撮像レンズ及び撮像装置
【課題】撮像面が湾曲した固体撮像素子に結像するための撮像レンズであって、小型かつ高性能で、シェーディングを抑制できる撮像レンズを提供すること。
【解決手段】撮像レンズ１０は、固体撮像素子５１に被写体像を結像させるものであって、正レンズと負レンズを含む２枚以上のレンズからなる。固体撮像素子５１の撮像面Ｉは、浅い凹の球面状に湾曲しており、光軸ＡＸのまわりに対称性を有する回転面となっている。撮像レンズ１０は、最像側レンズである第３レンズＬ３と固体撮像素子５１との間以外の位置に開口絞りＳを有する。この撮像レンズ１０は、既に説明した条件式（１）
０．４３＜ＹＤ／ＥＸＰＣ＜２．００ … （１）
を満足する。ここで、ＹＤは、撮像面の最大像高であり、ＥＸＰＣは、近軸射出瞳位置すなわち射出瞳位置と撮像面Ｉとの光軸上の距離である。
【解決手段】撮像レンズ１０は、固体撮像素子５１に被写体像を結像させるものであって、正レンズと負レンズを含む２枚以上のレンズからなる。固体撮像素子５１の撮像面Ｉは、浅い凹の球面状に湾曲しており、光軸ＡＸのまわりに対称性を有する回転面となっている。撮像レンズ１０は、最像側レンズである第３レンズＬ３と固体撮像素子５１との間以外の位置に開口絞りＳを有する。この撮像レンズ１０は、既に説明した条件式（１）
０．４３＜ＹＤ／ＥＸＰＣ＜２．００ … （１）
を満足する。ここで、ＹＤは、撮像面の最大像高であり、ＥＸＰＣは、近軸射出瞳位置すなわち射出瞳位置と撮像面Ｉとの光軸上の距離である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ型イメージセンサーあるいはＣＭＯＳ型イメージセンサー等の固体撮像素子を用いた、デジタル一眼カメラやコンパクトカメラ等に好適な撮像レンズと、これを組み込んだ撮像装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル一眼レフカメラやコンパクトカメラなどに用いられる固体撮像素子において、近年では、撮像素子の画素ピッチの小型化が進み、高画素を維持しながら、撮像素子の小型化が実現している。撮像素子が小型化されると、撮像レンズの小型化も可能になり、そのような撮像素子に最適な、小型で高性能を有する撮像レンズが提案されている。
【０００３】
一方、ミラーレスの一眼レフカメラ（以下、一眼カメラとも呼ぶ）が商品化され、カメラの小型化が図られている。このような一眼カメラは、撮像レンズと撮像素子との間にミラーを配置しない構成なので、撮像レンズのバックフォーカスを長く設定する必要がない。そのため、さらに小型で高性能を有する撮像レンズが提案されている。
【０００４】
一般にデジタル一眼カメラ用のレンズは、携帯端末用レンズにくらべ、高い性能が要求されるため、諸収差を十分に補正するだけでなく、撮像面に入射する光束の主光線入射角、いわゆるテレセントリック特性を良好に補正する必要がある。このため、撮像レンズの射出瞳位置を撮像面から離れた位置に設定するとともに、撮像レンズと撮像面との距離を大きくとらざるを得ず、撮像素子を含めた光学系のコンパクト化が阻害されていた。
【０００５】
近年、撮像素子の撮像面を湾曲化させる試みも行われている。撮像面を撮像レンズ側に凹面になるように湾曲させると、平面の撮像面に比べて撮像面への主光線入射角を小さくできるため、さらに撮像レンズおよび撮像装置の小型化が可能になる。
【０００６】
特許文献１に、固体撮像素子を湾曲させた撮像装置が開示されている。特許文献１では、固体撮像素子を球面形状に湾曲させ、最終レンズを正レンズとすることにより、主光線入射角を小さく抑えている。最終レンズを正レンズで構成すると、周辺光束は正レンズにより光束の跳ね上げが抑えられるため、撮像面の周辺部への主光線入射角を小さくするには有利であるが、バックフォーカスが長くなるため小型化が難しい。さらに、特許文献１は、正レンズの物体側に負レンズを配置し、歪曲収差や像面湾曲をバランスよく補正し、小型で解像度の高い撮像装置を提供している。しかしながら、対角像高は３ｍｍ〜４ｍｍ程度で撮像の画面サイズが小さいため、撮像素子の画素ピッチの小型化が進んだとしても、固体撮像素子の高画素化（たとえば１０００万画素以上）は難しい。また、撮像レンズ全体を比例拡大して画面サイズの大きい撮像レンズとして用いることも考えられるが、これに伴って色収差や球面収差も拡大されるため、高画素用の撮像レンズとしては収差補正が不十分であり、高性能を有する撮像装置を得ることは望めない。
【０００７】
特許文献２に、レンズ付フィルムカメラ用の撮像レンズが開示されている。レンズで発生する像面湾曲にあわせて、フィルム面（撮像面）を湾曲させることにより、性能向上を図ったものである。しかし、ロールフィルムを使用するカメラ用の撮像レンズであるため、この種のカメラの構造上、フィルム面は画面長辺方向のみに湾曲するいわゆるシリンドリカルな撮像面になっている。そのため、画面長辺方向は良好な性能が得られるものの、画面短辺方向の撮像面は平面のままなので、性能向上が図れないばかりか、像面湾曲の補正状況によっては劣化を招く場合もあり得る。
【０００８】
さらに、特許文献２は、前述の通りフィルムカメラ用の撮像レンズであるため、撮像面に入射する光束の主光線入射角については、撮像面周辺部において必ずしも十分小さい設計にはなっていない。固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズにおいては、テレセントリック特性が良好に補正されていないと、光束が固体撮像素子に対し斜めに入射し、撮像面周辺部において実質的な開口効率が減少する現象（シェーディング）が生じ、周辺光量不足となって結像性能を劣化させてしまう。
【０００９】
その他、特許文献３に、小型のレンズシャッターカメラ用のレンズが開示され、特許文献４に、コンパクトカメラ用のレンズが開示され、特許文献５に、一眼レフカメラ用の交換レンズが開示され、特許文献６に、デジタル一眼カメラ用の広角レンズが開示されている。しかしながら、特許文献３〜６に記載のレンズは、いずれも撮像面が平坦であることが前提となっている。これらのうち、特許文献３、４のレンズは、フィルムカメラ用の撮像レンズであり、撮像面に入射する光束の主光線入射角については、撮像面周辺部において必ずしも十分小さい設計にはなっていないため、固体撮像素子を使用した撮像レンズへ適用した場合、高性能を得ることは難しい。また、特許文献５、６のレンズは、撮像面に入射する光束の主光線入射角は十分に補正されているものの、そのためにレンズ全長が大きくなってしまっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１８４７８３号公報
【特許文献２】特開２００６−４７９４４号公報
【特許文献３】特開平１１−１８３７９６号公報
【特許文献４】特開２００６−３５６９号公報
【特許文献５】特開２０１０−１４８９７号公報
【特許文献６】特開２０１０−１８６０１１号公報
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子の撮像面が湾曲したことを利用することにより、小型かつ高性能で、シェーディングを抑制でき、比較的画面サイズが大きい撮像素子が使用される、デジタル交換レンズカメラやコンパクトカメラなどに好適な撮像レンズを提供することを目的とする。
また、本発明は、上記のような撮像レンズを備える撮像装置を提供することを目的とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る撮像レンズは、固体撮像素子に被写体像を結像させるための撮像レンズであって、固体撮像素子の撮像面が、画面周辺部に向かって物体側へ倒れるように任意の断面で湾曲しており、撮像面の最大像高が５ｍｍより大きく、撮像レンズは少なくとも正レンズと負レンズを含む２枚以上のレンズで構成され、最像側レンズと撮像素子の間以外の位置に開口絞りを有し、以下の条件式（１）を満足する。
０．４３＜ＹＤ／ＥＸＰＣ＜２．００ … （１）
ただし、
ＹＤ：撮像面の最大像高
ＥＸＰＣ：近軸射出瞳位置（射出瞳位置と撮像面との光軸上の距離）
【００１３】
本発明の撮像レンズによる結像が行われる撮像面は、従来のフィルムカメラのような長辺方向のみの湾曲ではなく、光軸を中心とする３６０°度全ての方向に曲率を持つように湾曲した湾曲面を想定している。
【００１４】
固体撮像素子の撮像面が湾曲していることにより、小型化と高性能化とを両立させることができる。撮像面は、撮像レンズ側に湾曲させると、撮像面に入射する光束の主光線入射角の補正、いわゆるテレセントリック特性の補正に関して有利になる。つまり、撮像面が平面の場合より、周辺で撮像レンズ側に向かって湾曲している場合の方が、撮像面に入射する光束の主光線入射角が小さくなるため、撮像レンズ側でテレセントリック特性の補正を十分に行わなくても、実質的な開口効率が減少せずシェーディングの発生を抑えることができる。また、像面湾曲や歪曲収差、コマ収差等の補正を優先できるため十分な収差補正が容易になり、小型化も可能になる。ここで、本発明では、撮像面の湾曲形状が、画面の長辺方向と短辺方向のどちらも同様に画面周辺部に向かって物体側へ倒れるように湾曲していることを前提としているが、その形状は必ずしも球面形状である必要はなく、非球面形状、放物面形状、ＸＹ多項式面形状等、任意の数式で表現できる面形状であれば何でもよく、レンズ系で発生する像面湾曲の形状にフィットするような形状とすることで、画面全体にわたり性能を向上させることが可能となる。
【００１５】
本発明の撮像レンズは、少なくとも正レンズと負レンズとを含む２枚以上のレンズで構成され、最像側レンズと固体撮像素子との間以外の位置に開口絞りを有する。このように、少なくとも正レンズと負レンズとを含む２枚以上のレンズを使用することにより、色収差、球面収差、及びコマ収差が良好に補正され、撮像レンズの高性能化を図ることができる。また、最像レンズと固体撮像素子との間に絞りを有する、いわゆる後置絞りとすると、撮像面への像光の入射角度が非常に大きくなり、撮像面を湾曲しただけでは補いきれなくなってしまう。そのため構成要素のレンズ（レンズ群）の間、または構成要素のレンズ（レンズ群）の最も物体側に開口絞りを有することが望ましい。
【００１６】
条件式（１）は、撮像レンズの小型化と良好なテレセントリック特性とを確保するために、撮像面サイズに対する射出瞳位置を適切に設定する条件式である。射出瞳位置を撮像面に近づけると、撮像レンズ全長の短縮化を図ることができるが、テレセントリック特性は悪化してしまう。撮像面サイズが小さければ、射出瞳位置を撮像面に近づけても、撮像面に入射する周辺光束の角度は小さいので、テレセントリック特性を良好に保てるが、射出瞳位置を撮像面に近づけたまま、大きい撮像面サイズの撮像素子を使用した場合は、撮像面に入射する周辺光束の角度が大きくなり、テレセントリック特性は悪化してしまう。撮像面を物体側へ倒れるように湾曲させることと、撮像面サイズ及び射出瞳位置を適切に設定することとにより、テレセントリック特性を良好に保ちながら、より射出瞳位置を像面に近づけ、撮像レンズ全長の短縮化を図ることができる。
【００１７】
条件式（１）の値が下限を上回ることで、射出瞳位置を適度に撮像面に近づけることができ、結果として撮像レンズ全長の短縮化を達成できる。一方、上限を下回ることで、射出瞳位置が過度に撮像面に近づくことがなくなり、適度に周辺光束の射出瞳位置を撮像面から遠ざけることができるため、テレセントリック特性に関して有利となる。そのため、撮像面の湾曲によるテレセントリック特性の補正の負担が軽減され、撮像面の湾曲を撮像レンズで発生する像面湾曲に合わせ易くなるため、良好な性能を確保することができる。
【００１８】
また、上述のような観点から、より望ましくは、値ＹＤ／ＥＸＰＣを下式の範囲とする。
０．４３＜ＹＤ／ＥＸＰＣ＜１．５０ … （１）'
さらに、より望ましくは、下式の範囲がよい。
０．４５≦ＹＤ／ＥＸＰＣ＜１．２０ … （１）”
【００１９】
本発明の具体的な態様又は側面では、上記撮像レンズにおいて、湾曲した撮像面の湾曲量は、以下の条件式（２）を満足する。
０．０５＜ＳＡＧＩ／ＹＤ＜０．５０ … （２）
ただし、
ＳＡＧＩ：最大像高における撮像面の光軸方向の変位量
ＹＤ：撮像面の最大像高
【００２０】
条件式（２）は、撮像面の湾曲量を適切に設定するための条件式である。下限を上回ると、撮像面の湾曲量を適度に維持することができ、撮像レンズでのテレセントリック特性や像面湾曲についての補正負担が増大することを防げるため、ペッツバール和が小さくなり過ぎず、コマ収差や色収差を良好に補正できる。一方、上限を下回ると、撮像面の湾曲量が大きくなり過ぎて像面湾曲が補正過剰となることを防ぐことができる。また、撮像レンズの最終面と撮像面とが近づきすぎるのを防ぎ、ＩＲカットフィルター等を挿入するための空気間隔を充分に確保できる。
【００２１】
また、上述のような観点から、より望ましくは、値ＳＡＧＩ／ＹＤを下式の範囲とする。
０．０９≦ＳＡＧＩ／ＹＤ＜０．４０ … （２）'
【００２２】
本発明の別の側面では、湾曲した撮像面は球面形状を有し、以下の条件式（３）を満足する。
−８．０＜ＲＩ／ＹＤ＜−１．０ … （３）
ただし、
ＲＩ：撮像面の曲率半径
ＹＤ：撮像面の最大像高
【００２３】
撮像面を球面形状とすることで、撮像面が複雑な形状とならず、撮像面を湾曲させる製造プロセスの難易度を低減させることができる。
【００２４】
条件式（３）は、撮像面の湾曲量を適切に設定するための条件式である。下限を上回ると、撮像面の湾曲量を適度に維持することができ、撮像レンズでのテレセントリック特性や像面湾曲の補正負担を増大することを防げるため、ペッツバール和が小さくなり過ぎず、コマ収差や色収差を良好に補正できる。一方、上限を下回ると、撮像面の湾曲量が大きくなり過ぎて像面湾曲が補正過剰となることを防ぐことができる。また、撮像レンズの最終面と撮像面とが近づきすぎるのを防ぎ、ＩＲカットフィルター等を挿入するための空気間隔を充分に確保できる。
【００２５】
また、上述のような観点から、より望ましくは、値ＲＩ／Ｙを下式の範囲とする。
−６＜ＲＩ／Ｙ＜−１．０ … （３）'
【００２６】
本発明のさらに別の側面では、最も物体側のレンズは正の屈折力を有し、最も像側のレンズは正の屈折力を有する。
【００２７】
撮像レンズにおいて、最も物体側レンズが正の屈折力を有し、最も像側レンズが正の屈折力を有する構成（第１タイプ）にすると、撮像レンズは光軸に沿って対称に近い構成になり、歪曲収差や球面収差、コマ収差を良好に補正できる。そのため、高い性能を維持しながら、射出瞳位置を像面に近づけて全長の短縮化を図ることができる。最終レンズを正レンズで構成すると、周辺光束は正レンズにより光束の跳ね上げが抑えられるため、撮像面の湾曲によるテレセントリック特性の補正の負担が軽減され、撮像面の湾曲を撮像レンズで発生する像面湾曲にあわせ易くなるため、良好な性能を確保することができる。
【００２８】
望ましくは、開口絞りを、最も物体側の正レンズと最も像側の正レンズとの間に配置する。これにより、光軸に沿って絞りを挟んで対称に近いレンズ構成になり、収差を良好に補正でき、好ましい。さらに望ましくは、絞りの近傍に負レンズを配置すると、正レンズで発生する収差を打ち消すことができるため、さらに良好に収差補正ができ、大口径化も可能になり、高画素の撮像素子に適した撮像レンズを提供でき、好ましい。
【００２９】
本発明のさらに別の側面では、最も物体側のレンズは正の屈折力を有し、最も像側のレンズは負の屈折力を有する。
【００３０】
撮像レンズにおいて、最も物体側レンズは正の屈折力を有し、最も像側レンズは負の屈折力を有する構成（第２タイプ）にすると、撮像レンズはテレフォトタイプの構成になり、レンズ全長の短縮化に有利である。最終レンズを負レンズで構成すると、周辺光束は負レンズにより跳ね上げられる光束になるため、撮像面が平面の場合、テレセントリック特性が悪化してしまうが、本発明のように撮像面を湾曲させると、テレセントリック特性を良好に補正できる。また、撮像面を湾曲させることにより、撮像レンズで発生する像面湾曲を軽減できるため、小型でシェーディングの少ない良好な性能を有する撮像レンズを提供できる。
【００３１】
望ましくは、開口絞りを、最も物体側の正レンズと最も像側の負レンズとの間に配置する。これにより、レンズを通過する周辺光束の高さを、同じような高さにできるので、レンズ径が大きくなることを抑えられるとともに、収差補正に関して有利になり良好な性能を確保することができる。さらに望ましくは、最も像側の負レンズの像側面を、像側に凸面を向けたメニスカス形状にする。これにより、最終面を射出する周辺光束の跳ね上げが抑えられるため、撮像面の湾曲によるテレセントリック特性の補正の負担が軽減され、撮像面の湾曲を撮像レンズで発生する像面湾曲にあわせ易くなるため、良好な性能を確保することができる。
【００３２】
さらに望ましくは、下記の条件式を満足すると、好ましい。
−２．０＜ｆＦｐ／ｆＲｎ＜−０．１ … （４）
ただし、
ｆＦｐ：最も物体側の正レンズの焦点距離
ｆＲｎ：最も像側の負レンズの焦点距離
【００３３】
条件式（４）の下限を上回ることで、正レンズにくらべて負レンズの焦点距離が小さくなりすぎて、撮像レンズ全系が非対称になりすぎることを抑えられるので、良好に収差の補正ができる。一方、上限を下回ることで、正レンズにくらべて負レンズの焦点距離が大きくなりすぎて、レンズ全長の大型化を抑えられる。
【００３４】
本発明のさらに別の側面では、最も物体側のレンズは負の屈折力を有し、最も像側のレンズは正の屈折力を有する。
【００３５】
撮像レンズは、最も物体側レンズは負の屈折力を有し、最も像側レンズは正の屈折力を有する構成（第３タイプ）にすると、撮像レンズはレトロフォーカスタイプの構成になり、バックフォーカスを長く確保でき、テレセントリック特性が良好に補正できる。また、焦点距離を短くしてもバックフォーカスの確保が容易なため、撮像レンズを広角化することができる。広角化により、撮像レンズの入射画角が大きくなると、像面湾曲が増大し周辺性能が劣化するが、本発明のように撮像面を湾曲させると、撮像レンズで発生する像面湾曲を結果として軽減できるため、画面全体にわたり良好な性能を確保できる。さらに、最終レンズが正レンズで構成されているので、周辺光束は正レンズにより光束の跳ね上げが抑えられるため、撮像面の湾曲によるテレセントリック特性の補正の負担が軽減され、撮像面の湾曲を撮像レンズで発生する像面湾曲にあわせ易くなるため、良好な性能を確保することができる。
【００３６】
望ましくは、開口絞りを、最も物体側の負レンズと最も像側の正レンズとの間に配置する。これにより、レンズを通過する周辺光束の高さを、同じような高さにできるので、レンズ径が大きくなることを抑えられるとともに、収差補正が有利になり良好な性能を確保することができる。
【００３７】
さらに望ましくは、下記の条件式を満足すると、好ましい。
−４．０＜ｆＦｎ／ｆＲｐ＜−０．４ … （５）
ただし、
ｆＦｎ：最も物体側の負レンズの焦点距離
ｆＲｐ：最も像側の正レンズの焦点距離
【００３８】
条件式（５）の下限を上回ることで、負レンズにくらべて正レンズの焦点距離が小さくなりすぎて、撮像レンズ全系が非対称になりすぎることを抑えられるので、良好に収差の補正ができる。一方、上限を下回ることで、負レンズにくらべて正レンズの焦点距離が大きくなりすぎて、バックフォーカスが長くなりすぎることを抑えられるのでレンズ全長の小型化ができる。
【００３９】
本発明のさらに別の側面では、最も物体側のレンズは負の屈折力を有し、最も像側のレンズは負の屈折力を有する。
【００４０】
撮像レンズにおいて、最も物体側レンズは負の屈折力を有し、最も像側レンズは負の屈折力を有する構成（第４タイプ）にすると、撮像レンズは光軸に沿って対称に近い構成になり、歪曲収差、球面収差、及びコマ収差を良好に補正できる。そのため、高い性能を維持しながら、射出瞳位置を像面に近づけて全長の短縮化を図ることができる。最も物体側に負レンズを配置すると、広い範囲の光束を撮像レンズに入射させることができるため、撮像レンズの広角化が図れる。また、最も像側に負レンズを配置すると、バックファーカスを短くできるため、撮像レンズの短縮化が図れる。さらに、撮像面を湾曲させることにより、像面湾曲の補正もできるため、小型で性能が良好な撮像レンズを提供できる。
【００４１】
望ましくは、開口絞りを、最も物体側の負レンズと最も像側の負レンズとの間に配置する。これにより、光軸に沿って絞りを挟んで対称に近いレンズ構成になり、収差を良好に補正でき、好ましい。さらに望ましくは、絞りの近傍に正レンズを配置する。これにより、正レンズと負レンズとで収差を打ち消すことができるため、さらに良好に収差補正ができ、良好な性能を有する広角化な撮像レンズを提供でき、好ましい。さらに望ましくは、最も像側の負レンズの像側面は、像側に凸面を向けたメニスカス形状にする。これにより、最終面を射出する周辺光束の跳ね上げが抑えられるため、撮像面の湾曲によるテレセントリック特性の補正の負担が軽減され、撮像面の湾曲を撮像レンズで発生する像面湾曲にあわせ易くなるため、良好な性能を確保することができる。
【００４２】
上記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置は、上述の撮像レンズと、固体撮像素子とを備える。本発明の撮像レンズを用いることで、小型かつ高性能で、シェーディングを抑制できるとともに、比較的画面サイズが大きい撮像素子が使用されるような撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態の撮像装置を説明する図である。
【図２】実施例１の撮像レンズの断面図である
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は、第１実施例の撮像レンズの収差図である。
【図４】実施例２の撮像レンズの断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は、第２実施例の撮像レンズの収差図である。
【図６】実施例３の撮像レンズの断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｅ）は、第３実施例の撮像レンズの収差図である。
【図８】実施例４の撮像レンズの断面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｅ）は、第４実施例の撮像レンズの収差図である。
【図１０】実施例５の撮像レンズの断面図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｅ）は、第５実施例の撮像レンズの収差図である。
【図１２】実施例６の撮像レンズの断面図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｅ）は、第６実施例の撮像レンズの収差図である。
【図１４】実施例７の撮像レンズの断面図である。
【図１５】（Ａ）〜（Ｅ）は、第７実施例の撮像レンズの収差図である。
【図１６】実施例８の撮像レンズの断面図である。
【図１７】（Ａ）〜（Ｅ）は、第８実施例の撮像レンズの収差図である。
【図１８】実施例９の撮像レンズの断面図である。
【図１９】（Ａ）〜（Ｅ）は、第９実施例の撮像レンズの収差図である。
【図２０】実施例１０の撮像レンズの断面図である。
【図２１】（Ａ）〜（Ｅ）は、第１０実施例の撮像レンズの収差図である。
【図２２】実施例１１の撮像レンズの断面図である。
【図２３】（Ａ）〜（Ｅ）は、第１１実施例の撮像レンズの収差図である。
【図２４】交換レンズ型の撮像装置への応用例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１は、本発明の本実施形態である撮像装置８０を説明する断面図である。この撮像装置８０は、画像信号を形成するための撮像ユニット５０と、撮像ユニット５０を適宜動作させることにより撮像装置８０として機能を発揮する処理部６０とを備える。このうち、撮像ユニット５０については、断面図が示されている。
【００４５】
撮像ユニット５０は、被写体像を形成する撮像レンズ１０と、撮像レンズ１０によって形成された被写体像を検出するＣＭＯＳ型のイメージセンサーである固体撮像素子５１と、この固体撮像素子５１を湾曲した状態に保持する支持体５２と、この支持体５２を背後から支持するとともに配線等を設けた本体５３と、物体側からの光束を入射させる開口部ＯＰを有する遮光性の鏡筒５４とを備える。
【００４６】
撮像レンズ１０は、例えば、物体側から順に、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、開口絞りＳと、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５とを備える。
【００４７】
固体撮像素子５１は、受光部としての光電変換部５１ａを有し、その周囲には、信号処理回路５１ｂが形成されている。光電変換部５１ａは、画素（光電変換素子）が２次元的に配置された撮像面Ｉを有する。この撮像面Ｉの最大像高は、５ｍｍより大きくなっている。一方、信号処理回路５１ｂは、例えば、各画素を順次駆動し信号電荷を得る駆動回路部、各信号電荷をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部等で構成される。なお、固体撮像素子５１は、上述のＣＭＯＳ型のイメージセンサーに限るものでなく、ＣＣＤ等の他のものを適用したものでもよい。
【００４８】
支持体５２は、硬質の材料で形成され、固体撮像素子５１を光軸ＡＸのまわりに対称的に窪んだ凹形状に維持し固定する役割を有する。これにより、固体撮像素子５１の撮像面Ｉは、光軸ＡＸを含む任意の断面で中央の光軸ＡＸに向かうように撮像レンズ１０側に倒れた湾曲状態（具体的には球状の凹面）となる。なお、支持体５２には、信号処理回路５１ｂの動作を制御する機能を有する信号処理回路５２ａを形成することができる。
【００４９】
本体５３は、支持体５２等を支持して収納する役割を有する。本体５３は、支持体５２と筐体５４とを一方の面側に支持する支持体部分５３ａと、支持体部分５３ａの他方の面側に一端が接続されたフレキシブルプリント基板５３ｂと、固体撮像素子５１及び支持体５２を囲むように配置され支持体部分５３ａに固定される枠部５３ｃとで構成されている。支持体部分５３ａは、上記一方の面側でボンディングワイヤＷを介して固体撮像素子５１と接続され、上記他方の面側でフレキシブルプリント基板５３ｂと接続されている。本体５３の撮像レンズ１０側には、固体撮像素子５１を覆うように、赤外光カット機能を有する平行平板Ｆが配置・固定されている。
【００５０】
なお、フレキシブルプリント基板５３ｂは、支持体部分５３ａと不図示の外部回路（例えば、撮像ユニット５０を実装した上位装置が有する制御回路）とを接続し、外部回路から固体撮像素子５１を駆動するための電圧やクロック信号の供給を受けたり、また、ＹＵＶその他のデジタル画素信号を外部回路へ出力したりすることを可能としている。
【００５１】
鏡筒５４は、撮像レンズ１０を収納し保持している。鏡筒５４は、本体５３の枠部５３ｃに固定されている。
【００５２】
処理部６０は、制御部６１と、入力部６２と、記憶部６３と、表示部６４とを備える。制御部６１は、撮像ユニット５０に撮像動作を行わせる。入力部６２は、ユーザーの操作を受け付ける部分であり、記憶部６３は、撮像装置８０の動作に必要な情報、撮像ユニット５０によって取得した画像データ等を保管する部分であり、表示部６４は、ユーザーに提示すべき情報、撮影した画像等を表示する部分である。制御部６１は、例えば、撮像ユニット５０によって得た画像データに対して種々の画像処理を行うことができる。
【００５３】
なお、詳細な説明を省略するが、処理部６０の具体的な機能は、撮像装置８０がデジタルカメラ、ＰＤＡ、携帯電話等のいずれに組み込まれるかに応じて適宜調整される。
【００５４】
以下、図１を参照して、実施形態の撮像レンズ１０について説明する。なお、図１で例示した撮像レンズ１０は、後述する実施例１の撮像レンズ１１と同一の構成となっている。
【００５５】
図１に示すように、実施形態の撮像レンズ１０は、固体撮像素子５１に被写体像を結像させるものであって、正レンズと負レンズを含む２枚以上のレンズ、具体的には第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５とから実質的になる。撮像レンズ１０は、実質的にパワーを持たない光学素子として、平行平板Ｆを含む。固体撮像素子５１の撮像面Ｉは、浅い凹の球面状に湾曲しており、光軸ＡＸのまわりに対称性を有する回転面となっている。撮像レンズ１０は、最像側レンズである第３レンズＬ３と固体撮像素子５１との間以外の位置、具体的には第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に開口絞りＳを有する。
【００５６】
以上の撮像レンズ１０は、既に説明した条件式（１）
０．４３＜ＹＤ／ＥＸＰＣ＜２．００ … （１）
を満足する。ここで、ＹＤは、撮像面Ｉでの最大像高であり、ＥＸＰＣは、近軸射出瞳位置すなわち射出瞳位置と撮像面Ｉとの光軸上の距離である。
【００５７】
条件式（１）は、撮像レンズの小型化と良好なテレセントリック特性とを確保するための条件式である。条件式（１）の値が下限を上回ることで、射出瞳位置を適度に撮像面Ｉに近づけることができ、結果として撮像レンズ１０の全長の短縮化を達成できる。一方、条件式（１）の値が上限を下回ることで、射出瞳位置が過度に撮像面Ｉに近づくことがなくなり、適度に周辺光束の射出瞳位置を撮像面Ｉから遠ざけることができるため、テレセントリック特性に関して有利となる。そのため、撮像面Ｉの湾曲によるテレセントリック特性の補正の負担が軽減され、撮像面Ｉの湾曲を撮像レンズ１０で発生する像面湾曲に合わせ易くなるため、良好な性能を確保することができる。
【００５８】
撮像レンズ１０は、より望ましくは、上記条件式（１）をより制限した下式（１）'を満足するものとする。
０．４３＜ＹＤ／ＥＸＰＣ＜１．５０ … （１）'
さらに、より望ましくは、下式（１）"の範囲とする。
０．４５≦ＹＤ／ＥＸＰＣ＜１．２０ … （１）”
【００５９】
実施形態の撮像レンズ１０は、上記の条件式（１）に加えて、既に説明した条件式（２）
０．０５＜ＳＡＧＩ／ＹＤ＜０．５０ … （２）
を満足する。ここで、ＳＡＧＩは最大像高における撮像面Ｉの光軸方向の変位量であり、ＹＤは、撮像面Ｉでの最大像高である。
【００６０】
条件式（２）は、撮像面Ｉの湾曲量を適切に設定するための条件式である。下限を上回ると、撮像面Ｉの湾曲量を適度に維持することができ、撮像レンズ１０でのテレセントリック特性や像面湾曲についての補正負担が増大することを防げるため、ペッツバール和が小さくなり過ぎず、コマ収差や色収差を良好に補正できる。一方、上限を下回ると、撮像面Ｉの湾曲量が大きくなり過ぎて像面湾曲が補正過剰となることを、防ぐことができる。また、撮像レンズ１０の最終面５ｂと撮像面Ｉとが近づきすぎるのを防ぎ、ＩＲカットフィルター等の平行平板Ｆを挿入するための空気間隔を充分に確保できる。
【００６１】
撮像レンズ１０は、より望ましくは、上記条件式（２）をより制限した下式（２）'を満足するものとする。
０．０９≦ＳＡＧＩ／ＹＤ＜０．４０ … （２）'
【００６２】
実施形態の撮像レンズ１０は、上記の条件式（１）等に加えて、既に説明した条件式（３）
−８．０＜ＲＩ／ＹＤ＜−１．０ … （３）
を満足する。ここで、ＲＩは撮像面Ｉの曲率半径であり、ＹＤは、最大像高である。
【００６３】
撮像レンズ１０は、より望ましくは、上記条件式（３）をより制限した下式（３）'を満足するものとする。
−６＜ＲＩ／Ｙ＜−１．０ … （３）'
【００６４】
実施形態の撮像レンズ１０は、最も物体側の第１レンズＬ１が正の屈折力を有し、最も像側の第５レンズＬ５が正の屈折力を有し、開口絞りＳが最も物体側の第１レンズＬ１と最も像側の第５レンズＬ５との間に配置される構成（第１タイプ）となっている。
【００６５】
なお、以下に説明する実施例１も、最も物体側の第１レンズＬ１が正の屈折力を有し、最も像側の第５レンズＬ５が正の屈折力を有する。さらに、以下に説明する実施例２、３も、最も物体側の第１レンズＬ１が正の屈折力を有し、最も像側の第４レンズＬ４又は第５レンズＬ５が正の屈折力を有する。
以下に説明する実施例４、５は、最も物体側の第１レンズＬ１が正の屈折力を有し、最も像側の第５レンズＬ５又は第４レンズＬ４が負の屈折力を有する構成（第２タイプ）となっている。
以下に説明する実施例６、７、８は、最も物体側の第１レンズＬ１が負の屈折力を有し、最も像側の第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、又は第６レンズＬ６が正の屈折力を有する構成（第３タイプ）となっている。
以下に説明する実施例９、１０は、最も物体側の第１レンズＬ１が負の屈折力を有し、最も像側の第６レンズＬ６又は第４レンズＬ４が負の屈折力を有する構成（第４タイプ）となっている。
以下に説明する実施例１１は、最も物体側の第１レンズＬ１が負の屈折力を有し、最も像側の第８レンズＬ８が正の屈折力を有する構成（第３タイプ）となっている。
【実施例】
【００６６】
以下、本発明の撮像レンズの実施例を示す。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆＢ ：バックフォーカス
Ｆ ：Ｆナンバー
２Ｙ ：固体撮像素子の撮像面対角線長
ＥＮＴＰ：入射瞳位置（第１面から入射瞳位置までの距離）
ＥＸＴＰ：射出瞳位置（最終面から射出瞳位置までの距離）
Ｈ１ ：前側主点位置（第１面から前側主点位置までの距離）
Ｈ２ ：後側主点位置（最終面から後側主点位置までの距離）
Ｒ ：曲率半径
Ｄ ：軸上面間隔
Ｎｄ ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
νｄ ：レンズ材料のアッベ数
特定の実施例において、各面番号の後に記号「＊」が記載されているが、この面が非球面形状を有することを意味している。非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数１」で表す。
〔数１〕
ただし、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｒ ：曲率半径
Ｋ ：円錐定数
【００６７】
（実施例１）
実施例１の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝２６．０ｍｍ
ｆＢ＝１２．１ｍｍ
Ｆ＝１．８
２Ｙ＝２２ｍｍ
ＥＮＴＰ＝１１．４２ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−１１．８５ｍｍ
Ｈ１＝９．２２ｍｍ
Ｈ２＝−１３．８９ｍｍ
【００６８】
実施例１のレンズ面のデータを以下の表１に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表１〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 23.172 2.75 1.7725 49.6 8.7
2 60.863 0.10 8.0
3 11.502 2.98 1.6968 55.5 6.8
4 23.362 0.66 5.9
5 53.706 1.04 1.7174 29.5 5.8
6 9.336 2.73 4.9
7(絞り) ∞ 0.10 4.3
8 23.195 2.08 1.4875 70.2 4.3
9 -99.253 5.61 4.2
10 184.251 3.16 1.4875 70.2 7.2
11 -22.010 12.12 7.7
12(撮面) -43.680
なお、これ以降（表のレンズデータを含む）において、１０のべき乗数（たとえば２．５×１０−０２）をＥ（たとえば２．５Ｅ−０２）を用いて表すものとする。
【００６９】
実施例１の単レンズデータを以下の表２に示す。
〔表２〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 46.95
2 3 4 29.47
3 5 6 -15.91
4 8 9 38.78
5 10 11 40.54
【００７０】
図２は、実施例１の撮像レンズ１１又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１１は、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第２レンズＬ２と、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し両凸の第４レンズＬ４と、正の屈折力を有し両凸の第５レンズＬ５とを備える。全てのレンズＬ１〜Ｌ５は、例えばガラス材料から形成されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第５レンズＬ５の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【００７１】
図３（Ａ）〜２（Ｃ）は、実施例１の撮像レンズ１１の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図３（Ｄ）及び３（Ｅ）は、実施例１の撮像レンズ１１のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例２）
実施例２の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝１９．０ｍｍ
ｆＢ＝１３．１ｍｍ
Ｆ＝２．８
２Ｙ＝２２ｍｍ
ＥＮＴＰ＝５．８６ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−３．９５ｍｍ
Ｈ１＝３．７０ｍｍ
Ｈ２＝−５．８８ｍｍ
【００７２】
実施例２のレンズ面のデータを以下の表３に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表３〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 9.024 2.02 1.8830 40.8 4.2
2 19.732 0.33 3.5
3 73.965 0.87 1.8166 29.9 3.4
4 7.478 0.42 3.0
5 11.174 3.56 1.9100 29.0 3.0
6 -32.322 0.11 2.7
7(絞り) ∞ 0.30 2.6
8 -17.502 2.14 1.9334 20.1 2.7
9 11.446 3.13 1.6996 28.2 3.7
10 -12.002 13.12 4.5
11(撮面) -36.500
【００７３】
実施例２の単レンズデータを以下の表４に示す。
〔表４〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 17.30
2 3 4 -10.25
3 5 6 9.49
4 8 9 -7.16
5 9 10 8.86
【００７４】
図４は、実施例２の撮像レンズ１２又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１２は、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第２レンズＬ２と、正の屈折力を有し両凸の第３レンズＬ３と、負の屈折力を有し両凹の第４レンズＬ４と、正の屈折力を有し両凸の第５レンズＬ５とを備える。ここで、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とは、一体化された接合レンズとなっている。全てのレンズＬ１〜Ｌ５は、例えばガラス材料から形成されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第５レンズＬ５の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【００７５】
図５（Ａ）〜５（Ｃ）は、実施例２の撮像レンズ１２の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図５（Ｄ）及び５（Ｅ）は、実施例２の撮像レンズ１２のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例３）
実施例３の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝１２．０ｍｍ
ｆＢ＝７．８ｍｍ
Ｆ＝２．２
２Ｙ＝１０．６ｍｍ
ＥＮＴＰ＝３．７８ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−２．４８ｍｍ
Ｈ１＝１．８２ｍｍ
Ｈ２＝−４．１６ｍｍ
【００７６】
実施例３のレンズ面のデータを以下の表５に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表５〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 5.432 2.16 1.6230 58.2 3.1
2 -117.140 0.16 2.7
3 -6385.269 0.80 1.7174 29.5 2.5
4 6.508 0.73 2.1
5(絞り) ∞ 0.00 2.1
6* 9.472 0.95 1.4875 70.2 2.1
7* 11.188 0.50 2.0
8 -26.056 1.43 1.4875 70.2 2.2
9 -5.872 7.84 2.5
10(撮面) -19.400
実施例３のレンズ面の非球面係数を以下に示す。
第6面
K=-0.10573E+02, A4=-0.27196E-02, A6=-0.32041E-03, A8=-0.10756E-05
A10=0.19600E-05
第7面
K=-0.10689E+02, A4=-0.12214E-02, A6=-0.23591E-03, A8=0.35139E-05
A10=0.20427E-05
【００７７】
実施例３の単レンズデータを以下の表６に示す。
〔表６〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 8.39
2 3 4 -9.06
3 6 7 107.16
4 8 9 15.20
【００７８】
図６は、実施例３の撮像レンズ１３又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１３は、正の屈折力を有し両凸の第１レンズＬ１と、負の屈折力を有し両凹の第２レンズＬ２と、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第４レンズＬ４とを備える。全てのレンズＬ１〜Ｌ４は、例えばガラス材料から形成されている。第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第４レンズＬ４の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【００７９】
図７（Ａ）〜７（Ｃ）は、実施例３の撮像レンズ１３の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図７（Ｄ）及び７（Ｅ）は、実施例３の撮像レンズ１３のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例４）
実施例４の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝２３．０ｍｍ
ｆＢ＝１１．９ｍｍ
Ｆ＝２．８
２Ｙ＝２８．４ｍｍ
ＥＮＴＰ＝７．７０ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−８．５１ｍｍ
Ｈ１＝４．７６ｍｍ
Ｈ２＝−１１．１２ｍｍ
【００８０】
実施例４のレンズ面のデータを以下の表７に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表７〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 10.589 3.12 1.5163 64.2 5.9
2 43.550 0.86 4.8
3 -30.435 2.58 1.8467 23.8 4.4
4 -87.630 0.22 3.8
5 29.656 1.96 1.5163 64.2 3.6
6 -22.479 0.10 3.4
7(絞り) ∞ 1.60 3.3
8 -13.551 4.00 1.5163 64.2 3.0
9 -9.998 1.74 4.7
10 -6.479 2.00 1.7174 29.5 5.0
11 -9.188 11.90 6.4
12(撮面) -37.500
【００８１】
実施例４の単レンズデータを以下の表８に示す。
〔表８〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 26.25
2 3 4 -56.24
3 5 6 25.09
4 8 9 53.38
5 10 11 -44.30
【００８２】
図８は、実施例４の撮像レンズ１４又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１４は、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、負の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第２レンズＬ２と、正の屈折力を有し両凸の第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第４レンズＬ４と、負の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第５レンズＬ５とを備える。全てのレンズＬ１〜Ｌ５は、例えばガラス材料から形成されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第５レンズＬ５の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【００８３】
図９（Ａ）〜９（Ｃ）は、実施例４の撮像レンズ１４の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図９（Ｄ）及び９（Ｅ）は、実施例４の撮像レンズ１４のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例５）
実施例５の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝１２．０ｍｍ
ｆＢ＝３．２４ｍｍ
Ｆ＝２．４
２Ｙ＝１３．４ｍｍ
ＥＮＴＰ＝１．２６ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−８．３５ｍｍ
Ｈ１＝０．８２ｍｍ
Ｈ２＝−８．７７ｍｍ
【００８４】
実施例５のレンズ面のデータを以下の表９に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表９〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 8.314 1.77 1.7292 54.7 3.0
2 286.183 0.11 2.4
3(絞り) ∞ 1.20 2.3
4 -10.077 1.20 1.8052 25.4 2.4
5 1591.513 0.16 2.6
6 92.316 2.50 1.7130 53.9 2.6
7 -11.600 0.38 3.3
8 42.428 2.40 1.7859 44.2 3.6
9 -20.487 2.49 3.9
10 -5.311 1.50 1.7174 29.5 4.0
11 -10.496 3.24 5.0
12(撮面) -37.000
【００８５】
実施例５の単レンズデータを以下の表１０に示す。
〔表１０〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 11.71
2 4 5 -12.43
3 6 7 14.60
4 8 9 17.88
5 10 11 -17.04
【００８６】
図１０は、実施例５の撮像レンズ１５又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１５は、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、負の屈折力を有し両凹の第２レンズＬ２と、正の屈折力を有し両凸の第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し両凸の第４レンズＬ４と、負の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第５レンズＬ５とを備える。全てのレンズＬ１〜Ｌ５は、例えばガラス材料から形成されている。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第５レンズＬ５の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【００８７】
図１１（Ａ）〜１１（Ｃ）は、実施例５の撮像レンズ１５の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図１１（Ｄ）及び１１（Ｅ）は、実施例５の撮像レンズ１５のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例６）
実施例６の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝１８．７ｍｍ
ｆＢ＝１４．８ｍｍ
Ｆ＝２．８
２Ｙ＝２８．４ｍｍ
ＥＮＴＰ＝１０．４７ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−３．９８ｍｍ
Ｈ１＝１０．５８ｍｍ
Ｈ２＝−３．８７ｍｍ
【００８８】
実施例６のレンズ面のデータを以下の表１１に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表１１〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 43.555 0.75 1.5955 39.2 9.9
2* 11.886 5.07 8.0
3 11.981 4.91 1.6204 60.3 7.1
4 -43.395 3.51 6.2
5(絞り) ∞ 2.06 3.3
6 43.069 0.75 1.8467 23.8 4.6
7 15.835 2.14 1.5891 61.2 4.9
8* -48.562 14.81 5.4
9(撮面) -36.500
実施例６のレンズ面の非球面係数を以下に示す。
第2面
K=-0.12576E+01, A4=0.16910E-03, A6=0.14201E-05, A8=-0.10129E-07
A10=0.24385E-09
第8面
K=0.00000, A4=0.20507E-03, A6=-0.13787E-05, A8=0.40438E-07,
A10=-0.27445E-09
【００８９】
実施例６の単レンズデータを以下の表１２に示す。
〔表１２〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 -27.69
2 3 4 15.66
3 6 7 -29.96
4 7 8 20.52
【００９０】
図１２は、実施例６の撮像レンズ１６又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１６は、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、正の屈折力を有し両凸の第２レンズＬ２と、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し両凸の第４レンズＬ４とを備える。全てのレンズＬ１〜Ｌ４は、例えばガラス材料から形成されている。第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第４レンズＬ４の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【００９１】
図１３（Ａ）〜１３（Ｃ）は、実施例６の撮像レンズ１６の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図１３（Ｄ）及び１３（Ｅ）は、実施例６の撮像レンズ１６のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例７）
実施例７の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝１７．５ｍｍ
ｆＢ＝１０．５ｍｍ
Ｆ＝２．８
２Ｙ＝２２ｍｍ
ＥＮＴＰ＝７．６８ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−１１．８７ｍｍ
Ｈ１＝１１．４８ｍｍ
Ｈ２＝−７．０１ｍｍ
【００９２】
実施例７のレンズ面のデータを以下の表１３に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表１３〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 10.039 2.50 1.4875 70.2 6.9
2 6.363 2.06 5.1
3 13.114 5.00 1.8010 35.0 4.8
4 -86.853 0.12 2.7
5(絞り) ∞ 0.27 2.7
6 -78.722 1.50 1.8467 23.8 2.8
7 10.151 3.91 1.4875 70.2 3.0
8 -16.051 0.10 4.6
9 -20.829 3.01 1.7725 49.6 4.7
10 -11.033 1.00 5.7
11 ∞ 3.50 1.5163 64.2 6.8
12 ∞ 10.50 7.7
13(撮面) -26.500
【００９３】
実施例７の単レンズデータを以下の表１４に示す。
〔表１４〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 -45.87
2 3 4 14.55
3 6 7 -10.54
4 7 8 13.41
5 9 10 26.79
【００９４】
図１４は、実施例７の撮像レンズ１７又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１７は、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、正の屈折力を有し両凸の第２レンズＬ２と、負の屈折力を有し両凹の第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し両凸の第４レンズＬ４と、正の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第５レンズＬ５とを備える。ここで、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とは、一体化された接合レンズとなっている。全てのレンズＬ１〜Ｌ５は、例えばガラス材料から形成されている。第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第５レンズＬ５の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、光学的ローパスフィルター、ＩＲカットフィルター、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板Ｆが配置されている。
【００９５】
図１５（Ａ）〜１５（Ｃ）は、実施例７の撮像レンズ１７の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図１３（Ｄ）及び１３（Ｅ）は、実施例７の撮像レンズ１７のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例８）
実施例８の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝１６．６ｍｍ
ｆＢ＝６．３ｍｍ
Ｆ＝２．８
２Ｙ＝２２ｍｍ
ＥＮＴＰ＝６．３８ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−１４．８０ｍｍ
Ｈ１＝９．９３ｍｍ
Ｈ２＝−１０．２８ｍｍ
【００９６】
実施例８のレンズ面のデータを以下の表１５に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表１５〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 15.279 0.72 1.4970 81.6 7.0
2 7.817 1.94 5.9
3 9.792 2.78 1.5927 35.5 5.4
4 -206.296 0.72 1.9350 19.8 4.8
5 41.272 1.78 4.3
6(絞り) ∞ 1.99 2.9
7 21.112 0.72 1.7521 25.1 5.0
8 11.952 2.47 1.7292 54.7 5.3
9 56.231 0.80 5.7
10* 111.793 2.56 1.4970 81.6 6.2
11* -14.562 4.00 6.6
12 ∞ 4.00 1.5163 64.2 8.5
13 ∞ 6.32 9.5
14(撮面) -25.700
実施例８のレンズ面の非球面係数を以下に示す。
第10面
K=0.10000E+02, A4=0.12743E-03, A6=-0.81009E-06, A8=-0.22161E-07
第11面
K=-0.12677E+02, A4=-0.21191E-03, A6=0.95552E-05, A8=-0.10207E-06
【００９７】
実施例８の単レンズデータを以下の表１６に示す。
〔表１６〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 -33.27
2 3 4 15.85
3 4 5 -36.73
4 7 8 -37.90
5 8 9 20.34
6 10 11 26.10
【００９８】
図１６は、実施例８の撮像レンズ１８又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１８は、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、正の屈折力を有し両凸の第２レンズＬ２と、負の屈折力を有し両凹の第３レンズＬ３と、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第４レンズＬ４と、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第５レンズＬ５と、正の屈折力を有し両凸の第６レンズＬ６とを備える。ここで、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とは、一体化された接合レンズとなっている。また、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とも、一体化された接合レンズとなっている。全てのレンズＬ１〜Ｌ６は、例えばガラス材料から形成されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第６レンズＬ６の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、光学的ローパスフィルター、ＩＲカットフィルター、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板Ｆが配置されている。
【００９９】
図１７（Ａ）〜１７（Ｃ）は、実施例８の撮像レンズ１８の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図１７（Ｄ）及び１７（Ｅ）は、実施例８の撮像レンズ１８のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例９）
実施例９の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝１９．６ｍｍ
ｆＢ＝１０．７ｍｍ
Ｆ＝２．８
２Ｙ＝２８．４ｍｍ
ＥＮＴＰ＝１２．１６ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−８．７３ｍｍ
Ｈ１＝１１．９８ｍｍ
Ｈ２＝−８．９１ｍｍ
【０１００】
実施例９のレンズ面のデータを以下の表１７に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表１７〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 18.744 1.03 1.6398 34.5 10.8
2 10.325 2.65 8.7
3 15.483 2.31 1.8052 25.4 8.5
4 21.193 0.72 7.8
5 10.666 3.18 1.8052 25.4 6.6
6 6.757 5.17 1.4875 70.2 4.5
7 -198.67 0.28 3.1
8(絞り) ∞ 0.59 2.9
9 53.574 6.74 1.4875 70.2 3.7
10 -9.955 1.48 6.4
11 -7.750 1.24 1.8340 37.2 6.5
12 -10.061 10.67 7.6
13(撮面) -23.896
【０１０１】
実施例９の単レンズデータを以下の表１８に示す。
〔表１８〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 -37.73
2 3 4 60.46
3 5 6 -35.93
4 6 7 13.52
5 9 10 17.84
6 11 12 -53.45
【０１０２】
図１８は、実施例９の撮像レンズ１９又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１９は、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第２レンズＬ２と、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し両凸の第４レンズＬ４と、正の屈折力を有し両凸の第５レンズＬ５と、負の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第６レンズＬ６とを備える。ここで、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とは、一体化された接合レンズとなっている。全てのレンズＬ１〜Ｌ６は、例えばガラス材料から形成されている。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第６レンズＬ６の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【０１０３】
図１９（Ａ）〜１９（Ｃ）は、実施例９の撮像レンズ１９の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図１９（Ｄ）及び１９（Ｅ）は、実施例９の撮像レンズ１９のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例１０）
実施例１０の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝９．０ｍｍ
ｆＢ＝４．０ｍｍ
Ｆ＝１．８
２Ｙ＝１０．６ｍｍ
ＥＮＴＰ＝５．３７ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−５．６８ｍｍ
Ｈ１＝５．９９ｍｍ
Ｈ２＝−５．００ｍｍ
【０１０４】
実施例１０のレンズ面のデータを以下の表１９に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表１９〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 6.321 1.20 1.8467 23.8 4.8
2 4.584 1.11 3.9
3 6.787 3.73 1.7725 49.6 3.8
4 16.918 0.37 2.3
5(絞り) ∞ 1.11 2.0
6 12.565 4.00 1.7725 49.6 3.2
7* -4.751 0.10 3.6
8 -5.718 1.83 1.8467 23.8 3.6
9 -21.406 4.01 4.3
10(撮面) -15.000
実施例１０のレンズ面の非球面係数を以下に示す。
第7面
K=-0.62213E+00, A4=0.61825E-03, A6=0.39563E-05, A8=-0.14110E-06
A10=-0.74194E-08
【０１０５】
実施例１０の単レンズデータを以下の表２０に示す。
〔表２０〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 -28.83
2 3 4 12.64
3 6 7 4.96
4 8 9 -9.74
【０１０６】
図２０は、実施例１０の撮像レンズ２０又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ２０は、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第２レンズＬ２と、正の屈折力を有し両凸の第３レンズＬ３と、負の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第４レンズＬ４とを備える。全てのレンズＬ１〜Ｌ４は、例えばガラス材料から形成されている。第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第４レンズＬ４の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【０１０７】
図２１（Ａ）〜２１（Ｃ）は、実施例１０の撮像レンズ２０の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図２１（Ｄ）及び２１（Ｅ）は、実施例１０の撮像レンズ２０のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例１１）
実施例１１の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝２８．７ｍｍ
ｆＢ＝２４．２ｍｍ
Ｆ＝２．６
２Ｙ＝４３．２ｍｍ
ＥＮＴＰ＝３８．００ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−２３．４３ｍｍ
Ｈ１＝４９．３９ｍｍ
Ｈ２＝−４．５５ｍｍ
【０１０８】
実施例１１のレンズ面のデータを以下の表２１に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表２１〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 120.443 1.72 1.8350 42.8 34.5
2 36.270 20.95 24.4
3 42.280 15.54 1.5135 68.5 21.8
4 -118.971 0.23 19.5
5 27.534 1.72 1.7292 54.7 15.5
6 19.052 6.01 13.7
7 31.770 9.19 1.8500 24.0 12.5
8 37.320 3.61 9.3
9 58.264 9.19 1.4992 79.5 7.6
10 -81.907 1.15 4.0
11(絞り) ∞ 5.78 3.8
12 -1596.788 1.72 1.8452 27.8 6.4
13 31.423 6.40 1.4970 81.6 8.0
14 -40.379 0.23 9.0
15 64.711 7.33 1.4970 81.6 16.0
16 -43.431 10.42 10.1
17(撮面) -43.450
【０１０９】
実施例１１の単レンズデータを以下の表２２に示す。
〔表２２〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 -37.73
2 3 4 60.46
3 5 6 -35.93
4 7 8 13.52
5 9 10 17.84
6 12 13 -53.45
7 13 14 -124.75
8 15 16 -196.04
【０１１０】
図２２は、実施例１１の撮像レンズ２１又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ２１は、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、正の屈折力を有し両凸の第２レンズＬ２と、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第４レンズＬ４と、正の屈折力を有し両凸の第５レンズＬ５と、負の屈折力を有し両凹の第６レンズＬ６と、正の屈折力を有し両凸の第７レンズＬ７と、正の屈折力を有し両凸の第８レンズＬ８とを備える。ここで、第６レンズＬ６と第７レンズＬ７とは、一体化された接合レンズとなっている。全てのレンズＬ１〜Ｌ８は、例えばガラス材料から形成されている。第５レンズＬ５と第６レンズＬ６との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第８レンズＬ８の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【０１１１】
図２３（Ａ）〜２３（Ｃ）は、実施例１１の撮像レンズ２１の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図２３（Ｄ）及び２３（Ｅ）は、実施例１１の撮像レンズ２１のメリディオナルコマ収差を示している。
【０１１２】
以下の表２３は、参考のため、各条件式（１）〜（５）に対応する各実施例１〜１１の値をまとめたものである。
〔表２３〕
【０１１３】
以上では、実施形態や実施例に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態等に限定されるものではない。
【０１１４】
図２４は、変形例として、レンズ交換式のカメラシステム３００を示している。図示のカメラシステム３００は、湾曲した固体撮像素子を組み込んだ交換レンズユニット１００と、この交換レンズユニット１００を装着することによってカメラとして動作するカメラ本体２００とを備えている。ここで、交換レンズユニット１００とカメラ本体２００とは、レンズマウント部材１０１とボディマウント部材２０１とを介して分離可能に連結されている。交換レンズユニット１００単独でも撮像装置と見ることができるが、カメラシステム３００全体でも撮像装置と見ることができる。
【０１１５】
交換レンズユニット１００は、結像光学系を含む撮像レンズ１０と、レンズ側撮像素子１２０と、撮像レンズ１０を駆動するためのレンズ駆動部１３０と、レンズ側撮像素子１２０を駆動するための素子駆動部１４０と、各種情報を記憶する記憶部１６０と、カメラ本体２００との間で通信を行うためのレンズ側通信部１７０と、交換レンズユニット１００内の各部の動作を制御するレンズ制御部１９０とを備える。ここで、レンズ側撮像素子１２０は、図１の固体撮像素子５１に対応するものであり、凹の球面状の撮像面１２１を有している。
【０１１６】
カメラ本体２００は、本体側撮像素子４２０と、本体側撮像素子４２０を駆動するための素子駆動部４４０と、本体側撮像素子４２０やレンズ側撮像素子１２０から得た画像データに対して画像処理を施す画像処理部２１０と、撮影画像等を表示するための画像表示部２２０と、各種情報を記憶する記憶部２６０と、交換レンズユニット１００との間で通信を行うための本体側通信部２７０と、ユーザーが操作する操作部２８０と、カメラ本体２００内の各部の動作を制御する本体制御部２９０とを備える。ここで、本体側撮像素子４２０は、平坦な撮像面４２１を有しており、カメラ本体２００に対して撮像素子を内蔵しない交換レンズユニット１００が装着された場合に画像検出動作を行う。
【０１１７】
レンズ制御部１９０は、交換レンズユニット１００とカメラ本体２００とを接続した場合、コネクター１７１，２７１等を介してカメラ本体２００と通信可能になっており、例えば記憶部１６０の湾曲情報記憶部１６１に記憶された撮影画像に対応する画像データをカメラ本体２００に送信する。
【０１１８】
なお、特許請求の範囲、実施例等に記載のレンズ面が非球面である場合の近軸曲率半径の意味合いについて、実際のレンズ測定の場面においては、レンズ中央近傍（具体的には、レンズ外径に対して１０％以内の中央領域）での形状測定値を最小自乗法でフィッティングした際の近似曲率半径を近軸曲率半径であるとみなすことができる。
【０１１９】
また、例えば２次の非球面係数を使用した場合には、非球面定義式の基準曲率半径に２次の非球面係数も勘案した曲率半径を近軸曲率半径とみなすことができる（例えば参考文献として、松居吉哉著「レンズ設計法」（共立出版株式会社）のＰ４１〜４２を参照のこと）。
【符号の説明】
【０１２０】
１０…撮像レンズ、 １１−２１…撮像レンズ、 ５０…撮像ユニット、５１…固体撮像素子、 ５１ａ…光電変換部、 ６０…処理部、 Ｆ…平行平板、 Ｉ…撮像面、 Ｌ１−Ｌ８…レンズ、 ＡＸ…光軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ型イメージセンサーあるいはＣＭＯＳ型イメージセンサー等の固体撮像素子を用いた、デジタル一眼カメラやコンパクトカメラ等に好適な撮像レンズと、これを組み込んだ撮像装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル一眼レフカメラやコンパクトカメラなどに用いられる固体撮像素子において、近年では、撮像素子の画素ピッチの小型化が進み、高画素を維持しながら、撮像素子の小型化が実現している。撮像素子が小型化されると、撮像レンズの小型化も可能になり、そのような撮像素子に最適な、小型で高性能を有する撮像レンズが提案されている。
【０００３】
一方、ミラーレスの一眼レフカメラ（以下、一眼カメラとも呼ぶ）が商品化され、カメラの小型化が図られている。このような一眼カメラは、撮像レンズと撮像素子との間にミラーを配置しない構成なので、撮像レンズのバックフォーカスを長く設定する必要がない。そのため、さらに小型で高性能を有する撮像レンズが提案されている。
【０００４】
一般にデジタル一眼カメラ用のレンズは、携帯端末用レンズにくらべ、高い性能が要求されるため、諸収差を十分に補正するだけでなく、撮像面に入射する光束の主光線入射角、いわゆるテレセントリック特性を良好に補正する必要がある。このため、撮像レンズの射出瞳位置を撮像面から離れた位置に設定するとともに、撮像レンズと撮像面との距離を大きくとらざるを得ず、撮像素子を含めた光学系のコンパクト化が阻害されていた。
【０００５】
近年、撮像素子の撮像面を湾曲化させる試みも行われている。撮像面を撮像レンズ側に凹面になるように湾曲させると、平面の撮像面に比べて撮像面への主光線入射角を小さくできるため、さらに撮像レンズおよび撮像装置の小型化が可能になる。
【０００６】
特許文献１に、固体撮像素子を湾曲させた撮像装置が開示されている。特許文献１では、固体撮像素子を球面形状に湾曲させ、最終レンズを正レンズとすることにより、主光線入射角を小さく抑えている。最終レンズを正レンズで構成すると、周辺光束は正レンズにより光束の跳ね上げが抑えられるため、撮像面の周辺部への主光線入射角を小さくするには有利であるが、バックフォーカスが長くなるため小型化が難しい。さらに、特許文献１は、正レンズの物体側に負レンズを配置し、歪曲収差や像面湾曲をバランスよく補正し、小型で解像度の高い撮像装置を提供している。しかしながら、対角像高は３ｍｍ〜４ｍｍ程度で撮像の画面サイズが小さいため、撮像素子の画素ピッチの小型化が進んだとしても、固体撮像素子の高画素化（たとえば１０００万画素以上）は難しい。また、撮像レンズ全体を比例拡大して画面サイズの大きい撮像レンズとして用いることも考えられるが、これに伴って色収差や球面収差も拡大されるため、高画素用の撮像レンズとしては収差補正が不十分であり、高性能を有する撮像装置を得ることは望めない。
【０００７】
特許文献２に、レンズ付フィルムカメラ用の撮像レンズが開示されている。レンズで発生する像面湾曲にあわせて、フィルム面（撮像面）を湾曲させることにより、性能向上を図ったものである。しかし、ロールフィルムを使用するカメラ用の撮像レンズであるため、この種のカメラの構造上、フィルム面は画面長辺方向のみに湾曲するいわゆるシリンドリカルな撮像面になっている。そのため、画面長辺方向は良好な性能が得られるものの、画面短辺方向の撮像面は平面のままなので、性能向上が図れないばかりか、像面湾曲の補正状況によっては劣化を招く場合もあり得る。
【０００８】
さらに、特許文献２は、前述の通りフィルムカメラ用の撮像レンズであるため、撮像面に入射する光束の主光線入射角については、撮像面周辺部において必ずしも十分小さい設計にはなっていない。固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズにおいては、テレセントリック特性が良好に補正されていないと、光束が固体撮像素子に対し斜めに入射し、撮像面周辺部において実質的な開口効率が減少する現象（シェーディング）が生じ、周辺光量不足となって結像性能を劣化させてしまう。
【０００９】
その他、特許文献３に、小型のレンズシャッターカメラ用のレンズが開示され、特許文献４に、コンパクトカメラ用のレンズが開示され、特許文献５に、一眼レフカメラ用の交換レンズが開示され、特許文献６に、デジタル一眼カメラ用の広角レンズが開示されている。しかしながら、特許文献３〜６に記載のレンズは、いずれも撮像面が平坦であることが前提となっている。これらのうち、特許文献３、４のレンズは、フィルムカメラ用の撮像レンズであり、撮像面に入射する光束の主光線入射角については、撮像面周辺部において必ずしも十分小さい設計にはなっていないため、固体撮像素子を使用した撮像レンズへ適用した場合、高性能を得ることは難しい。また、特許文献５、６のレンズは、撮像面に入射する光束の主光線入射角は十分に補正されているものの、そのためにレンズ全長が大きくなってしまっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１８４７８３号公報
【特許文献２】特開２００６−４７９４４号公報
【特許文献３】特開平１１−１８３７９６号公報
【特許文献４】特開２００６−３５６９号公報
【特許文献５】特開２０１０−１４８９７号公報
【特許文献６】特開２０１０−１８６０１１号公報
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子の撮像面が湾曲したことを利用することにより、小型かつ高性能で、シェーディングを抑制でき、比較的画面サイズが大きい撮像素子が使用される、デジタル交換レンズカメラやコンパクトカメラなどに好適な撮像レンズを提供することを目的とする。
また、本発明は、上記のような撮像レンズを備える撮像装置を提供することを目的とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る撮像レンズは、固体撮像素子に被写体像を結像させるための撮像レンズであって、固体撮像素子の撮像面が、画面周辺部に向かって物体側へ倒れるように任意の断面で湾曲しており、撮像面の最大像高が５ｍｍより大きく、撮像レンズは少なくとも正レンズと負レンズを含む２枚以上のレンズで構成され、最像側レンズと撮像素子の間以外の位置に開口絞りを有し、以下の条件式（１）を満足する。
０．４３＜ＹＤ／ＥＸＰＣ＜２．００ … （１）
ただし、
ＹＤ：撮像面の最大像高
ＥＸＰＣ：近軸射出瞳位置（射出瞳位置と撮像面との光軸上の距離）
【００１３】
本発明の撮像レンズによる結像が行われる撮像面は、従来のフィルムカメラのような長辺方向のみの湾曲ではなく、光軸を中心とする３６０°度全ての方向に曲率を持つように湾曲した湾曲面を想定している。
【００１４】
固体撮像素子の撮像面が湾曲していることにより、小型化と高性能化とを両立させることができる。撮像面は、撮像レンズ側に湾曲させると、撮像面に入射する光束の主光線入射角の補正、いわゆるテレセントリック特性の補正に関して有利になる。つまり、撮像面が平面の場合より、周辺で撮像レンズ側に向かって湾曲している場合の方が、撮像面に入射する光束の主光線入射角が小さくなるため、撮像レンズ側でテレセントリック特性の補正を十分に行わなくても、実質的な開口効率が減少せずシェーディングの発生を抑えることができる。また、像面湾曲や歪曲収差、コマ収差等の補正を優先できるため十分な収差補正が容易になり、小型化も可能になる。ここで、本発明では、撮像面の湾曲形状が、画面の長辺方向と短辺方向のどちらも同様に画面周辺部に向かって物体側へ倒れるように湾曲していることを前提としているが、その形状は必ずしも球面形状である必要はなく、非球面形状、放物面形状、ＸＹ多項式面形状等、任意の数式で表現できる面形状であれば何でもよく、レンズ系で発生する像面湾曲の形状にフィットするような形状とすることで、画面全体にわたり性能を向上させることが可能となる。
【００１５】
本発明の撮像レンズは、少なくとも正レンズと負レンズとを含む２枚以上のレンズで構成され、最像側レンズと固体撮像素子との間以外の位置に開口絞りを有する。このように、少なくとも正レンズと負レンズとを含む２枚以上のレンズを使用することにより、色収差、球面収差、及びコマ収差が良好に補正され、撮像レンズの高性能化を図ることができる。また、最像レンズと固体撮像素子との間に絞りを有する、いわゆる後置絞りとすると、撮像面への像光の入射角度が非常に大きくなり、撮像面を湾曲しただけでは補いきれなくなってしまう。そのため構成要素のレンズ（レンズ群）の間、または構成要素のレンズ（レンズ群）の最も物体側に開口絞りを有することが望ましい。
【００１６】
条件式（１）は、撮像レンズの小型化と良好なテレセントリック特性とを確保するために、撮像面サイズに対する射出瞳位置を適切に設定する条件式である。射出瞳位置を撮像面に近づけると、撮像レンズ全長の短縮化を図ることができるが、テレセントリック特性は悪化してしまう。撮像面サイズが小さければ、射出瞳位置を撮像面に近づけても、撮像面に入射する周辺光束の角度は小さいので、テレセントリック特性を良好に保てるが、射出瞳位置を撮像面に近づけたまま、大きい撮像面サイズの撮像素子を使用した場合は、撮像面に入射する周辺光束の角度が大きくなり、テレセントリック特性は悪化してしまう。撮像面を物体側へ倒れるように湾曲させることと、撮像面サイズ及び射出瞳位置を適切に設定することとにより、テレセントリック特性を良好に保ちながら、より射出瞳位置を像面に近づけ、撮像レンズ全長の短縮化を図ることができる。
【００１７】
条件式（１）の値が下限を上回ることで、射出瞳位置を適度に撮像面に近づけることができ、結果として撮像レンズ全長の短縮化を達成できる。一方、上限を下回ることで、射出瞳位置が過度に撮像面に近づくことがなくなり、適度に周辺光束の射出瞳位置を撮像面から遠ざけることができるため、テレセントリック特性に関して有利となる。そのため、撮像面の湾曲によるテレセントリック特性の補正の負担が軽減され、撮像面の湾曲を撮像レンズで発生する像面湾曲に合わせ易くなるため、良好な性能を確保することができる。
【００１８】
また、上述のような観点から、より望ましくは、値ＹＤ／ＥＸＰＣを下式の範囲とする。
０．４３＜ＹＤ／ＥＸＰＣ＜１．５０ … （１）'
さらに、より望ましくは、下式の範囲がよい。
０．４５≦ＹＤ／ＥＸＰＣ＜１．２０ … （１）”
【００１９】
本発明の具体的な態様又は側面では、上記撮像レンズにおいて、湾曲した撮像面の湾曲量は、以下の条件式（２）を満足する。
０．０５＜ＳＡＧＩ／ＹＤ＜０．５０ … （２）
ただし、
ＳＡＧＩ：最大像高における撮像面の光軸方向の変位量
ＹＤ：撮像面の最大像高
【００２０】
条件式（２）は、撮像面の湾曲量を適切に設定するための条件式である。下限を上回ると、撮像面の湾曲量を適度に維持することができ、撮像レンズでのテレセントリック特性や像面湾曲についての補正負担が増大することを防げるため、ペッツバール和が小さくなり過ぎず、コマ収差や色収差を良好に補正できる。一方、上限を下回ると、撮像面の湾曲量が大きくなり過ぎて像面湾曲が補正過剰となることを防ぐことができる。また、撮像レンズの最終面と撮像面とが近づきすぎるのを防ぎ、ＩＲカットフィルター等を挿入するための空気間隔を充分に確保できる。
【００２１】
また、上述のような観点から、より望ましくは、値ＳＡＧＩ／ＹＤを下式の範囲とする。
０．０９≦ＳＡＧＩ／ＹＤ＜０．４０ … （２）'
【００２２】
本発明の別の側面では、湾曲した撮像面は球面形状を有し、以下の条件式（３）を満足する。
−８．０＜ＲＩ／ＹＤ＜−１．０ … （３）
ただし、
ＲＩ：撮像面の曲率半径
ＹＤ：撮像面の最大像高
【００２３】
撮像面を球面形状とすることで、撮像面が複雑な形状とならず、撮像面を湾曲させる製造プロセスの難易度を低減させることができる。
【００２４】
条件式（３）は、撮像面の湾曲量を適切に設定するための条件式である。下限を上回ると、撮像面の湾曲量を適度に維持することができ、撮像レンズでのテレセントリック特性や像面湾曲の補正負担を増大することを防げるため、ペッツバール和が小さくなり過ぎず、コマ収差や色収差を良好に補正できる。一方、上限を下回ると、撮像面の湾曲量が大きくなり過ぎて像面湾曲が補正過剰となることを防ぐことができる。また、撮像レンズの最終面と撮像面とが近づきすぎるのを防ぎ、ＩＲカットフィルター等を挿入するための空気間隔を充分に確保できる。
【００２５】
また、上述のような観点から、より望ましくは、値ＲＩ／Ｙを下式の範囲とする。
−６＜ＲＩ／Ｙ＜−１．０ … （３）'
【００２６】
本発明のさらに別の側面では、最も物体側のレンズは正の屈折力を有し、最も像側のレンズは正の屈折力を有する。
【００２７】
撮像レンズにおいて、最も物体側レンズが正の屈折力を有し、最も像側レンズが正の屈折力を有する構成（第１タイプ）にすると、撮像レンズは光軸に沿って対称に近い構成になり、歪曲収差や球面収差、コマ収差を良好に補正できる。そのため、高い性能を維持しながら、射出瞳位置を像面に近づけて全長の短縮化を図ることができる。最終レンズを正レンズで構成すると、周辺光束は正レンズにより光束の跳ね上げが抑えられるため、撮像面の湾曲によるテレセントリック特性の補正の負担が軽減され、撮像面の湾曲を撮像レンズで発生する像面湾曲にあわせ易くなるため、良好な性能を確保することができる。
【００２８】
望ましくは、開口絞りを、最も物体側の正レンズと最も像側の正レンズとの間に配置する。これにより、光軸に沿って絞りを挟んで対称に近いレンズ構成になり、収差を良好に補正でき、好ましい。さらに望ましくは、絞りの近傍に負レンズを配置すると、正レンズで発生する収差を打ち消すことができるため、さらに良好に収差補正ができ、大口径化も可能になり、高画素の撮像素子に適した撮像レンズを提供でき、好ましい。
【００２９】
本発明のさらに別の側面では、最も物体側のレンズは正の屈折力を有し、最も像側のレンズは負の屈折力を有する。
【００３０】
撮像レンズにおいて、最も物体側レンズは正の屈折力を有し、最も像側レンズは負の屈折力を有する構成（第２タイプ）にすると、撮像レンズはテレフォトタイプの構成になり、レンズ全長の短縮化に有利である。最終レンズを負レンズで構成すると、周辺光束は負レンズにより跳ね上げられる光束になるため、撮像面が平面の場合、テレセントリック特性が悪化してしまうが、本発明のように撮像面を湾曲させると、テレセントリック特性を良好に補正できる。また、撮像面を湾曲させることにより、撮像レンズで発生する像面湾曲を軽減できるため、小型でシェーディングの少ない良好な性能を有する撮像レンズを提供できる。
【００３１】
望ましくは、開口絞りを、最も物体側の正レンズと最も像側の負レンズとの間に配置する。これにより、レンズを通過する周辺光束の高さを、同じような高さにできるので、レンズ径が大きくなることを抑えられるとともに、収差補正に関して有利になり良好な性能を確保することができる。さらに望ましくは、最も像側の負レンズの像側面を、像側に凸面を向けたメニスカス形状にする。これにより、最終面を射出する周辺光束の跳ね上げが抑えられるため、撮像面の湾曲によるテレセントリック特性の補正の負担が軽減され、撮像面の湾曲を撮像レンズで発生する像面湾曲にあわせ易くなるため、良好な性能を確保することができる。
【００３２】
さらに望ましくは、下記の条件式を満足すると、好ましい。
−２．０＜ｆＦｐ／ｆＲｎ＜−０．１ … （４）
ただし、
ｆＦｐ：最も物体側の正レンズの焦点距離
ｆＲｎ：最も像側の負レンズの焦点距離
【００３３】
条件式（４）の下限を上回ることで、正レンズにくらべて負レンズの焦点距離が小さくなりすぎて、撮像レンズ全系が非対称になりすぎることを抑えられるので、良好に収差の補正ができる。一方、上限を下回ることで、正レンズにくらべて負レンズの焦点距離が大きくなりすぎて、レンズ全長の大型化を抑えられる。
【００３４】
本発明のさらに別の側面では、最も物体側のレンズは負の屈折力を有し、最も像側のレンズは正の屈折力を有する。
【００３５】
撮像レンズは、最も物体側レンズは負の屈折力を有し、最も像側レンズは正の屈折力を有する構成（第３タイプ）にすると、撮像レンズはレトロフォーカスタイプの構成になり、バックフォーカスを長く確保でき、テレセントリック特性が良好に補正できる。また、焦点距離を短くしてもバックフォーカスの確保が容易なため、撮像レンズを広角化することができる。広角化により、撮像レンズの入射画角が大きくなると、像面湾曲が増大し周辺性能が劣化するが、本発明のように撮像面を湾曲させると、撮像レンズで発生する像面湾曲を結果として軽減できるため、画面全体にわたり良好な性能を確保できる。さらに、最終レンズが正レンズで構成されているので、周辺光束は正レンズにより光束の跳ね上げが抑えられるため、撮像面の湾曲によるテレセントリック特性の補正の負担が軽減され、撮像面の湾曲を撮像レンズで発生する像面湾曲にあわせ易くなるため、良好な性能を確保することができる。
【００３６】
望ましくは、開口絞りを、最も物体側の負レンズと最も像側の正レンズとの間に配置する。これにより、レンズを通過する周辺光束の高さを、同じような高さにできるので、レンズ径が大きくなることを抑えられるとともに、収差補正が有利になり良好な性能を確保することができる。
【００３７】
さらに望ましくは、下記の条件式を満足すると、好ましい。
−４．０＜ｆＦｎ／ｆＲｐ＜−０．４ … （５）
ただし、
ｆＦｎ：最も物体側の負レンズの焦点距離
ｆＲｐ：最も像側の正レンズの焦点距離
【００３８】
条件式（５）の下限を上回ることで、負レンズにくらべて正レンズの焦点距離が小さくなりすぎて、撮像レンズ全系が非対称になりすぎることを抑えられるので、良好に収差の補正ができる。一方、上限を下回ることで、負レンズにくらべて正レンズの焦点距離が大きくなりすぎて、バックフォーカスが長くなりすぎることを抑えられるのでレンズ全長の小型化ができる。
【００３９】
本発明のさらに別の側面では、最も物体側のレンズは負の屈折力を有し、最も像側のレンズは負の屈折力を有する。
【００４０】
撮像レンズにおいて、最も物体側レンズは負の屈折力を有し、最も像側レンズは負の屈折力を有する構成（第４タイプ）にすると、撮像レンズは光軸に沿って対称に近い構成になり、歪曲収差、球面収差、及びコマ収差を良好に補正できる。そのため、高い性能を維持しながら、射出瞳位置を像面に近づけて全長の短縮化を図ることができる。最も物体側に負レンズを配置すると、広い範囲の光束を撮像レンズに入射させることができるため、撮像レンズの広角化が図れる。また、最も像側に負レンズを配置すると、バックファーカスを短くできるため、撮像レンズの短縮化が図れる。さらに、撮像面を湾曲させることにより、像面湾曲の補正もできるため、小型で性能が良好な撮像レンズを提供できる。
【００４１】
望ましくは、開口絞りを、最も物体側の負レンズと最も像側の負レンズとの間に配置する。これにより、光軸に沿って絞りを挟んで対称に近いレンズ構成になり、収差を良好に補正でき、好ましい。さらに望ましくは、絞りの近傍に正レンズを配置する。これにより、正レンズと負レンズとで収差を打ち消すことができるため、さらに良好に収差補正ができ、良好な性能を有する広角化な撮像レンズを提供でき、好ましい。さらに望ましくは、最も像側の負レンズの像側面は、像側に凸面を向けたメニスカス形状にする。これにより、最終面を射出する周辺光束の跳ね上げが抑えられるため、撮像面の湾曲によるテレセントリック特性の補正の負担が軽減され、撮像面の湾曲を撮像レンズで発生する像面湾曲にあわせ易くなるため、良好な性能を確保することができる。
【００４２】
上記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置は、上述の撮像レンズと、固体撮像素子とを備える。本発明の撮像レンズを用いることで、小型かつ高性能で、シェーディングを抑制できるとともに、比較的画面サイズが大きい撮像素子が使用されるような撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態の撮像装置を説明する図である。
【図２】実施例１の撮像レンズの断面図である
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は、第１実施例の撮像レンズの収差図である。
【図４】実施例２の撮像レンズの断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は、第２実施例の撮像レンズの収差図である。
【図６】実施例３の撮像レンズの断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｅ）は、第３実施例の撮像レンズの収差図である。
【図８】実施例４の撮像レンズの断面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｅ）は、第４実施例の撮像レンズの収差図である。
【図１０】実施例５の撮像レンズの断面図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｅ）は、第５実施例の撮像レンズの収差図である。
【図１２】実施例６の撮像レンズの断面図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｅ）は、第６実施例の撮像レンズの収差図である。
【図１４】実施例７の撮像レンズの断面図である。
【図１５】（Ａ）〜（Ｅ）は、第７実施例の撮像レンズの収差図である。
【図１６】実施例８の撮像レンズの断面図である。
【図１７】（Ａ）〜（Ｅ）は、第８実施例の撮像レンズの収差図である。
【図１８】実施例９の撮像レンズの断面図である。
【図１９】（Ａ）〜（Ｅ）は、第９実施例の撮像レンズの収差図である。
【図２０】実施例１０の撮像レンズの断面図である。
【図２１】（Ａ）〜（Ｅ）は、第１０実施例の撮像レンズの収差図である。
【図２２】実施例１１の撮像レンズの断面図である。
【図２３】（Ａ）〜（Ｅ）は、第１１実施例の撮像レンズの収差図である。
【図２４】交換レンズ型の撮像装置への応用例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１は、本発明の本実施形態である撮像装置８０を説明する断面図である。この撮像装置８０は、画像信号を形成するための撮像ユニット５０と、撮像ユニット５０を適宜動作させることにより撮像装置８０として機能を発揮する処理部６０とを備える。このうち、撮像ユニット５０については、断面図が示されている。
【００４５】
撮像ユニット５０は、被写体像を形成する撮像レンズ１０と、撮像レンズ１０によって形成された被写体像を検出するＣＭＯＳ型のイメージセンサーである固体撮像素子５１と、この固体撮像素子５１を湾曲した状態に保持する支持体５２と、この支持体５２を背後から支持するとともに配線等を設けた本体５３と、物体側からの光束を入射させる開口部ＯＰを有する遮光性の鏡筒５４とを備える。
【００４６】
撮像レンズ１０は、例えば、物体側から順に、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、開口絞りＳと、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５とを備える。
【００４７】
固体撮像素子５１は、受光部としての光電変換部５１ａを有し、その周囲には、信号処理回路５１ｂが形成されている。光電変換部５１ａは、画素（光電変換素子）が２次元的に配置された撮像面Ｉを有する。この撮像面Ｉの最大像高は、５ｍｍより大きくなっている。一方、信号処理回路５１ｂは、例えば、各画素を順次駆動し信号電荷を得る駆動回路部、各信号電荷をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部等で構成される。なお、固体撮像素子５１は、上述のＣＭＯＳ型のイメージセンサーに限るものでなく、ＣＣＤ等の他のものを適用したものでもよい。
【００４８】
支持体５２は、硬質の材料で形成され、固体撮像素子５１を光軸ＡＸのまわりに対称的に窪んだ凹形状に維持し固定する役割を有する。これにより、固体撮像素子５１の撮像面Ｉは、光軸ＡＸを含む任意の断面で中央の光軸ＡＸに向かうように撮像レンズ１０側に倒れた湾曲状態（具体的には球状の凹面）となる。なお、支持体５２には、信号処理回路５１ｂの動作を制御する機能を有する信号処理回路５２ａを形成することができる。
【００４９】
本体５３は、支持体５２等を支持して収納する役割を有する。本体５３は、支持体５２と筐体５４とを一方の面側に支持する支持体部分５３ａと、支持体部分５３ａの他方の面側に一端が接続されたフレキシブルプリント基板５３ｂと、固体撮像素子５１及び支持体５２を囲むように配置され支持体部分５３ａに固定される枠部５３ｃとで構成されている。支持体部分５３ａは、上記一方の面側でボンディングワイヤＷを介して固体撮像素子５１と接続され、上記他方の面側でフレキシブルプリント基板５３ｂと接続されている。本体５３の撮像レンズ１０側には、固体撮像素子５１を覆うように、赤外光カット機能を有する平行平板Ｆが配置・固定されている。
【００５０】
なお、フレキシブルプリント基板５３ｂは、支持体部分５３ａと不図示の外部回路（例えば、撮像ユニット５０を実装した上位装置が有する制御回路）とを接続し、外部回路から固体撮像素子５１を駆動するための電圧やクロック信号の供給を受けたり、また、ＹＵＶその他のデジタル画素信号を外部回路へ出力したりすることを可能としている。
【００５１】
鏡筒５４は、撮像レンズ１０を収納し保持している。鏡筒５４は、本体５３の枠部５３ｃに固定されている。
【００５２】
処理部６０は、制御部６１と、入力部６２と、記憶部６３と、表示部６４とを備える。制御部６１は、撮像ユニット５０に撮像動作を行わせる。入力部６２は、ユーザーの操作を受け付ける部分であり、記憶部６３は、撮像装置８０の動作に必要な情報、撮像ユニット５０によって取得した画像データ等を保管する部分であり、表示部６４は、ユーザーに提示すべき情報、撮影した画像等を表示する部分である。制御部６１は、例えば、撮像ユニット５０によって得た画像データに対して種々の画像処理を行うことができる。
【００５３】
なお、詳細な説明を省略するが、処理部６０の具体的な機能は、撮像装置８０がデジタルカメラ、ＰＤＡ、携帯電話等のいずれに組み込まれるかに応じて適宜調整される。
【００５４】
以下、図１を参照して、実施形態の撮像レンズ１０について説明する。なお、図１で例示した撮像レンズ１０は、後述する実施例１の撮像レンズ１１と同一の構成となっている。
【００５５】
図１に示すように、実施形態の撮像レンズ１０は、固体撮像素子５１に被写体像を結像させるものであって、正レンズと負レンズを含む２枚以上のレンズ、具体的には第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５とから実質的になる。撮像レンズ１０は、実質的にパワーを持たない光学素子として、平行平板Ｆを含む。固体撮像素子５１の撮像面Ｉは、浅い凹の球面状に湾曲しており、光軸ＡＸのまわりに対称性を有する回転面となっている。撮像レンズ１０は、最像側レンズである第３レンズＬ３と固体撮像素子５１との間以外の位置、具体的には第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に開口絞りＳを有する。
【００５６】
以上の撮像レンズ１０は、既に説明した条件式（１）
０．４３＜ＹＤ／ＥＸＰＣ＜２．００ … （１）
を満足する。ここで、ＹＤは、撮像面Ｉでの最大像高であり、ＥＸＰＣは、近軸射出瞳位置すなわち射出瞳位置と撮像面Ｉとの光軸上の距離である。
【００５７】
条件式（１）は、撮像レンズの小型化と良好なテレセントリック特性とを確保するための条件式である。条件式（１）の値が下限を上回ることで、射出瞳位置を適度に撮像面Ｉに近づけることができ、結果として撮像レンズ１０の全長の短縮化を達成できる。一方、条件式（１）の値が上限を下回ることで、射出瞳位置が過度に撮像面Ｉに近づくことがなくなり、適度に周辺光束の射出瞳位置を撮像面Ｉから遠ざけることができるため、テレセントリック特性に関して有利となる。そのため、撮像面Ｉの湾曲によるテレセントリック特性の補正の負担が軽減され、撮像面Ｉの湾曲を撮像レンズ１０で発生する像面湾曲に合わせ易くなるため、良好な性能を確保することができる。
【００５８】
撮像レンズ１０は、より望ましくは、上記条件式（１）をより制限した下式（１）'を満足するものとする。
０．４３＜ＹＤ／ＥＸＰＣ＜１．５０ … （１）'
さらに、より望ましくは、下式（１）"の範囲とする。
０．４５≦ＹＤ／ＥＸＰＣ＜１．２０ … （１）”
【００５９】
実施形態の撮像レンズ１０は、上記の条件式（１）に加えて、既に説明した条件式（２）
０．０５＜ＳＡＧＩ／ＹＤ＜０．５０ … （２）
を満足する。ここで、ＳＡＧＩは最大像高における撮像面Ｉの光軸方向の変位量であり、ＹＤは、撮像面Ｉでの最大像高である。
【００６０】
条件式（２）は、撮像面Ｉの湾曲量を適切に設定するための条件式である。下限を上回ると、撮像面Ｉの湾曲量を適度に維持することができ、撮像レンズ１０でのテレセントリック特性や像面湾曲についての補正負担が増大することを防げるため、ペッツバール和が小さくなり過ぎず、コマ収差や色収差を良好に補正できる。一方、上限を下回ると、撮像面Ｉの湾曲量が大きくなり過ぎて像面湾曲が補正過剰となることを、防ぐことができる。また、撮像レンズ１０の最終面５ｂと撮像面Ｉとが近づきすぎるのを防ぎ、ＩＲカットフィルター等の平行平板Ｆを挿入するための空気間隔を充分に確保できる。
【００６１】
撮像レンズ１０は、より望ましくは、上記条件式（２）をより制限した下式（２）'を満足するものとする。
０．０９≦ＳＡＧＩ／ＹＤ＜０．４０ … （２）'
【００６２】
実施形態の撮像レンズ１０は、上記の条件式（１）等に加えて、既に説明した条件式（３）
−８．０＜ＲＩ／ＹＤ＜−１．０ … （３）
を満足する。ここで、ＲＩは撮像面Ｉの曲率半径であり、ＹＤは、最大像高である。
【００６３】
撮像レンズ１０は、より望ましくは、上記条件式（３）をより制限した下式（３）'を満足するものとする。
−６＜ＲＩ／Ｙ＜−１．０ … （３）'
【００６４】
実施形態の撮像レンズ１０は、最も物体側の第１レンズＬ１が正の屈折力を有し、最も像側の第５レンズＬ５が正の屈折力を有し、開口絞りＳが最も物体側の第１レンズＬ１と最も像側の第５レンズＬ５との間に配置される構成（第１タイプ）となっている。
【００６５】
なお、以下に説明する実施例１も、最も物体側の第１レンズＬ１が正の屈折力を有し、最も像側の第５レンズＬ５が正の屈折力を有する。さらに、以下に説明する実施例２、３も、最も物体側の第１レンズＬ１が正の屈折力を有し、最も像側の第４レンズＬ４又は第５レンズＬ５が正の屈折力を有する。
以下に説明する実施例４、５は、最も物体側の第１レンズＬ１が正の屈折力を有し、最も像側の第５レンズＬ５又は第４レンズＬ４が負の屈折力を有する構成（第２タイプ）となっている。
以下に説明する実施例６、７、８は、最も物体側の第１レンズＬ１が負の屈折力を有し、最も像側の第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、又は第６レンズＬ６が正の屈折力を有する構成（第３タイプ）となっている。
以下に説明する実施例９、１０は、最も物体側の第１レンズＬ１が負の屈折力を有し、最も像側の第６レンズＬ６又は第４レンズＬ４が負の屈折力を有する構成（第４タイプ）となっている。
以下に説明する実施例１１は、最も物体側の第１レンズＬ１が負の屈折力を有し、最も像側の第８レンズＬ８が正の屈折力を有する構成（第３タイプ）となっている。
【実施例】
【００６６】
以下、本発明の撮像レンズの実施例を示す。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
ｆ ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆＢ ：バックフォーカス
Ｆ ：Ｆナンバー
２Ｙ ：固体撮像素子の撮像面対角線長
ＥＮＴＰ：入射瞳位置（第１面から入射瞳位置までの距離）
ＥＸＴＰ：射出瞳位置（最終面から射出瞳位置までの距離）
Ｈ１ ：前側主点位置（第１面から前側主点位置までの距離）
Ｈ２ ：後側主点位置（最終面から後側主点位置までの距離）
Ｒ ：曲率半径
Ｄ ：軸上面間隔
Ｎｄ ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
νｄ ：レンズ材料のアッベ数
特定の実施例において、各面番号の後に記号「＊」が記載されているが、この面が非球面形状を有することを意味している。非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数１」で表す。
〔数１〕
ただし、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｒ ：曲率半径
Ｋ ：円錐定数
【００６７】
（実施例１）
実施例１の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝２６．０ｍｍ
ｆＢ＝１２．１ｍｍ
Ｆ＝１．８
２Ｙ＝２２ｍｍ
ＥＮＴＰ＝１１．４２ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−１１．８５ｍｍ
Ｈ１＝９．２２ｍｍ
Ｈ２＝−１３．８９ｍｍ
【００６８】
実施例１のレンズ面のデータを以下の表１に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表１〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 23.172 2.75 1.7725 49.6 8.7
2 60.863 0.10 8.0
3 11.502 2.98 1.6968 55.5 6.8
4 23.362 0.66 5.9
5 53.706 1.04 1.7174 29.5 5.8
6 9.336 2.73 4.9
7(絞り) ∞ 0.10 4.3
8 23.195 2.08 1.4875 70.2 4.3
9 -99.253 5.61 4.2
10 184.251 3.16 1.4875 70.2 7.2
11 -22.010 12.12 7.7
12(撮面) -43.680
なお、これ以降（表のレンズデータを含む）において、１０のべき乗数（たとえば２．５×１０−０２）をＥ（たとえば２．５Ｅ−０２）を用いて表すものとする。
【００６９】
実施例１の単レンズデータを以下の表２に示す。
〔表２〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 46.95
2 3 4 29.47
3 5 6 -15.91
4 8 9 38.78
5 10 11 40.54
【００７０】
図２は、実施例１の撮像レンズ１１又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１１は、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第２レンズＬ２と、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し両凸の第４レンズＬ４と、正の屈折力を有し両凸の第５レンズＬ５とを備える。全てのレンズＬ１〜Ｌ５は、例えばガラス材料から形成されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第５レンズＬ５の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【００７１】
図３（Ａ）〜２（Ｃ）は、実施例１の撮像レンズ１１の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図３（Ｄ）及び３（Ｅ）は、実施例１の撮像レンズ１１のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例２）
実施例２の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝１９．０ｍｍ
ｆＢ＝１３．１ｍｍ
Ｆ＝２．８
２Ｙ＝２２ｍｍ
ＥＮＴＰ＝５．８６ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−３．９５ｍｍ
Ｈ１＝３．７０ｍｍ
Ｈ２＝−５．８８ｍｍ
【００７２】
実施例２のレンズ面のデータを以下の表３に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表３〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 9.024 2.02 1.8830 40.8 4.2
2 19.732 0.33 3.5
3 73.965 0.87 1.8166 29.9 3.4
4 7.478 0.42 3.0
5 11.174 3.56 1.9100 29.0 3.0
6 -32.322 0.11 2.7
7(絞り) ∞ 0.30 2.6
8 -17.502 2.14 1.9334 20.1 2.7
9 11.446 3.13 1.6996 28.2 3.7
10 -12.002 13.12 4.5
11(撮面) -36.500
【００７３】
実施例２の単レンズデータを以下の表４に示す。
〔表４〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 17.30
2 3 4 -10.25
3 5 6 9.49
4 8 9 -7.16
5 9 10 8.86
【００７４】
図４は、実施例２の撮像レンズ１２又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１２は、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第２レンズＬ２と、正の屈折力を有し両凸の第３レンズＬ３と、負の屈折力を有し両凹の第４レンズＬ４と、正の屈折力を有し両凸の第５レンズＬ５とを備える。ここで、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とは、一体化された接合レンズとなっている。全てのレンズＬ１〜Ｌ５は、例えばガラス材料から形成されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第５レンズＬ５の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【００７５】
図５（Ａ）〜５（Ｃ）は、実施例２の撮像レンズ１２の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図５（Ｄ）及び５（Ｅ）は、実施例２の撮像レンズ１２のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例３）
実施例３の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝１２．０ｍｍ
ｆＢ＝７．８ｍｍ
Ｆ＝２．２
２Ｙ＝１０．６ｍｍ
ＥＮＴＰ＝３．７８ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−２．４８ｍｍ
Ｈ１＝１．８２ｍｍ
Ｈ２＝−４．１６ｍｍ
【００７６】
実施例３のレンズ面のデータを以下の表５に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表５〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 5.432 2.16 1.6230 58.2 3.1
2 -117.140 0.16 2.7
3 -6385.269 0.80 1.7174 29.5 2.5
4 6.508 0.73 2.1
5(絞り) ∞ 0.00 2.1
6* 9.472 0.95 1.4875 70.2 2.1
7* 11.188 0.50 2.0
8 -26.056 1.43 1.4875 70.2 2.2
9 -5.872 7.84 2.5
10(撮面) -19.400
実施例３のレンズ面の非球面係数を以下に示す。
第6面
K=-0.10573E+02, A4=-0.27196E-02, A6=-0.32041E-03, A8=-0.10756E-05
A10=0.19600E-05
第7面
K=-0.10689E+02, A4=-0.12214E-02, A6=-0.23591E-03, A8=0.35139E-05
A10=0.20427E-05
【００７７】
実施例３の単レンズデータを以下の表６に示す。
〔表６〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 8.39
2 3 4 -9.06
3 6 7 107.16
4 8 9 15.20
【００７８】
図６は、実施例３の撮像レンズ１３又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１３は、正の屈折力を有し両凸の第１レンズＬ１と、負の屈折力を有し両凹の第２レンズＬ２と、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第４レンズＬ４とを備える。全てのレンズＬ１〜Ｌ４は、例えばガラス材料から形成されている。第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第４レンズＬ４の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【００７９】
図７（Ａ）〜７（Ｃ）は、実施例３の撮像レンズ１３の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図７（Ｄ）及び７（Ｅ）は、実施例３の撮像レンズ１３のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例４）
実施例４の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝２３．０ｍｍ
ｆＢ＝１１．９ｍｍ
Ｆ＝２．８
２Ｙ＝２８．４ｍｍ
ＥＮＴＰ＝７．７０ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−８．５１ｍｍ
Ｈ１＝４．７６ｍｍ
Ｈ２＝−１１．１２ｍｍ
【００８０】
実施例４のレンズ面のデータを以下の表７に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表７〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 10.589 3.12 1.5163 64.2 5.9
2 43.550 0.86 4.8
3 -30.435 2.58 1.8467 23.8 4.4
4 -87.630 0.22 3.8
5 29.656 1.96 1.5163 64.2 3.6
6 -22.479 0.10 3.4
7(絞り) ∞ 1.60 3.3
8 -13.551 4.00 1.5163 64.2 3.0
9 -9.998 1.74 4.7
10 -6.479 2.00 1.7174 29.5 5.0
11 -9.188 11.90 6.4
12(撮面) -37.500
【００８１】
実施例４の単レンズデータを以下の表８に示す。
〔表８〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 26.25
2 3 4 -56.24
3 5 6 25.09
4 8 9 53.38
5 10 11 -44.30
【００８２】
図８は、実施例４の撮像レンズ１４又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１４は、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、負の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第２レンズＬ２と、正の屈折力を有し両凸の第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第４レンズＬ４と、負の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第５レンズＬ５とを備える。全てのレンズＬ１〜Ｌ５は、例えばガラス材料から形成されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第５レンズＬ５の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【００８３】
図９（Ａ）〜９（Ｃ）は、実施例４の撮像レンズ１４の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図９（Ｄ）及び９（Ｅ）は、実施例４の撮像レンズ１４のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例５）
実施例５の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝１２．０ｍｍ
ｆＢ＝３．２４ｍｍ
Ｆ＝２．４
２Ｙ＝１３．４ｍｍ
ＥＮＴＰ＝１．２６ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−８．３５ｍｍ
Ｈ１＝０．８２ｍｍ
Ｈ２＝−８．７７ｍｍ
【００８４】
実施例５のレンズ面のデータを以下の表９に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表９〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 8.314 1.77 1.7292 54.7 3.0
2 286.183 0.11 2.4
3(絞り) ∞ 1.20 2.3
4 -10.077 1.20 1.8052 25.4 2.4
5 1591.513 0.16 2.6
6 92.316 2.50 1.7130 53.9 2.6
7 -11.600 0.38 3.3
8 42.428 2.40 1.7859 44.2 3.6
9 -20.487 2.49 3.9
10 -5.311 1.50 1.7174 29.5 4.0
11 -10.496 3.24 5.0
12(撮面) -37.000
【００８５】
実施例５の単レンズデータを以下の表１０に示す。
〔表１０〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 11.71
2 4 5 -12.43
3 6 7 14.60
4 8 9 17.88
5 10 11 -17.04
【００８６】
図１０は、実施例５の撮像レンズ１５又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１５は、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、負の屈折力を有し両凹の第２レンズＬ２と、正の屈折力を有し両凸の第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し両凸の第４レンズＬ４と、負の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第５レンズＬ５とを備える。全てのレンズＬ１〜Ｌ５は、例えばガラス材料から形成されている。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第５レンズＬ５の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【００８７】
図１１（Ａ）〜１１（Ｃ）は、実施例５の撮像レンズ１５の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図１１（Ｄ）及び１１（Ｅ）は、実施例５の撮像レンズ１５のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例６）
実施例６の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝１８．７ｍｍ
ｆＢ＝１４．８ｍｍ
Ｆ＝２．８
２Ｙ＝２８．４ｍｍ
ＥＮＴＰ＝１０．４７ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−３．９８ｍｍ
Ｈ１＝１０．５８ｍｍ
Ｈ２＝−３．８７ｍｍ
【００８８】
実施例６のレンズ面のデータを以下の表１１に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表１１〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 43.555 0.75 1.5955 39.2 9.9
2* 11.886 5.07 8.0
3 11.981 4.91 1.6204 60.3 7.1
4 -43.395 3.51 6.2
5(絞り) ∞ 2.06 3.3
6 43.069 0.75 1.8467 23.8 4.6
7 15.835 2.14 1.5891 61.2 4.9
8* -48.562 14.81 5.4
9(撮面) -36.500
実施例６のレンズ面の非球面係数を以下に示す。
第2面
K=-0.12576E+01, A4=0.16910E-03, A6=0.14201E-05, A8=-0.10129E-07
A10=0.24385E-09
第8面
K=0.00000, A4=0.20507E-03, A6=-0.13787E-05, A8=0.40438E-07,
A10=-0.27445E-09
【００８９】
実施例６の単レンズデータを以下の表１２に示す。
〔表１２〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 -27.69
2 3 4 15.66
3 6 7 -29.96
4 7 8 20.52
【００９０】
図１２は、実施例６の撮像レンズ１６又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１６は、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、正の屈折力を有し両凸の第２レンズＬ２と、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し両凸の第４レンズＬ４とを備える。全てのレンズＬ１〜Ｌ４は、例えばガラス材料から形成されている。第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第４レンズＬ４の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【００９１】
図１３（Ａ）〜１３（Ｃ）は、実施例６の撮像レンズ１６の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図１３（Ｄ）及び１３（Ｅ）は、実施例６の撮像レンズ１６のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例７）
実施例７の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝１７．５ｍｍ
ｆＢ＝１０．５ｍｍ
Ｆ＝２．８
２Ｙ＝２２ｍｍ
ＥＮＴＰ＝７．６８ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−１１．８７ｍｍ
Ｈ１＝１１．４８ｍｍ
Ｈ２＝−７．０１ｍｍ
【００９２】
実施例７のレンズ面のデータを以下の表１３に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表１３〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 10.039 2.50 1.4875 70.2 6.9
2 6.363 2.06 5.1
3 13.114 5.00 1.8010 35.0 4.8
4 -86.853 0.12 2.7
5(絞り) ∞ 0.27 2.7
6 -78.722 1.50 1.8467 23.8 2.8
7 10.151 3.91 1.4875 70.2 3.0
8 -16.051 0.10 4.6
9 -20.829 3.01 1.7725 49.6 4.7
10 -11.033 1.00 5.7
11 ∞ 3.50 1.5163 64.2 6.8
12 ∞ 10.50 7.7
13(撮面) -26.500
【００９３】
実施例７の単レンズデータを以下の表１４に示す。
〔表１４〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 -45.87
2 3 4 14.55
3 6 7 -10.54
4 7 8 13.41
5 9 10 26.79
【００９４】
図１４は、実施例７の撮像レンズ１７又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１７は、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、正の屈折力を有し両凸の第２レンズＬ２と、負の屈折力を有し両凹の第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し両凸の第４レンズＬ４と、正の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第５レンズＬ５とを備える。ここで、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とは、一体化された接合レンズとなっている。全てのレンズＬ１〜Ｌ５は、例えばガラス材料から形成されている。第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第５レンズＬ５の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、光学的ローパスフィルター、ＩＲカットフィルター、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板Ｆが配置されている。
【００９５】
図１５（Ａ）〜１５（Ｃ）は、実施例７の撮像レンズ１７の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図１３（Ｄ）及び１３（Ｅ）は、実施例７の撮像レンズ１７のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例８）
実施例８の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝１６．６ｍｍ
ｆＢ＝６．３ｍｍ
Ｆ＝２．８
２Ｙ＝２２ｍｍ
ＥＮＴＰ＝６．３８ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−１４．８０ｍｍ
Ｈ１＝９．９３ｍｍ
Ｈ２＝−１０．２８ｍｍ
【００９６】
実施例８のレンズ面のデータを以下の表１５に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表１５〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 15.279 0.72 1.4970 81.6 7.0
2 7.817 1.94 5.9
3 9.792 2.78 1.5927 35.5 5.4
4 -206.296 0.72 1.9350 19.8 4.8
5 41.272 1.78 4.3
6(絞り) ∞ 1.99 2.9
7 21.112 0.72 1.7521 25.1 5.0
8 11.952 2.47 1.7292 54.7 5.3
9 56.231 0.80 5.7
10* 111.793 2.56 1.4970 81.6 6.2
11* -14.562 4.00 6.6
12 ∞ 4.00 1.5163 64.2 8.5
13 ∞ 6.32 9.5
14(撮面) -25.700
実施例８のレンズ面の非球面係数を以下に示す。
第10面
K=0.10000E+02, A4=0.12743E-03, A6=-0.81009E-06, A8=-0.22161E-07
第11面
K=-0.12677E+02, A4=-0.21191E-03, A6=0.95552E-05, A8=-0.10207E-06
【００９７】
実施例８の単レンズデータを以下の表１６に示す。
〔表１６〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 -33.27
2 3 4 15.85
3 4 5 -36.73
4 7 8 -37.90
5 8 9 20.34
6 10 11 26.10
【００９８】
図１６は、実施例８の撮像レンズ１８又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１８は、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、正の屈折力を有し両凸の第２レンズＬ２と、負の屈折力を有し両凹の第３レンズＬ３と、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第４レンズＬ４と、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第５レンズＬ５と、正の屈折力を有し両凸の第６レンズＬ６とを備える。ここで、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とは、一体化された接合レンズとなっている。また、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とも、一体化された接合レンズとなっている。全てのレンズＬ１〜Ｌ６は、例えばガラス材料から形成されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第６レンズＬ６の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、光学的ローパスフィルター、ＩＲカットフィルター、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板Ｆが配置されている。
【００９９】
図１７（Ａ）〜１７（Ｃ）は、実施例８の撮像レンズ１８の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図１７（Ｄ）及び１７（Ｅ）は、実施例８の撮像レンズ１８のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例９）
実施例９の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝１９．６ｍｍ
ｆＢ＝１０．７ｍｍ
Ｆ＝２．８
２Ｙ＝２８．４ｍｍ
ＥＮＴＰ＝１２．１６ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−８．７３ｍｍ
Ｈ１＝１１．９８ｍｍ
Ｈ２＝−８．９１ｍｍ
【０１００】
実施例９のレンズ面のデータを以下の表１７に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表１７〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 18.744 1.03 1.6398 34.5 10.8
2 10.325 2.65 8.7
3 15.483 2.31 1.8052 25.4 8.5
4 21.193 0.72 7.8
5 10.666 3.18 1.8052 25.4 6.6
6 6.757 5.17 1.4875 70.2 4.5
7 -198.67 0.28 3.1
8(絞り) ∞ 0.59 2.9
9 53.574 6.74 1.4875 70.2 3.7
10 -9.955 1.48 6.4
11 -7.750 1.24 1.8340 37.2 6.5
12 -10.061 10.67 7.6
13(撮面) -23.896
【０１０１】
実施例９の単レンズデータを以下の表１８に示す。
〔表１８〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 -37.73
2 3 4 60.46
3 5 6 -35.93
4 6 7 13.52
5 9 10 17.84
6 11 12 -53.45
【０１０２】
図１８は、実施例９の撮像レンズ１９又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ１９は、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第２レンズＬ２と、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し両凸の第４レンズＬ４と、正の屈折力を有し両凸の第５レンズＬ５と、負の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第６レンズＬ６とを備える。ここで、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とは、一体化された接合レンズとなっている。全てのレンズＬ１〜Ｌ６は、例えばガラス材料から形成されている。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第６レンズＬ６の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【０１０３】
図１９（Ａ）〜１９（Ｃ）は、実施例９の撮像レンズ１９の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図１９（Ｄ）及び１９（Ｅ）は、実施例９の撮像レンズ１９のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例１０）
実施例１０の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝９．０ｍｍ
ｆＢ＝４．０ｍｍ
Ｆ＝１．８
２Ｙ＝１０．６ｍｍ
ＥＮＴＰ＝５．３７ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−５．６８ｍｍ
Ｈ１＝５．９９ｍｍ
Ｈ２＝−５．００ｍｍ
【０１０４】
実施例１０のレンズ面のデータを以下の表１９に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表１９〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 6.321 1.20 1.8467 23.8 4.8
2 4.584 1.11 3.9
3 6.787 3.73 1.7725 49.6 3.8
4 16.918 0.37 2.3
5(絞り) ∞ 1.11 2.0
6 12.565 4.00 1.7725 49.6 3.2
7* -4.751 0.10 3.6
8 -5.718 1.83 1.8467 23.8 3.6
9 -21.406 4.01 4.3
10(撮面) -15.000
実施例１０のレンズ面の非球面係数を以下に示す。
第7面
K=-0.62213E+00, A4=0.61825E-03, A6=0.39563E-05, A8=-0.14110E-06
A10=-0.74194E-08
【０１０５】
実施例１０の単レンズデータを以下の表２０に示す。
〔表２０〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 -28.83
2 3 4 12.64
3 6 7 4.96
4 8 9 -9.74
【０１０６】
図２０は、実施例１０の撮像レンズ２０又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ２０は、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第２レンズＬ２と、正の屈折力を有し両凸の第３レンズＬ３と、負の屈折力を有し像側に凸でメニスカスの第４レンズＬ４とを備える。全てのレンズＬ１〜Ｌ４は、例えばガラス材料から形成されている。第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第４レンズＬ４の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【０１０７】
図２１（Ａ）〜２１（Ｃ）は、実施例１０の撮像レンズ２０の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図２１（Ｄ）及び２１（Ｅ）は、実施例１０の撮像レンズ２０のメリディオナルコマ収差を示している。
（実施例１１）
実施例１１の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
ｆ＝２８．７ｍｍ
ｆＢ＝２４．２ｍｍ
Ｆ＝２．６
２Ｙ＝４３．２ｍｍ
ＥＮＴＰ＝３８．００ｍｍ
ＥＸＴＰ＝−２３．４３ｍｍ
Ｈ１＝４９．３９ｍｍ
Ｈ２＝−４．５５ｍｍ
【０１０８】
実施例１１のレンズ面のデータを以下の表２１に示す。なお、絞りは開口絞りＳを意味し、撮面は撮像面Ｉを意味する。
〔表２１〕
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 120.443 1.72 1.8350 42.8 34.5
2 36.270 20.95 24.4
3 42.280 15.54 1.5135 68.5 21.8
4 -118.971 0.23 19.5
5 27.534 1.72 1.7292 54.7 15.5
6 19.052 6.01 13.7
7 31.770 9.19 1.8500 24.0 12.5
8 37.320 3.61 9.3
9 58.264 9.19 1.4992 79.5 7.6
10 -81.907 1.15 4.0
11(絞り) ∞ 5.78 3.8
12 -1596.788 1.72 1.8452 27.8 6.4
13 31.423 6.40 1.4970 81.6 8.0
14 -40.379 0.23 9.0
15 64.711 7.33 1.4970 81.6 16.0
16 -43.431 10.42 10.1
17(撮面) -43.450
【０１０９】
実施例１１の単レンズデータを以下の表２２に示す。
〔表２２〕
レンズ 始面 終面 焦点距離(mm)
1 1 2 -37.73
2 3 4 60.46
3 5 6 -35.93
4 7 8 13.52
5 9 10 17.84
6 12 13 -53.45
7 13 14 -124.75
8 15 16 -196.04
【０１１０】
図２２は、実施例１１の撮像レンズ２１又は撮像ユニット５０の断面図である。撮像レンズ２１は、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第１レンズＬ１と、正の屈折力を有し両凸の第２レンズＬ２と、負の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第３レンズＬ３と、正の屈折力を有し物体側に凸でメニスカスの第４レンズＬ４と、正の屈折力を有し両凸の第５レンズＬ５と、負の屈折力を有し両凹の第６レンズＬ６と、正の屈折力を有し両凸の第７レンズＬ７と、正の屈折力を有し両凸の第８レンズＬ８とを備える。ここで、第６レンズＬ６と第７レンズＬ７とは、一体化された接合レンズとなっている。全てのレンズＬ１〜Ｌ８は、例えばガラス材料から形成されている。第５レンズＬ５と第６レンズＬ６との間には、開口絞りＳが配置されている。本実施例において、撮像面Ｉは球面形状を有している。なお、第８レンズＬ８の凸面と凹の撮像面Ｉとの間には、図１に示す平行平板Ｆを配置することができる。
【０１１１】
図２３（Ａ）〜２３（Ｃ）は、実施例１１の撮像レンズ２１の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示し、図２３（Ｄ）及び２３（Ｅ）は、実施例１１の撮像レンズ２１のメリディオナルコマ収差を示している。
【０１１２】
以下の表２３は、参考のため、各条件式（１）〜（５）に対応する各実施例１〜１１の値をまとめたものである。
〔表２３〕
【０１１３】
以上では、実施形態や実施例に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態等に限定されるものではない。
【０１１４】
図２４は、変形例として、レンズ交換式のカメラシステム３００を示している。図示のカメラシステム３００は、湾曲した固体撮像素子を組み込んだ交換レンズユニット１００と、この交換レンズユニット１００を装着することによってカメラとして動作するカメラ本体２００とを備えている。ここで、交換レンズユニット１００とカメラ本体２００とは、レンズマウント部材１０１とボディマウント部材２０１とを介して分離可能に連結されている。交換レンズユニット１００単独でも撮像装置と見ることができるが、カメラシステム３００全体でも撮像装置と見ることができる。
【０１１５】
交換レンズユニット１００は、結像光学系を含む撮像レンズ１０と、レンズ側撮像素子１２０と、撮像レンズ１０を駆動するためのレンズ駆動部１３０と、レンズ側撮像素子１２０を駆動するための素子駆動部１４０と、各種情報を記憶する記憶部１６０と、カメラ本体２００との間で通信を行うためのレンズ側通信部１７０と、交換レンズユニット１００内の各部の動作を制御するレンズ制御部１９０とを備える。ここで、レンズ側撮像素子１２０は、図１の固体撮像素子５１に対応するものであり、凹の球面状の撮像面１２１を有している。
【０１１６】
カメラ本体２００は、本体側撮像素子４２０と、本体側撮像素子４２０を駆動するための素子駆動部４４０と、本体側撮像素子４２０やレンズ側撮像素子１２０から得た画像データに対して画像処理を施す画像処理部２１０と、撮影画像等を表示するための画像表示部２２０と、各種情報を記憶する記憶部２６０と、交換レンズユニット１００との間で通信を行うための本体側通信部２７０と、ユーザーが操作する操作部２８０と、カメラ本体２００内の各部の動作を制御する本体制御部２９０とを備える。ここで、本体側撮像素子４２０は、平坦な撮像面４２１を有しており、カメラ本体２００に対して撮像素子を内蔵しない交換レンズユニット１００が装着された場合に画像検出動作を行う。
【０１１７】
レンズ制御部１９０は、交換レンズユニット１００とカメラ本体２００とを接続した場合、コネクター１７１，２７１等を介してカメラ本体２００と通信可能になっており、例えば記憶部１６０の湾曲情報記憶部１６１に記憶された撮影画像に対応する画像データをカメラ本体２００に送信する。
【０１１８】
なお、特許請求の範囲、実施例等に記載のレンズ面が非球面である場合の近軸曲率半径の意味合いについて、実際のレンズ測定の場面においては、レンズ中央近傍（具体的には、レンズ外径に対して１０％以内の中央領域）での形状測定値を最小自乗法でフィッティングした際の近似曲率半径を近軸曲率半径であるとみなすことができる。
【０１１９】
また、例えば２次の非球面係数を使用した場合には、非球面定義式の基準曲率半径に２次の非球面係数も勘案した曲率半径を近軸曲率半径とみなすことができる（例えば参考文献として、松居吉哉著「レンズ設計法」（共立出版株式会社）のＰ４１〜４２を参照のこと）。
【符号の説明】
【０１２０】
１０…撮像レンズ、 １１−２１…撮像レンズ、 ５０…撮像ユニット、５１…固体撮像素子、 ５１ａ…光電変換部、 ６０…処理部、 Ｆ…平行平板、 Ｉ…撮像面、 Ｌ１−Ｌ８…レンズ、 ＡＸ…光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子に被写体像を結像させるための撮像レンズであって、
前記固体撮像素子の撮像面が、画面周辺部に向かって物体側へ倒れるように任意の断面で湾曲しており、
前記撮像面の最大像高が５ｍｍより大きく、
前記撮像レンズは少なくとも正レンズと負レンズを含む２枚以上のレンズで構成され、
最像側レンズと撮像素子の間以外の位置に開口絞りを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
０．４３＜ＹＤ／ＥＸＰＣ＜２．００ … （１）
ただし、
ＹＤ：前記撮像面の最大像高
ＥＸＰＣ：近軸射出瞳位置（射出瞳位置と撮像面との光軸上の距離）
【請求項２】
前記湾曲した撮像面の湾曲量は、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
０．０５＜ＳＡＧＩ／ＹＤ＜０．５０ … （２）
ただし、
ＳＡＧＩ：最大像高における前記撮像面の光軸方向の変位量
ＹＤ：前記撮像面の最大像高
【請求項３】
前記湾曲した撮像面は球面形状を有し、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
−８．０＜ＲＩ／ＹＤ＜−１．０ … （３）
ただし、
ＲＩ：前記撮像面の曲率半径
ＹＤ：前記撮像面の最大像高
【請求項４】
最も物体側レンズは正の屈折力を有し、最も像側レンズは正の屈折力を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項５】
最も物体側レンズは正の屈折力を有し、最も像側レンズは負の屈折力を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項６】
最も物体側レンズは負の屈折力を有し、最も像側レンズは正の屈折力を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項７】
最も物体側レンズは負の屈折力を有し、最も像側レンズは負の屈折力を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項に記載の撮像レンズと、固体撮像素子とを備える撮像装置。
【請求項１】
固体撮像素子に被写体像を結像させるための撮像レンズであって、
前記固体撮像素子の撮像面が、画面周辺部に向かって物体側へ倒れるように任意の断面で湾曲しており、
前記撮像面の最大像高が５ｍｍより大きく、
前記撮像レンズは少なくとも正レンズと負レンズを含む２枚以上のレンズで構成され、
最像側レンズと撮像素子の間以外の位置に開口絞りを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
０．４３＜ＹＤ／ＥＸＰＣ＜２．００ … （１）
ただし、
ＹＤ：前記撮像面の最大像高
ＥＸＰＣ：近軸射出瞳位置（射出瞳位置と撮像面との光軸上の距離）
【請求項２】
前記湾曲した撮像面の湾曲量は、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
０．０５＜ＳＡＧＩ／ＹＤ＜０．５０ … （２）
ただし、
ＳＡＧＩ：最大像高における前記撮像面の光軸方向の変位量
ＹＤ：前記撮像面の最大像高
【請求項３】
前記湾曲した撮像面は球面形状を有し、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
−８．０＜ＲＩ／ＹＤ＜−１．０ … （３）
ただし、
ＲＩ：前記撮像面の曲率半径
ＹＤ：前記撮像面の最大像高
【請求項４】
最も物体側レンズは正の屈折力を有し、最も像側レンズは正の屈折力を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項５】
最も物体側レンズは正の屈折力を有し、最も像側レンズは負の屈折力を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項６】
最も物体側レンズは負の屈折力を有し、最も像側レンズは正の屈折力を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項７】
最も物体側レンズは負の屈折力を有し、最も像側レンズは負の屈折力を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項に記載の撮像レンズと、固体撮像素子とを備える撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１３−２５２０２（Ｐ２０１３−２５２０２Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１３９８（Ｐ２０１１−１６１３９８）
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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