It is more desirable to satisfy.
  • the imaging lenses 101 to 103 can satisfy the conditional expression (4): ⁇ 2 ⁇ f1 / fg2 ⁇ 0. Further, it is desirable that the imaging lenses 101 to 103 satisfy the conditional expression (4 ′): ⁇ 1 ⁇ f1 / fg2 ⁇ 0.5, and the conditional expression (4 ′′): ⁇ 0.9 ⁇ f1 / fg2 ⁇ It is more desirable to satisfy ⁇ 0.6.
  • the imaging lenses 101 to 103 can satisfy the conditional expression (5): 1.5 ⁇ (dsi) / f ⁇ 3.2. Further, it is desirable that the imaging lenses 101 to 103 satisfy the conditional expression (5 ′): 1.8 ⁇ (dsi) / f ⁇ 2.8, and the conditional expression (5 ′′): 2 ⁇ (dsi) / f. It is more desirable to satisfy ⁇ 2.5.
  • the imaging lenses 101 to 103 can satisfy the conditional expression (6): 0.42 ⁇ (dsi) / L ⁇ 1. Further, it is desirable that the imaging lenses 101 to 103 satisfy the conditional expression (6 ′): 0.45 ⁇ (dsi) / L ⁇ 0.9, and the conditional expression (6 ′′): 0.48 ⁇ (dsi). It is more desirable to satisfy /L ⁇ 0.8.
  • Conditional expressions (1a) and (1b) each define a range of an added value between the Abbe number value of the second lens L2 at the d-line and the Abbe number value of the third lens L3 at the d-line.
  • conditional expression (1a) or (1b) If the upper limit of conditional expression (1a) or (1b) is exceeded, the short wavelength side of axial chromatic aberration is over (overcorrected). On the other hand, if the lower limit of conditional expression (1a) or (1b) is not reached, the short wavelength side of axial chromatic aberration will be under (undercorrected).
  • conditional expressions (1a ′), (1a ′′), (1b ′), and (1b ′′) are the same as those of the conditional expressions (1a) and (1b).
  • Conditional expression (2) defines a range of values obtained by subtracting the Abbe number value of the third lens L3 from the d line on the d line of the second lens L2.
  • the imaging lens and the imaging device By configuring the imaging lens and the imaging device so as to satisfy the conditional expression (2), it is possible to obtain a useful achromatic effect by the cemented lens including the second lens L2 and the third lens L3.
  • conditional expression (2) If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the short wavelength side of axial chromatic aberration is over (overcorrected). On the other hand, if the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the short wavelength side of axial chromatic aberration is under (undercorrected).
  • conditional expressions (2 ′) and (2 ′′) are the same as those of the conditional expression (2).
  • Conditional expression (3) defines the range of the ratio between the focal length of the second lens group G2 (the combined focal length of the second lens L2 to the fifth lens L5) fg2 and the focal length f of the entire lens system. .
  • the focal length of the second lens group G2 becomes longer, so that the optical total length L increases. If an attempt is made to suppress the elongation of the optical total length L, the difference (spherical aberration bulge) between the spherical aberration of the marginal ray and the spherical aberration of the ray passing through the height of about 70% of the marginal ray increases. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (3) is not reached, the optical total length L tends to be shortened, but the spherical aberration falls to the under side, and this spherical aberration is insufficiently corrected.
  • conditional expressions (3 ′) and (3 ′′) are the same as those of the conditional expression (3).
  • Conditional expression (4) defines the range of the ratio between the focal length f1 of the first lens group 1G and the focal length fg2 of the second lens group 2G.
  • conditional expression (4) If the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, it will be easy to ensure a long back focus, but the spherical aberration will be excessive. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (4) is not reached, the refractive power of the first lens group 1G becomes weaker than the refractive power of the second lens group 2G, so that the back focus is shortened and the image plane is on the under side. Fall down.
  • conditional expressions (4 ′) and (4 ′′) are the same as those of the conditional expression (4).
  • Conditional expression (5) defines the range of the ratio between the distance dsi between the stop St and the imaging plane Km on the optical axis Z1 and the focal length f of the entire lens system.
  • the imaging lens and the imaging device can be made compact.
  • conditional expression (5) If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, the optical total length L increases. If it is attempted to suppress the elongation of the optical total length L, as described above, the bulge of spherical aberration increases and performance degradation occurs. On the other hand, when the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the back focus is shortened.
  • conditional expressions (5 ′) and (5 ′′) are the same as those of the conditional expression (5).
  • Conditional expression (6) defines the range of the ratio between the distance dsi between the stop St and the imaging plane Km on the optical axis Z1 and the optical total length L.
  • the imaging lens and the imaging device can be made compact.
  • conditional expression (6) If the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 becomes narrow, so that higher-order spherical aberration occurs and the performance deteriorates. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (6) is not reached, the optical total length L increases. If it is attempted to suppress the elongation of the optical total length L, as described above, the bulge of spherical aberration increases and performance degradation occurs.
  • conditional expressions (6 ′) and (6 ′′) are the same as those of the conditional expression (6).
  • a cover glass, a low-pass filter, an infrared cut filter, or the like is provided between the imaging lens 100 and the imaging element 210 according to the configuration of the imaging apparatus 200.
  • An optical element LL having substantially no refractive power can be disposed.
  • the imaging lens 100 is mounted on an in-vehicle camera and used as a night surveillance camera, light having a wavelength ranging from ultraviolet light to blue light is interposed between the imaging lens 100 and the imaging element 210. It is desirable to insert a filter that cuts.
  • various filters are arranged between lenses constituting the imaging lens, A thin film having the same effect as various filters can be formed (coated) on the lens surface constituting the imaging lens.
  • the imaging lens 100 When the imaging lens 100 is applied to, for example, outdoor monitoring, it is required that the imaging lens 100 can be used in a wide temperature range from the outside air in a cold region to the interior of a tropical summer car. In such a case, it is preferable that the material of all the lenses constituting each imaging lens is glass. In order to manufacture lenses at low cost, it is preferable that all lenses constituting each imaging lens are spherical lenses. However, when priority is given to optical performance over cost, an aspheric lens can be employed.
  • the imaging lenses of Examples 1 to 5 are configured to satisfy all of the above conditional expressions. Further, all the lenses constituting the imaging lenses of Examples 1 to 5 are spherical lenses.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the imaging lens of the first embodiment.
  • Table 1 shows lens data of the imaging lens of Example 1.
  • the lens data in Table 1 are assigned surface numbers including the aperture stop St and the optical element LL having no power.
  • the unit of the radius of curvature and the surface interval is mm, and the radius of curvature is positive when convex on the object side and negative when convex on the image side.
  • the imaging lens can also be an embodiment according to the present invention.
  • FIG. 7 shows aberration diagrams of the imaging lens of Example 1.
  • FIG. 7 shows aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion aberration), and lateral chromatic aberration.
  • the diagram indicated by symbol (a) represents spherical aberration
  • the diagram denoted by symbol (b) represents astigmatism
  • the diagram denoted by symbol (c) represents distortion
  • the diagram denoted by symbol (d) represents lateral chromatic aberration. .
  • FIG. 7 various aberrations relating to light having wavelengths of d-line, F-line, and C-line are shown.
  • the solid line in the astigmatism diagram shows sagittal aberration, and the broken line shows tangential aberration.
  • F described in the upper part of the spherical aberration diagram means the F number
  • ⁇ described in the upper part of the other aberration diagrams means the half angle of view.
  • Table 6 shows values corresponding to the respective mathematical expressions in the conditional expressions for the imaging lenses of Examples 1 to 5.
  • the value of the numerical formula described in each conditional expression can be calculated
  • the imaging lens of Example 1 can be a bright and wide-angle and compact imaging lens in which various aberrations are well corrected.
  • FIG. 2 showing the configuration of the imaging lens of the first embodiment
  • FIG. 7 showing various aberrations
  • Table 1 showing lens data
  • Table 6 relating to each conditional expression, etc.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the imaging lens of the second embodiment.
  • the imaging lens of Example 2 is configured to satisfy all of the above conditional expressions.
  • FIG. 8 is a diagram showing various aberrations of the imaging lens of Example 2.
  • Table 2 below shows lens data of the imaging lens of Example 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the imaging lens of the third embodiment.
  • the imaging lens of Example 3 is configured to satisfy all of the above conditional expressions.
  • FIG. 9 is a diagram showing various aberrations of the imaging lens of Example 3.
  • Table 3 below shows lens data of the imaging lens of Example 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the imaging lens of the fourth embodiment.
  • the imaging lens of Example 4 is configured to satisfy the above conditional expression.
  • FIG. 10 is a diagram showing various aberrations of the imaging lens of Example 4.
  • Table 4 below shows lens data of the imaging lens of Example 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the imaging lens of the fifth embodiment.
  • the imaging lens of Example 5 is configured so as to satisfy all the conditional expressions.
  • FIG. 11 is a diagram showing various aberrations of the imaging lens of Example 5.
  • Table 5 below shows lens data of the imaging lens of Example 5.
  • Table 6 below shows values related to the conditional expressions as described above.
  • the imaging lenses of Examples 1 to 5 can be a bright and wide-angle and compact imaging lens in which various aberrations are well corrected.
  • FIG. 12 shows a schematic configuration diagram of a monitoring camera as a specific example of the embodiment of the imaging apparatus of the present invention.
  • a monitoring camera 200 shown in FIG. 12 includes an imaging lens 100 of the present invention disposed inside a substantially cylindrical lens barrel, and an imaging element 210 that captures an optical image of a subject formed by the imaging lens 100. I have. An optical image formed on the light receiving surface of the image sensor 210 through the imaging lens 100 is converted into an electric signal Gs and output from the monitoring camera 200.
  • the present invention has been described with the imaging lenses of the first to third embodiments, the imaging devices of the first to third embodiments, and Examples 1 to 5.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments and implementations. It is not limited to an example, A various deformation
  • transformation is possible.
  • the values of the radius of curvature, the surface spacing, the refractive index, the Abbe number, etc. of each lens are not limited to the values shown in the above numerical examples, but can take other values.
  • the present invention is not limited to such an application.
  • the present invention can also be applied to a video camera, an electronic still camera, a mobile terminal camera, an in-vehicle camera, a reading camera for the purpose of detecting a defect or identifying an individual.

Abstract

撮像レンズにおいて、明るく広画角でコンパクトにしつつ諸収差を良好に補正する。物体側から順に、負の第１レンズ群(Ｇ１)、正の第２レンズ群(Ｇ２)を有するものとし、第１レンズ群(Ｇ１)は、一枚の両凹レンズである第１レンズ(Ｌ１)のみからなるものとし、第２レンズ群(Ｇ２)は、物体側から順に、両凸レンズである第２レンズ(Ｌ２)と負のメニスカスレンズである第３レンズ(Ｌ３)とを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズと、絞り(Ｓｔ)と、両凸レンズである第４レンズ(Ｌ４)と負のメニスカスレンズである第５レンズ(Ｌ５)とを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズとからなるものとする。

Description

撮像レンズおよびこれを用いた撮像装置
　本発明は、撮像レンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子を用いた監視用カメラ、携帯端末用カメラ、車載用カメラ等に使用される撮像レンズ、およびこの撮像レンズを用いた撮像装置に関するものである。
　近年、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子として、非常に小型化及び高画素化されたものが知られている。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されており、それに搭載される撮像レンズも良好な光学性能に加え小型化されたものが適用されるようになっている。一方、撮像機器である監視用カメラや車載用カメラ等の用途でも、広画角のレンズでありながら、小型で高性能な撮像レンズを搭載したものが知られている。
　上記のような分野における比較的レンズ枚数の少ない撮像レンズとして、例えば以下の特許文献１～４に記載の撮像レンズが知られている。
特開平１－１３４３２４号公報 特開平７－２５３５４２号公報 特開２００１－３５６２６５号公報 特開２０１０－１９１０１９号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の撮像レンズは、絞りの位置がこの撮像レンズを構成する最も像側のレンズ面よりもさらに像側に位置するために収差補正が難しい。なお、特許文献１の撮像レンズをF4.0程度の明るさとする場合には、この撮像レンズは収差補正可能な構成を有していると言えるが、より明るい撮像レンズにしようとする場合には、最も物体側のレンズの外径が非常に大きくなってしまうという問題が生じる。この特許文献１に記載されている実施例３の撮像レンズは、第２レンズである凸レンズが、既に、レンズ外径の大きさに余裕が無い状態となっており、明るい撮像レンズに対応できるように構成されたものとは考え難い。
　また、上記特許文献２に記載されている実施例２の撮像レンズは、F4と暗く、さらに色収差、非点収差も大きいため、高画質化の進んだ撮像装置への使用は不適切である。
　また、上記特許文献３に記載されている実施例５の撮像レンズも、F3.6と暗く、さらに色収差、非点収差も大きいため、高画質化の進んだ撮像装置への使用は不適切である。
　また、上記特許文献４に記載されている実施例５の撮像レンズは、F3.25と暗く、さらに色収差、非点収差、歪曲収差も大きいため、高画質化が求められる撮像装置への使用は不適切である。
　上記のようなことにより、F2.2程度と明るく、特に軸上色収差が良好に補正され、撮像素子の画素数の増加にも応じられる良好な光学性能を持つ撮像レンズを使用したいという要請がある。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、諸収差が良好に補正された、明るく広画角でコンパクトな撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いた撮像装置を提供することを目的とするものである。
　本発明の第１の撮像レンズは、物体側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群を有し、第１レンズ群は、一枚の両凹レンズである第１レンズのみからなり、第２レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズである第２レンズと負のメニスカスレンズである第３レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズと、絞りと、両凸レンズである第４レンズと負のメニスカスレンズである第５レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズとからなることを特徴とするものである。
　本発明の第２の撮像レンズは、物体側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群を有し、第１レンズ群は、一枚の両凹レンズである第１レンズのみからなり、第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズである第２レンズと負レンズである第３レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズと、絞りと、正レンズである第４レンズと負レンズである第５レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズとからなり、条件式（１ａ）：５０＜νｄ２＋νｄ３＜１１０を満足することを特徴とするものである。ただし、νｄ２を第２レンズのｄ線におけるアッベ数、νｄ３を第３レンズのｄ線におけるアッベ数とする。
　なお、この第２の撮像レンズは、条件式（１ａ′）：６０＜νｄ２＋νｄ３＜１００を満足することが望ましく、条件式（１ａ″）：６５＜νｄ２＋νｄ３＜８５を満足することがより望ましい。
　本発明の第３の撮像レンズは、物体側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群を有し、第１レンズ群は、一枚の両凹レンズである第１レンズのみからなり、第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズである第２レンズと負レンズである第３レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズと、絞りと、正レンズである第４レンズと、負レンズである第５レンズとからなり、条件式（１ｂ）：３５＜νｄ２＋νｄ３＜９０、条件式（２）：－４０＜νｄ２－νｄ３＜６０を同時に満足することを特徴とするものである。ただし、上記と同様にνｄ２を第２レンズのｄ線におけるアッベ数、νｄ３を第３レンズのｄ線におけるアッベ数とする。
　なお、この第３の撮像レンズは、条件式（１ｂ′）：４０＜νｄ２＋νｄ３＜８５を満足することが望ましく、条件式（１ｂ″）：４５＜νｄ２＋νｄ３＜８２を満足することがより望ましい。また、この第３の撮像レンズは、条件式（２′）：－２０＜νｄ２－νｄ３＜５５を満足することが望ましく、条件式（２″）：０＜νｄ２－νｄ３＜４０を満足することがより望ましい。
　前記第２、第３の撮像レンズは、第２レンズを両凸レンズとし、第３レンズを物体側に凹面を向けた負レンズとし、第４レンズを両凸レンズとし、第５レンズを物体側に凹面を向けた負レンズとすることができる。
　前記第２、第３の撮像レンズにおける第３レンズは、メニスカス形状をなすものとすることができる。
　前記第２、第３の撮像レンズにおける第５レンズは、メニスカス形状をなすものとすることができる。
　前記第２、第３の撮像レンズにおいて、第４レンズと第５レンズとは、互いに接合された全体として正の屈折力を持つ接合レンズをなすものとすることができる。
　前記第１から第３の撮像レンズは、条件式（３）：０．５＜ｆｇ２／ｆ＜２．５を満足するものとすることができる。ただし、ｆｇ２を第２レンズ群の焦点距離（第２レンズ～第５レンズの合成焦点距離）、ｆをレンズ全系の焦点距離とする。
　なお、第１から第３の撮像レンズは、条件式（３′）：０．９＜ｆｇ２／ｆ＜１．８を満足することが望ましく、条件式（３″）：１＜ｆｇ２／ｆ＜１．３を満足することがより望ましい。
　前記第１から第３の撮像レンズは、条件式（４）：－２＜ｆ１／ｆｇ２＜０を満足するものとすることができる。ただし、ｆ１を第１レンズの焦点距離、ｆｇ２を第２レンズ群の焦点距離（第２レンズ～第５レンズの合成焦点距離）とする。
　なお、第１から第３の撮像レンズは、条件式（４′）：－１＜ｆ１／ｆｇ２＜－０．５を満足することが望ましく、条件式（４″）：－０．９＜ｆ１／ｆｇ２＜－０．６を満足することがより望ましい。
　前記第１から第３の撮像レンズは、条件式（５）：１．５＜（ｄｓｉ）／ｆ＜３．２を満足するものとすることができる。ただし、ｄｓｉを絞りと結像面の光軸上での間隔（バックフォーカス部分は空気換算距離）、ｆをレンズ全系の焦点距離とする。
　なお、第１から第３の撮像レンズは、条件式（５′）：１．８＜（ｄｓｉ）／ｆ＜２．８を満足することが望ましく、条件式（５″）：２＜（ｄｓｉ）／ｆ＜２．５を満足することがより望ましい。
　前記第１から第３の撮像レンズは、条件式（６）：０．４２＜（ｄｓｉ）／Ｌ＜１を満足するものとすることができる。ただし、ｄｓｉを絞りと結像面の光軸上での間隔（バックフォーカス部分は空気換算距離）、Ｌを光学全長とする。
　なお、第１から第３の撮像レンズは、条件式（６′）：０．４５＜（ｄｓｉ）／Ｌ＜０．９を満足することが望ましく、条件式（６″）：０．４８＜（ｄｓｉ）／Ｌ＜０．８を満足することがより望ましい。
　本発明の撮像装置は、前記第１から第３の撮像レンズのいずれかを備えたことを特徴とするものである。
　なお、負の第１レンズ群は、負の屈折力を有する第１レンズ群を意味し、正の第２レンズ群は、正の屈折力を有する第２レンズ群を意味し、負レンズは、負の屈折力を有するレンズを意味し、正レンズは、正の屈折力を有するレンズを意味する。
　前記第１から第３の撮像レンズは、実質的に２個のレンズ群からなるものとすることができる。なお、「実質的に２個のレンズ群からなるもの」とは、２個のレンズ群以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手振れ補正機構等の機構部分、等を持つ撮像レンズである。
　空気換算バックフォーカスは、撮像レンズの最も像側のレンズ面からこの撮像レンズの像側の結像面（撮像面）までの光軸上における距離（空気換算距離）である。この空気換算したバックフォーカスは、上記最も像側のレンズ面から結像面までの間にフィルタやカバーガラス等の屈折力を持たない光学要素が配されている場合には、それらの光学要素の厚みを空気換算して定められるものである。
　ｄｓｉは、絞りと結像面との間隔であって、撮像レンズにおける最も像側のレンズ面の頂点と絞りとの間隔については実長を用い、最も像側のレンズ面の頂点と結像面との間隔については空気換算間隔、すなわち空気換算バックフォーカスを用いて定められる間隔である。
　空気換算間隔は、その間隔中にフィルタやカバーガラス等の屈折力を持たない光学要素が配されている場合には、それらの光学要素の厚みを空気換算して定められるものである。なお、その間隔中に上記屈折力を持たない光学要素が配置されていなければその間隔は単に空気間隔となる。
　光学全長ＴＬは、撮像レンズの最も物体側のレンズ面からこの撮像レンズの像側の結像面（撮像面）までの光軸上における距離である。なお、この距離は、撮像レンズを構成する最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離については空気換算しない実長を用い、最も像側のレンズ面から結像面までの距離については空気換算バックフォーカスを用いて定められるものである。
　撮像レンズに非球面を用いる場合には、非球面の凹凸、非球面の屈折力の正負、および非球面の曲率半径の正負は、この非球面の近軸領域における凹凸、屈折力の正負、および曲率半径の正負によって規定するものとする。
　本発明の第１の撮像レンズおよび撮像装置によれば、物体側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群を有し、第１レンズ群は、一枚の両凹レンズである第１レンズのみからなり、第２レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズである第２レンズと負のメニスカスレンズである第３レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズと、絞りと、両凸レンズである第４レンズと負のメニスカスレンズである第５レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズとからなるものとしたので、明るく広画角でコンパクトにしつつ諸収差を良好に補正することができる。
　本発明の第２の撮像レンズおよび撮像装置によれば、物体側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群を有し、第１レンズ群は、一枚の両凹レンズである第１レンズのみからなり、第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズである第２レンズと負レンズである第３レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズと、絞りと、正レンズである第４レンズと負レンズである第５レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズとからなり、条件式（１ａ）：５０＜νｄ２＋νｄ３＜１１０を満足するようにしたので、明るく広画角でコンパクトにしつつ諸収差を良好に補正することができる。
　本発明の第３の撮像レンズおよび撮像装置によれば、物体側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群を有し、第１レンズ群は、一枚の両凹レンズである第１レンズのみからなり、第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズである第２レンズと負レンズである第３レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズと、絞りと、正レンズである第４レンズと、負レンズである第５レンズとからなり、条件式（１ｂ）：３５＜νｄ２＋νｄ３＜９０、条件式（２）：－４０＜νｄ２－νｄ３＜６０を同時に満足するようにしたので、明るく広画角でコンパクトにしつつ諸収差を良好に補正することができる。
　なお、各条件式の作用、効果については後述する。
本発明の実施の形態による撮像レンズおよび撮像装置の概略構成を示す断面図 実施例１の撮像レンズの概略構成を示す断面図 実施例２の撮像レンズの概略構成を示す断面図 実施例３の撮像レンズの概略構成を示す断面図 実施例４の撮像レンズの概略構成を示す断面図 実施例５の撮像レンズの概略構成を示す断面図 （ａ）～（ｄ）は実施例１の撮像レンズの収差図 （ａ）～（ｄ）は実施例２の撮像レンズの収差図 （ａ）～（ｄ）は実施例３の撮像レンズの収差図 （ａ）～（ｄ）は実施例４の撮像レンズの収差図 （ａ）～（ｄ）は実施例５の撮像レンズの収差図 本発明の撮像レンズを搭載した監視用カメラを示す図
　以下、本発明の実施の形態の撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いた撮像装置について図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の実施の形態の撮像レンズを用いた撮像装置の概略構成をこの撮像レンズを通る光束の光路とともに示す断面図である。なお、図１中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは、後述する図２から図６の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚと同様に、互いに直交する３方向を示すものであり、矢印Ｚ方向は光軸Ｚ１と同じ方向を示している。
　図１中に図示されている撮像レンズ１００は、本発明の第１の実施形態の撮像レンズ１０１から第３の実施形態の撮像レンズ１０３の３種類の実施の形態を共通に示すものである。同様に、図１中に図示されている撮像装置２００は、上記撮像レンズ１０１から１０３それぞれを搭載した、本発明の第１の実施形態の撮像装置２０１から第３の実施形態の撮像装置２０３の３種類の実施の形態を共通に示すものである。
　上記のように、撮像レンズ１０１から１０３をまとめて撮像レンズ１００と称する。また、撮像装置２０１から２０３をまとめて撮像装置２００と称する。
　図示の撮像装置２００は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子である撮像素子２１０と単焦点の撮像レンズ１００とを備えており、例えばデジタルカメラ、監視用カメラ、携帯端末用カメラ、車載用カメラ、欠損の検知や個体の識別などを目的とする読取用カメラなどに用いられるものである。
　撮像素子２１０は、撮像レンズ１００を通してこの撮像素子２１０における受光面２１０Ｊ上に結像された被写体１を表す光学像Ｉｍを電気信号に変換して、この光学像Ｉｍを示す画像信号Ｇｓを出力するものである。なお、撮像装置２００は、撮像レンズ１００による結像面Ｋｍが、撮像素子２１０の受光面２１０Ｊ上に位置するように構成されている。
　本発明の第１の撮像レンズである撮像レンズ１０１は、物体側から順に、負の第１レンズ群Ｇ１、正の第２レンズ群Ｇ２を有している。第１レンズ群Ｇ１は、一枚の両凹レンズである第１レンズＬ１のみからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズである第２レンズＬ２と負のメニスカスレンズである第３レンズＬ３とを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズと、絞りＳｔと、両凸レンズである第４レンズＬ４と負のメニスカスレンズである第５レンズＬ５とを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズとからなるものである。
　また、本発明の第２の撮像レンズである撮像レンズ１０２は、物体側から順に、負の第１レンズ群Ｇ１、正の第２レンズ群Ｇ２を有している。第１レンズ群Ｇ１は、一枚の両凹レンズである第１レンズＬ１のみからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、正レンズである第２レンズＬ２と負レンズである第３レンズＬ３とを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズと、絞りＳｔと、正レンズである第４レンズＬ４と負レンズである第５レンズＬ５とを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズとからなるものである。
　さらに、この撮像レンズ１０２は、条件式（１ａ）：５０＜νｄ２＋νｄ３＜１１０を満足するように構成されている。なお、撮像レンズ１０２は、条件式（１ａ′）：６０＜νｄ２＋νｄ３＜１００を満足することが望ましく、条件式（１ａ″）：６５＜νｄ２＋νｄ３＜８５を満足することがより望ましい。
　また、本発明の第３の撮像レンズである撮像レンズ１０３は、物体側から順に、負の第１レンズ群Ｇ１、正の第２レンズ群Ｇ２を有している。第１レンズ群Ｇ１は、一枚の両凹レンズである第１レンズＬ１のみからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、正レンズである第２レンズＬ２と負レンズである第３レンズＬ３とを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズと、絞りＳｔと、正レンズである第４レンズＬ４と、負レンズである第５レンズＬ５とからなるものである。
　さらに、この撮像レンズ１０３は、条件式（１ｂ）：３５＜νｄ２＋νｄ３＜９０、条件式（２）：－４０＜νｄ２－νｄ３＜６０を同時に満足するものである。
　なお、この撮像レンズ１０３は、条件式（１ｂ′）：４０＜νｄ２＋νｄ３＜８５を満足することが望ましく、条件式（１ｂ″）：４５＜νｄ２＋νｄ３＜８２を満足することがより望ましい。また、この撮像レンズ１０３は、条件式（２′）：－２０＜νｄ２－νｄ３＜５５を満足することが望ましく、条件式（２″）：０＜νｄ２－νｄ３＜４０を満足することがより望ましい。
　さらに、上記撮像レンズ１００は、以下のような構成を有するものとすることができる。
　撮像レンズ１０２、１０３は、第２レンズＬ２を両凸レンズ、第３レンズＬ３を物体側に凹面を向けた負レンズ、第４レンズＬ４を両凸レンズ、第５レンズＬ５を物体側に凹面を向けた負レンズとすることができる。
　また、撮像レンズ１０２、１０３は、第３レンズＬ３をメニスカスレンズとしたり、第５レンズＬ５をメニスカスレンズとしたりすることができる。
　さらに、撮像レンズ１０２、１０３は、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とが互いに接合された全体として正の屈折力を持つ接合レンズをなすものとすることができる。
　撮像レンズ１０１から１０３は、条件式（３）：０．５＜ｆｇ２／ｆ＜２．５を満足するものとすることができる。さらに、撮像レンズ１０１から１０３は、条件式（３′）：０．９＜ｆｇ２／ｆ＜１．８を満足することが望ましく、条件式（３″）：１＜ｆｇ２／ｆ＜１．３を満足することがより望ましい。
　また、撮像レンズ１０１から１０３は、条件式（４）：－２＜ｆ１／ｆｇ２＜０を満足するものとすることができる。さらに、撮像レンズ１０１から１０３は、条件式（４′）：－１＜ｆ１／ｆｇ２＜－０．５を満足することが望ましく、条件式（４″）：－０．９＜ｆ１／ｆｇ２＜－０．６を満足することがより望ましい。
　また、撮像レンズ１０１から１０３は、条件式（５）：１．５＜（ｄｓｉ）／ｆ＜３．２を満足するものとすることができる。さらに、撮像レンズ１０１から１０３は、条件式（５′）：１．８＜（ｄｓｉ）／ｆ＜２．８を満足することが望ましく、条件式（５″）：２＜（ｄｓｉ）／ｆ＜２．５を満足することがより望ましい。
　また、撮像レンズ１０１から１０３は、条件式（６）：０．４２＜（ｄｓｉ）／Ｌ＜１を満足するものとすることができる。さらに、撮像レンズ１０１から１０３は、条件式（６′）：０．４５＜（ｄｓｉ）／Ｌ＜０．９を満足することが望ましく、条件式（６″）：０．４８＜（ｄｓｉ）／Ｌ＜０．８を満足することがより望ましい。
　以下に各条件式に関する作用効果についてまとめて説明する。
〔νｄ２＋νｄ３の範囲を規定する条件式の作用効果〕
　条件式（１ａ）、（１ｂ）それぞれは、第２レンズＬ２のｄ線におけるアッベ数の値と第３レンズＬ３のｄ線におけるアッベ数の値との加算値の範囲を規定するものである。
　条件式（１ａ）、または（１ｂ）を満足するように撮像レンズや撮像装置を構成することにより、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とで構成される接合レンズによる有用な色消しの効果を得ることができる。
　条件式（１ａ）、または（１ｂ）の上限を上回ると、軸上色収差の短波長側がオーバー（補正過剰）になる。一方、条件式（１ａ）、または（１ｂ）の下限を下回ると、軸上色収差の短波長側がアンダー（補正不足）になる。
　なお、上述の条件式（１ａ′）、（１ａ″）、（１ｂ′）、（１ｂ″）の作用、効果は、上記条件式（１ａ）、（１ｂ）の場合と同様である。
〔νｄ２－νｄ３の範囲を規定する条件式の作用効果〕
　条件式（２）は、第２レンズＬ２のｄ線におけるアッベ数の値から第３レンズＬ３のｄ線におけるアッベ数の値を減算した値の範囲を規定するものである。
　条件式（２）を満足するように撮像レンズや撮像装置を構成することにより、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とで構成される接合レンズによる有用な色消しの効果を得ることができる。
　条件式（２）の上限を上回ると、軸上色収差の短波長側がオーバー（補正過剰）となる。一方、条件式（２）の下限を下回ると、軸上色収差の短波長側がアンダー（補正不足）となる。
　なお、上述の条件式（２′）、（２″）の作用、効果は、上記条件式（２）の場合と同様である。
〔ｆｇ２／ｆの範囲を規定する条件式の作用効果〕
　条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離（第２レンズＬ２～第５レンズＬ５の合成焦点距離）ｆｇ２とレンズ全系の焦点距離ｆとの比率の範囲を規定するものである。
　条件式（３）を満足するように撮像レンズや撮像装置を構成することにより、コンパクト化を図りつつバックフォーカスを長くすることができる。
　条件式（３）の上限を上回ると、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離が長くなるために光学全長Ｌが伸びてしまう。この光学全長Ｌの伸びを抑えようとすると、マージナル光線における球面収差とこのマージナル光線の７割近傍の高さを通る光線における球面収差との差（球面収差の膨らみ）が大きくなる。一方、条件式（３）の下限を下回ると、光学全長Ｌは短縮傾向にはなるが、球面収差がアンダー側に倒れてしまい、この球面収差が補正不足となる。
　なお、上述の条件式（３′）、（３″）の作用、効果は、上記条件式（３）の場合と同様である。
〔ｆ１／ｆｇ２の範囲を規定する条件式の作用効果〕
　条件式（４）は、第１レンズ群１Ｇの焦点距離ｆ１と第２レンズ群２Ｇの焦点距離ｆｇ２との比率の範囲を規定するものである。
　条件式（４）を満足するように撮像レンズや撮像装置を構成することにより、コンパクト化を図りつつ、球面・像面のバランスを適切に保つことができる。
　条件式（４）の上限を上回ると、長いバックフォーカスを確保しやすくなるが、球面収差がオーバーになりすぎる。一方、条件式（４）の下限を下回ると、第１レンズ群１Ｇの屈折力が第２レンズ群２Ｇの屈折力に比べて弱くなるためバックフォーカスが短くなり、かつ、像面がアンダー側に倒れる。
　なお、上述の条件式（４′）、（４″）の作用、効果は、上記条件式（４）の場合と同様である。
〔（ｄｓｉ）／ｆの範囲を規定する条件式の作用効果〕
　条件式（５）は、絞りＳｔと結像面Ｋｍとの光軸Ｚ１上における間隔ｄｓｉと、レンズ全系の焦点距離ｆとの比率の範囲を規定するものである。
　条件式（５）を満足するように撮像レンズや撮像装置を構成することにより、撮像レンズや撮像装置をコンパクト化することができる。
　条件式（５）の上限を上回ると、光学全長Ｌが伸びる。この光学全長Ｌの伸びを抑えようとすると、上述のように球面収差の膨らみが大きくなり性能劣化が生じる。一方、条件式（５）の下限を下回ると、バックフォーカスが短くなる。
　なお、上述の条件式（５′）、（５″）の作用、効果は、上記条件式（５）の場合と同様である。
〔（ｄｓｉ）／Ｌの範囲を規定する条件式の作用効果〕
　条件式（６）は、絞りＳｔと結像面Ｋｍとの光軸Ｚ１上における間隔ｄｓｉと、光学全長Ｌとの比率の範囲を規定するものである。
　条件式（６）を満足するように撮像レンズや撮像装置を構成することにより、撮像レンズや撮像装置をコンパクト化することができる。
　条件式（６）の上限を上回ると、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が狭くなるため、高次の球面収差が発生し性能が劣化する。一方、条件式（６）の下限を下回ると、光学全長Ｌが伸びる。この光学全長Ｌの伸びを抑えようとすると、上述のように球面収差の膨らみが大きくなり性能劣化が生じる。
　なお、上述の条件式（６′）、（６″）の作用、効果は、上記条件式（６）の場合と同様である。
　なお、上記撮像レンズ１００を撮像装置２００に適用する際には、その撮像装置２００の構成に応じて撮像レンズ１００と撮像素子２１０との間にカバーガラスや、ローパスフィルタ、あるいは赤外線カットフィルタ等の、実質的に屈折力を有さない光学要素ＬＬを配置することができる。例えば、撮像レンズ１００が、車載カメラに搭載されて夜間の監視用カメラとして使用される場合には、撮像レンズ１００と撮像素子２１０との間に、紫外光から青色光に亘る波長を持つ光をカットするようなフィルタを挿入することが望ましい。
　また、撮像レンズ１００と撮像素子２１０との間にローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等を配置する代わりに、撮像レンズを構成するレンズの間に各種フィルタを配置したり、撮像レンズを構成するレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を奏する薄膜を形成すること（コーティングを施すこと）もできる。
　上記撮像レンズ１００が、例えば屋外の監視に適用される場合には、寒冷地の外気から熱帯地方の夏の車内まで広い温度範囲で使用可能なことが要求される。そのような場合には各撮像レンズを構成する全てのレンズの材質がガラスであることが好ましい。また、安価にレンズを製作するために、各撮像レンズを構成する全てのレンズが球面レンズであることが好ましい。しかしながら、コストよりも光学性能を優先する場合には非球面レンズを採用することができる。
　次に、本発明による撮像レンズの具体的な数値データを示す実施例について説明する。
　以下、図２～６、図７～１１、表１～６を参照し、本発明の撮像レンズの実施例１～５それぞれの数値データ等についてまとめて説明する。なお、上記図１中の符号と一致する図２～６中の符号は互に対応する構成を示している。
　なお、実施例１から５の撮像レンズは、上記条件式の全てを満足するように構成されている。また、実施例１～５の各撮像レンズを構成するレンズは全て球面レンズである。
＜実施例１＞
　図２は、実施例１の撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
　また、表１は、実施例１の撮像レンズのレンズデータを示すものである。表１に示すレンズデータにおいて、面番号ｉは最も物体側に配置された面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、・・・）の面Ｓｉの面番号を示す。なお、表１のレンズデータには開口絞りＳｔ、パワーを持たない光学要素ＬＬも含めて面番号を付している。
　表１中の記号Ｒｉはｉ番目（ｉ＝１、２、３、・・・）の面の曲率半径を示し、記号Ｄｉはｉ（ｉ＝１、２、３、・・・）番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。記号Ｒｉおよび記号Ｄｉは、レンズ面や開口絞り等を示す記号Ｓｉ（ｉ＝１、２、３、・・・）と番号が対応している。
　また、表１中の記号Ｎｄｊは最も物体側の光学要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、・・・）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊはｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示す。表１において、曲率半径および面間隔の単位はｍｍであり、曲率半径は物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。
　なお、上記のような光学系は、一般にレンズ等の光学要素の寸法を比例拡大または比例縮小しても所定の性能を維持することが可能なため、上記レンズデータ全体を比例拡大または比例縮小した撮像レンズについても本発明に係る実施例とすることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図７に、実施例１の撮像レンズの収差図を示す。図７には球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差の収差図を示す。記号（ａ）で示す図が球面収差を、記号（ｂ）で示す図が非点収差を、記号（ｃ）で示す図がディストーションを、記号（ｄ）で示す図が倍率色収差を表している。
　なお、図７中には、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線の各波長を持つ光に関する諸収差が示されている。
　また、非点収差図の実線はサジタル方向の収差、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。また、球面収差図の上部に記載のＦはＦナンバーを意味し、その他の収差図の上部に記載のωは半画角を意味する。
　さらに、実施例１～５の各撮像レンズについて、上記条件式中の各数式に対応する値を表６に示す。なお、各条件式中に記載されている数式の値は、表１に示すレンズデータ等から求めることができる。
　上記レンズデータ等から解るように実施例１の撮像レンズは、諸収差が良好に補正された、明るく広画角でコンパクトな撮像レンズとすることができる。
　上記実施例１の撮像レンズの構成を示す図２、諸収差を示す図７、レンズデータを示す表１、および各条件式に関する表６の読取り方等は、後述する実施例２～５についても同様なので、後述の実施例２から５についてはそれらの説明は省略する。
＜実施例２＞
　図３は、実施例２の撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
　この実施例２の撮像レンズは、上記条件式を全て満足するように構成されている。
　また、図８は、実施例２の撮像レンズの諸収差を示す図である。
　下記表２に実施例２の撮像レンズのレンズデータを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
＜実施例３＞
　図４は、実施例３の撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
　この実施例３の撮像レンズは、上記条件式を全て満足するように構成されている。
　また、図９は、実施例３の撮像レンズの諸収差を示す図である。
　下記表３に実施例３の撮像レンズのレンズデータを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
＜実施例４＞
　図５は、実施例４の撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
　この実施例４の撮像レンズは、上記条件式を満足するように構成されている。
　また、図１０は、実施例４の撮像レンズの諸収差を示す図である。
　下記表４に実施例４の撮像レンズのレンズデータを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
＜実施例５＞
　図６は、実施例５の撮像レンズの概略構成を示す断面図である。
　この実施例５の撮像レンズは、上記条件式を全て満足するように構成されている。
　また、図１１は、実施例５の撮像レンズの諸収差を示す図である。
　下記表５に実施例５の撮像レンズのレンズデータを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　下記表６は、上述のように各条件式に関する値を示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　上記のことからわかるように、実施例１～５の撮像レンズは、諸収差が良好に補正された、明るく広画角でコンパクトな撮像レンズとすることができる。
　図１２に、本発明の撮像装置の実施形態の具体的な１例として、監視用カメラの概略構成図を示す。図１２に示す監視用カメラ２００は、略円筒状の鏡筒の内部に配置された本発明の撮像レンズ１００と、撮像レンズ１００によって結像された被写体の光学像を撮像する撮像素子２１０とを備えている。撮像レンズ１００を通してこの撮像素子２１０の受光面上に形成された光学像は電気信号Ｇｓに変換されて、この監視用カメラ２００から出力される。
　以上、第１～第３の実施形態の撮像レンズ、第１～第３の実施形態の撮像装置、および実施例１～５を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
　また、撮像装置の実施形態の具体的な１例として、本発明を監視用カメラに適用した例について図示して説明したが、本発明はこのような用途に限定されるものではなく、例えば、ビデオカメラや電子スチルカメラ、携帯端末用カメラ、車載用カメラ、欠損の検知や個体の識別などを目的とする読取用カメラ等にも適用可能である。

Claims (18)

  1. 　物体側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群を有し、
    　前記第１レンズ群は、一枚の両凹レンズである第１レンズのみからなり、
    　前記第２レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズである第２レンズと負のメニスカスレンズである第３レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズと、絞りと、両凸レンズである第４レンズと負のメニスカスレンズである第５レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズとからなることを特徴とする撮像レンズ。
  2. 　物体側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群を有し、
    　前記第１レンズ群は、一枚の両凹レンズである第１レンズのみからなり、
    　前記第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズである第２レンズと負レンズである第３レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズと、絞りと、正レンズである第４レンズと負レンズである第５レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズとからなり、
    　以下の条件式（１ａ）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
    　　　５０＜νｄ２＋νｄ３＜１１０　・・・（１ａ）
    ただし、
    νｄ２：第２レンズのｄ線におけるアッベ数
    νｄ３：第３レンズのｄ線におけるアッベ数
  3. 　以下の条件式（１ａ′）を満足することを特徴とする請求項２記載の撮像レンズ。
    　　　６０＜νｄ２＋νｄ３＜１００　・・・（１ａ′）
  4. 　以下の条件式（１ａ″）を満足することを特徴とする請求項２記載の撮像レンズ。
    　　　６５＜νｄ２＋νｄ３＜８５　・・・（１ａ″）
  5. 　物体側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群を有し、
    　前記第１レンズ群は、一枚の両凹レンズである第１レンズのみからなり、
    　前記第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズである第２レンズと負レンズである第３レンズとを物体側からこの順に接合してなる全体として正の屈折力を持つ接合レンズと、絞りと、正レンズである第４レンズと、負レンズである第５レンズとからなり、
    　以下の条件式（１ｂ）、（２）を同時に満足することを特徴とする撮像レンズ。
    　　　３５＜νｄ２＋νｄ３＜９０　・・・（１ｂ）
    　　　－４０＜νｄ２－νｄ３＜６０　・・・（２）
    ただし、
    νｄ２：第２レンズのｄ線におけるアッベ数
    νｄ３：第３レンズのｄ線におけるアッベ数
  6. 　以下の条件式（１ｂ′）を満足することを特徴とする請求項５記載の撮像レンズ。
    　　　４０＜νｄ２＋νｄ３＜８５　・・・（１ｂ′）
  7. 　以下の条件式（１ｂ″）を満足することを特徴とする請求項５記載の撮像レンズ。
    　　　４５＜νｄ２＋νｄ３＜８２　・・・（１ｂ″）
  8. 　以下の条件式（２′）を満足することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    　　　－２０＜νｄ２－νｄ３＜５５　・・・（２′）
  9. 　以下の条件式（２″）を満足することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    　　　０＜νｄ２－νｄ３＜４０　・・・（２″）
  10. 　前記第２レンズが、両凸レンズであり、
    　前記第３レンズが、物体側に凹面を向けた負レンズであり、
    　前記第４レンズが、両凸レンズであり、
    　前記第５レンズが、物体側に凹面を向けた負レンズであることを特徴とする請求項２から９のいずれか１項記載の撮像レンズ。
  11. 　前記第３レンズが、メニスカス形状をなすものであることを特徴とする請求項２から１０のいずれか１項記載の撮像レンズ。
  12. 　前記第５レンズが、メニスカス形状をなすものであることを特徴とする請求項２から１１のいずれか１項記載の撮像レンズ。
  13. 　前記第４レンズと前記第５レンズとが、互いに接合された全体として正の屈折力を持つ接合レンズをなすものであることを特徴とする請求項２から１２のいずれか１項記載の撮像レンズ。
  14. 　以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    　　　０．５＜ｆｇ２／ｆ＜２．５　・・・（３）
    ただし、
    ｆｇ２：第２レンズ群の焦点距離
    ｆ：レンズ全系の焦点距離
  15. 　以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    　　　－２＜ｆ１／ｆｇ２＜０　・・・（４）
    ただし、
    ｆ１：第１レンズの焦点距離
    ｆｇ２：第２レンズ群の焦点距離
  16. 　以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    　　　１．５＜（ｄｓｉ）／ｆ＜３．２　・・・（５）
    ただし、
    ｄｓｉ：絞りと結像面の光軸上での間隔（バックフォーカス部分は空気換算距離）
    ｆ：レンズ全系の焦点距離
  17. 　以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    　　　０．４２＜（ｄｓｉ）／Ｌ＜１　・・・（６）
    ただし、
    Ｌ：光学全長
  18. 　請求項１から１７のいずれか１項記載の撮像レンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
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