撮像レンズ
【課題】広角でありながらも歪曲収差を良好に補正することができる撮像レンズを提供する。
【解決手段】物体側から順に、光軸近傍において両凹形状の第1レンズL1と、光軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の第2レンズL2と、光軸近傍において両凸形状の第3レンズL3と、光軸近傍において両凹形状の第4レンズL4と、光軸近傍において両凸形状の第5レンズL5とを配置する。当該構成において、第2レンズL2の物体側の面を、光軸Xから周縁部に向うにつれて物体側に強い凸面を向けた形状となるように形成し、第5レンズL5の像面側の面を、変曲点を有する非球面形状に形成した。
【解決手段】物体側から順に、光軸近傍において両凹形状の第1レンズL1と、光軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の第2レンズL2と、光軸近傍において両凸形状の第3レンズL3と、光軸近傍において両凹形状の第4レンズL4と、光軸近傍において両凸形状の第5レンズL5とを配置する。当該構成において、第2レンズL2の物体側の面を、光軸Xから周縁部に向うにつれて物体側に強い凸面を向けた形状となるように形成し、第5レンズL5の像面側の面を、変曲点を有する非球面形状に形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、CCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子上に被写体像を形成する撮像レンズに係り、携帯電話機、デジタルスティルカメラ、携帯情報端末、セキュリティカメラ、実物投影機、スキャナー、ネットワークカメラ等に搭載されて好適な撮像レンズに関するものである。
【背景技術】
【0002】
ICT(情報通信技術:Information and Communication Technology)の発展によって情報及び知識の共有化が進み、近年では当該ICTを基礎としたICT機器が登場するに至った。その中でも、教科書や資料等の平面的な物から立体的な物までを拡大投影することができる実物投影機、いわゆるドキュメントカメラは、教育現場や会議室を中心に広く普及している。ドキュメントカメラによれば手元にある資料や実物がそのまま拡大表示されるため、例えば会議室での使用においては、発表者は臨機応変なプレゼンテーションが可能となり、一方の会議参加者はプレゼンテーションの内容理解や、投影対象物である実物の把握等が容易になる。
【0003】
ドキュメントカメラは通常、机上に載置されることが多いため小型であることが望ましいのはもちろんのこと、文字や図形等の情報がより多く精細に投影あるいは表示されることが望ましい。このため、ドキュメントカメラに搭載される撮像レンズには、小型化とともに高解像度への対応、および広い撮影範囲に対応するための撮影画角の広角化が要求される。しかし、高解像度への対応として各種収差を良好に補正しつつ小型化を図り、併せて撮影画角の広角化をも図ることは困難である。例えば、撮像レンズの小型化を図ると、一枚一枚のレンズの屈折力が強くなるため、各種収差を良好に補正することが困難となる。そこで、撮像レンズの実際の設計にあたっては、これら要求をバランスよく満たすことが重要になる。
【0004】
撮影画角の広い撮像レンズとしては、例えば特許文献1に記載の撮像レンズが知られている。この撮像レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する前群と正の屈折力を有する後群とを配置して構成される。前群は、両凹形状の第1レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第2レンズとから構成され、後群は、両凸形状の第3レンズと、両凹形状の第4レンズと、両凸形状の第5レンズとから構成される。当該構成において、レンズ系全体の焦点距離に対する前群の合成焦点距離の比と、レンズ系全体の焦点距離に対する後群の合成焦点距離の比とのそれぞれを好ましい範囲内に抑制することによって、撮影画角の広角化を図りつつ当該広角化に伴う歪曲収差の増大を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−134175号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記ドキュメントカメラに搭載の撮像レンズには、投影対象物の形態を忠実に撮影する能力が強く求められる。上記特許文献1に記載の撮像レンズによれば、対角画角が130°程度と広いものの、歪曲収差が比較的大きいため、投影対象物の形態を忠実に撮影することは困難である。
【0007】
なお、こうした撮影画角の広角化と歪曲収差の良好な補正との両立は上記ドキュメントカメラに搭載される撮像レンズに特有の課題ではなく、デジタルスティルカメラ、携帯情報端末、セキュリティカメラ、スキャナー、ネットワークカメラ等の比較的小型の機器に搭載される撮像レンズにおいても共通の課題である。
【0008】
本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、広角でありながらも歪曲収差を良好に補正することができる撮像レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明では、物体側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レンズと、負の屈折力を有する第4レンズと、正の屈折力を有する第5レンズとを配置して構成し、第1レンズを、像面側の面の曲率半径が正となる形状に形成し、第2レンズを、物体側の面が、光軸から周縁部に向うにつれて物体側に強い凸面を向けた形状となるように形成するとともに、像面側の面の曲率半径が正となる形状に形成し、第3レンズを、物体側の面の曲率半径が正となり、像面側の面の曲率半径が負となる形状に形成し、第4レンズを、物体側の面の曲率半径が負となり、像面側の面の曲率半径が正となる形状に形成し、第5レンズを、物体側の面の曲率半径が正となり、像面側の面の曲率半径が負となる形状に形成するとともに、当該像面側の面を、変曲点を有する非球面形状に形成した。
【0010】
撮像レンズとしてこのような構成によれば、負の屈折力を有する第1レンズと、同じく負の屈折力を有する第2レンズとによって撮影画角の広角化が図られる。また、第2レンズの物体側の面と第5レンズの像面側の面とにより、第1レンズにおいて発生した歪曲収差が好適に補正されることになる。
【0011】
上記構成の撮像レンズにおいて第2レンズは、第1レンズ、第3レンズ、第4レンズ、および第5レンズのそれぞれよりも屈折力が弱くなるように形成することが望ましい。一般に、負の屈折力を有する2枚のレンズを物体側から順に配置し、レンズ系全体の焦点距離を一定に保ちつつ像面側に配置されたレンズの屈折力を相対的に強くすると、レンズ系全体の主点の位置が第2レンズから遠ざかる方向(像面側)に移動するため、バックフォーカスが長くなってしまう。このようなレンズ構成は撮像レンズの小型化にとって不利となる。そこで本発明では、レンズ系全体の中で第2レンズの屈折力を一番弱くすることにより、撮影画角の広角化と歪曲収差の補正とをバランスよく図りつつ、撮像レンズの小型化を図っている。
【0012】
上記構成の撮像レンズにおいては、レンズ系全体の焦点距離をf、第2レンズの焦点距離をf2としたとき、下記条件式(1)を満足することが望ましい。
−40<f2/f<−5 (1)
【0013】
条件式(1)は、撮像レンズの小型化をより好適に図るための条件である。上限値「−5」を超えると、レンズ系全体の屈折力に比較して第2レンズの屈折力が強くなるため、第1レンズの有効径が増大し、撮像レンズの小型化を図ることが困難となる。一方、下限値「−40」を下回ると、レンズ系全体の屈折力に比較して第2レンズの屈折力が弱くなるため、撮像レンズの小型化には有利となるものの、倍率の色収差が補正不足(基準波長に対して短波長がマイナス方向に増大)となり、良好な結像性能を得ることが困難となる。
【0014】
上記構成の撮像レンズにおいては、第1レンズの像面側の面の曲率半径をR2、第2レンズの物体側の面の曲率半径をR3としたとき、下記条件式(2)を満足することが望ましい。
0.01<R2/R3<0.4 (2)
【0015】
条件式(2)は、歪曲収差を良好な範囲内に抑制しつつ、併せて非点収差を良好な範囲内に抑制するための条件である。上限値「0.4」を超えると、樽型(マイナス)の歪曲収差の補正には有効となるものの、タンジェンシャル面がマイナス方向(物体側)に倒れ、非点隔差が増大する。このため、非点収差を良好な範囲内に抑制することが困難となる。一方、下限値「0.01」を下回ると、樽型の歪曲収差が増大するとともに、タンジェンシャル面がプラス方向(像面側)に倒れることになる。この場合も非点隔差が増大するため、非点収差を良好な範囲内に抑制することが困難となる。
【0016】
上記構成の撮像レンズにおいては、第1レンズの焦点距離をf1、第2レンズの焦点距離をf2としたとき、下記条件式(3)を満足することが望ましい。
0.02<f1/f2<0.8 (3)
【0017】
条件式(3)は、像面湾曲を補正しつつ、倍率の色収差を良好な範囲内に抑制するための条件である。上限値「0.8」を超えると、第2レンズに比較して第1レンズの屈折力が相対的に弱くなり、倍率の色収差の補正には有効となるものの、像面がマイナス方向(物体側)に倒れるため、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、下限値「0.02」を下回ると、第2レンズに比較して第1レンズの屈折力が相対的に強くなるため、倍率の色収差が補正不足となる。また、像面がプラス方向(像面側)に倒れるとともに、非点隔差が増大することになる。よって、この場合も良好な結像性能を得ることが困難となる。
【0018】
当該構成の撮像レンズにおいては、さらに下記条件式(3A)を満足することにより、歪曲収差および非点収差をより良好な範囲内に抑制することが可能となる。
0.02<f1/f2<0.5 (3A)
【0019】
上記構成の撮像レンズにおいては、レンズ系全体の焦点距離をf、第3レンズの焦点距離をf3としたとき、下記条件式(4)を満足することが望ましい。
0.5<f3/f<1.2 (4)
【0020】
条件式(4)は、色収差を良好な範囲内に抑制しつつ、非点収差および像面湾曲を良好な範囲内に抑制するための条件である。上限値「1.2」を超えると、レンズ系全体の屈折力に対して第3レンズの屈折力が弱くなるため、軸上の色収差は補正過剰(基準波長に対して短波長がプラス方向に増大)となり、軸外の色収差は補正不足となる。また、像面がプラス方向に倒れるため、像面湾曲を良好な範囲内に抑制することが困難となる。さらに、非点隔差が増大するため、非点収差を良好な範囲内に抑制することも困難となる。一方、下限値「0.5」を下回ると、レンズ系全体の屈折力に対して第3レンズの屈折力が強くなるため、軸上の色収差が補正不足となる。また、像面がマイナス方向に倒れるとともに非点収差も増大することになる。よって、いずれの場合も良好な結像性能を得ることが困難となる。
【0021】
上記構成の撮像レンズにおいては、第2レンズの像面側の面から第3レンズの物体側の面までの光軸上の距離をdf、第3レンズの像面側の面から第4レンズの物体側の面までの光軸上の距離をdrとしたとき、下記条件式(5)を満足することが望ましい。
0.8<df/dr<2.5 (5)
【0022】
条件式(5)は、倍率の色収差と歪曲収差とをバランスよく良好な範囲内に抑制するとともに、非点収差を良好な範囲内に抑制するための条件である。上限値「2.5」を超えると、倍率の色収差が補正不足となるとともに樽型の歪曲収差が増大し、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、下限値「0.8」を下回ると、色収差および樽型の歪曲収差の補正には有効となるものの、像面がマイナス方向に倒れるとともに非点隔差が増大し、この場合も良好な結像性能を得ることが困難となる。
【0023】
上記構成の撮像レンズにおいては、レンズ系全体の焦点距離をf、第4レンズおよび第5レンズの合成焦点距離をf45としたとき、下記条件式(6)を満足することが望ましい。
5<f45/f<15 (6)
【0024】
条件式(6)は、撮像レンズから出射された光線の撮像素子への入射角度を一定の範囲内に抑制しつつ、像面湾曲を補正するための条件である。周知のように、撮像素子に取り込むことのできる光線には、撮像素子の構造上、入射角度上の限界として、いわゆる最大入射角度が設けられている。この最大入射角度の範囲外の光線が撮像素子に入射した場合には、シェーディング現象によって周辺部の暗い画像となってしまう。そこで、撮像レンズから出射される光線の撮像素子への入射角度を一定の範囲内に抑制する必要がある。
【0025】
条件式(6)において上限値「15」を超えると、レンズ系全体の屈折力に対して第4レンズおよび第5レンズの合成の屈折力が相対的に弱くなり、撮像レンズから出射される光線の射出角度が大きくなり、撮像レンズから出射される光線の撮像素子への入射角度を一定の範囲内に抑制することが困難となる。また、像面がプラス方向に倒れるため、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、下限値「5」を下回ると、レンズ系全体の屈折力に対して第4レンズおよび第5レンズの合成の屈折力が相対的に強くなり、撮像レンズから出射される光線の撮像素子への入射角度を一定の範囲内に抑制し易くなるものの、像面がマイナス方向に倒れるとともに非点隔差が増大することになる。よって、この場合も良好な結像性能を得ることが困難となる。
【0026】
上記構成の撮像レンズにおいては、第4レンズのアッベ数をνd4、第5レンズのアッベ数をνd5としたとき、下記条件式(7)を満足することが望ましい。
νd4<35 且つ 45<νd5<80 (7)
【0027】
条件式(7)は、色収差を良好な範囲内に抑制するための条件である。条件式(7)の範囲から外れると、軸上および軸外ともに色収差が補正不足となり、良好な結像性能を得ることが困難となる。
【0028】
また、当該構成の撮像レンズにおいては、第1レンズのアッベ数をνd1、第2レンズのアッベ数をνd2、第3レンズのアッベ数をνd3としたとき、下記条件式(8)をさらに満足することが望ましい。
45<νd1<80、45<νd2<80、且つ 45<νd3<80 (8)
【0029】
条件式(8)は、色収差をより良好な範囲内に抑制するための条件である。条件式(8)の範囲から外れると、軸上および軸外ともに色収差が補正不足となり、良好な結像性能を得ることが困難となる。
【0030】
また、上記構成の撮像レンズでは、第4レンズの焦点距離をf4、第5レンズの焦点距離をf5としたとき、下記条件式(9)を満足することが望ましい。
−1.5<f4/f5<−0.5 (9)
【0031】
条件式(9)は、色収差および非点収差を良好な範囲内に抑制するための条件である。上限値「−0.5」を超えると、色収差が補正過剰となる。また、タンジェンシャル面がプラス方向に倒れるとともに非点隔差が増大する。このため、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、下限値「−1.5」を下回ると、色収差は補正不足となる。また、タンジェンシャル面がマイナス方向に倒れ、非点隔差も増大することになる。よって、この場合も良好な結像性能を得ることが困難となる。
【発明の効果】
【0032】
本発明の撮像レンズによれば、広角でありながらも歪曲収差が良好に補正された撮像レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本発明の一実施の形態について、数値実施例1に係る撮像レンズの概略構成を示すレンズ断面図である。
【図2】図1に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。
【図3】図1に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。
【図4】同実施の形態について、数値実施例2に係る撮像レンズの概略構成を示すレンズ断面図である。
【図5】図4に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。
【図6】図4に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。
【図7】同実施の形態について、数値実施例3に係る撮像レンズの概略構成を示すレンズ断面図である。
【図8】図7に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。
【図9】図7に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。
【図10】同実施の形態について、数値実施例4に係る撮像レンズの概略構成を示すレンズ断面図である。
【図11】図10に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。
【図12】図10に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。
【図13】同実施の形態について、数値実施例5に係る撮像レンズの概略構成を示すレンズ断面図である。
【図14】図13に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。
【図15】図13に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、本発明を具体化した一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0035】
図1、図4、図7、図10、図13はそれぞれ、本実施の形態の数値実施例1〜5に対応するレンズ断面図を示したものである。いずれの数値実施例も基本的なレンズ構成は同一であるため、ここでは数値実施例1のレンズ断面図を参照しながら、本実施の形態に係る撮像レンズのレンズ構成について説明する。
【0036】
図1に示すように、本実施の形態の撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズL1と、負の屈折力を有する第2レンズL2と、正の屈折力を有する第3レンズL3と、負の屈折力を有する第4レンズL4と、正の屈折力を有する第5レンズL5とが配列されて構成される。第5レンズL5と像面IMとの間にはフィルタ10が配置される。このフィルタ10は割愛することも可能である。なお、本実施の形態に係る撮像レンズでは、第3レンズL3の像面側の面に開口絞りを設けている。
【0037】
上記構成の撮像レンズにおいて、第1レンズL1は、物体側の面の曲率半径R1が負となり、像面側の面の曲率半径R2が正となる形状、すなわち光軸Xの近傍において両凹レンズとなる形状に形成される。本実施の形態に係る第1レンズL1の物体側の面は、変曲点を有する非球面形状に形成されている。すなわち、第1レンズL1の物体側の面は、光軸Xの近傍では物体側に凹面を向けた形状となっており、周縁部では物体側に凸面を向けた形状となっている。本実施の形態では、第1レンズL1の最大有効径の50%近傍に変曲点が設けられている。なお、この第1レンズL1の形状は、本実施の形態に係る形状に限定されるものではない。第1レンズL1の形状は、像面側の面の曲率半径R2が正となる形状であればよく、上記曲率半径R1および上記曲率半径R2が共に正となる形状、すなわち、光軸Xの近傍において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状にしてもよい。
【0038】
第2レンズL2は、物体側の面の曲率半径R3および像面側の面の曲率半径R4が共に正となる形状、すなわち光軸Xの近傍において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状に形成される。本実施の形態に係る第2レンズL2の物体側の面は、非球面であり、光軸Xから周縁部に向うにつれて物体側に強い凸面を向けた形状となるように形成されている。すなわち、第2レンズL2の物体側の面は、光軸Xからレンズ周縁部に向かうにつれてカーブがきつくなる非球面形状に形成されている。なお、この第2レンズL2の形状は、本実施の形態に係る形状に限定されるものではない。第2レンズL2の形状は、像面側の面の曲率半径R4が正となる形状であればよく、上記曲率半径R3が負となり、上記曲率半径R4が正となる形状、すなわち、光軸Xの近傍において両凹レンズとなる形状にしてもよい。
【0039】
ところで、本実施の形態において上記第2レンズL2は、第1レンズL1、第3レンズL3、第4レンズL4、および第5レンズL5のそれぞれよりも屈折力が弱くなるように形成されている。これにより、撮影画角の広角化と歪曲収差の補正とがバランスよく図られ、併せて撮像レンズの小型化が好適に図られる。
【0040】
第3レンズL3は、物体側の面の曲率半径R5が正となり、像面側の面の曲率半径R6が負となる形状であって、光軸Xの近傍において両凸レンズとなる形状に形成される。
【0041】
第4レンズL4は、物体側の面の曲率半径R7が負となり、像面側の面の曲率半径R8が正となる形状であり、光軸Xの近傍において両凹レンズとなる形状に形成される。また、第5レンズL5は、物体側の面の曲率半径R9が正となり、像面側の面の曲率半径R10が負となる形状であり、光軸Xの近傍において両凸レンズとなる形状に形成される。本実施の形態おいて第5レンズL5の像面側の面は、変曲点を有する非球面形状に形成されている。すなわち、第5レンズL5の像面側の面は、光軸Xの近傍では像面側に凸面を向けた形状となっており、周縁部では像面側に凹面を向けた形状となっている。本実施の形態では、第5レンズL5の最大有効径の60%近傍に変曲点が設けられている。第5レンズL5の像面側の面のこのような形状は、上記第1レンズL1の物体側の面の形状および上記第2レンズL2の物体側の面の形状とともに、歪曲収差を良好に補正するのに寄与する。具体的には、第1レンズL1に入射した軸外光線は、第1レンズL1の物体側の面、第2レンズL2の物体側の面、および第5レンズL5の像面側の面を順次通過することによってその光路が補正されることになる。その結果、歪曲収差は良好な範囲内に抑制される。また、第5レンズL5のこうした形状によって、第5レンズL5から出射した光線の像面IMへの入射角度が一定の範囲内に抑制される。
【0042】
本実施の形態に係る撮像レンズは、以下に示す条件式(1)〜(9)を満足する。このため、本実施の形態に係る撮像レンズによれば、撮像レンズの広角化と良好な収差補正との両立が図られる。
−40<f2/f<−5 (1)
0.01<R2/R3<0.4 (2)
0.02<f1/f2<0.8 (3)
0.5<f3/f<1.2 (4)
0.8<df/dr<2.5 (5)
5<f45/f<15 (6)
νd4<35、45<νd5<80 (7)
45<νd1<80、45<νd2<80、45<νd3<80 (8)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離
f1:第1レンズL1の焦点距離
f2:第2レンズL2の焦点距離
f3:第3レンズL3の焦点距離
f45:第4レンズL4および第5レンズL5の合成焦点距離
R2:第1レンズL1の像面側の面の曲率半径
R3:第2レンズL2の物体側の面の曲率半径
df:第2レンズL2の像面側の面から第3レンズL3の物体側の面までの光軸上の距離
dr:第3レンズL3の像面側の面から第4レンズL4の物体側の面までの光軸上の距離
νd1:第1レンズL1のアッベ数
νd2:第2レンズL2のアッベ数
νd3:第3レンズL3のアッベ数
νd4:第4レンズL4のアッベ数
νd5:第5レンズL5のアッベ数
【0043】
本実施の形態に係る撮像レンズでは、歪曲収差および非点収差をより良好な範囲内に抑制するために下記条件式(3A)を満足する。
0.02<f1/f2<0.5 (3A)
【0044】
また、本実施の形態に係る撮像レンズでは、第4レンズの焦点距離をf4、第5レンズの焦点距離をf5としたとき、下記条件式(9)を満足する。
−1.5<f4/f5<−0.5 (9)
【0045】
なお、上記条件式(1)〜(9)(条件式(3A)を含む。以下同じ。)の全てを満たす必要はなく、それぞれを単独に満たすことにより、各条件式に対応する作用効果をそれぞれ得ることができる。
【0046】
本実施の形態では、必要に応じて各レンズのレンズ面を非球面で形成している。これらレンズ面に採用する非球面形状は、光軸方向の軸をZ、光軸に直交する方向の高さをH、円錐係数をk、非球面係数をA4、A6、A8、A10、A12、A14としたとき、次式により表される。
【数1】
【0047】
次に、本実施の形態に係る撮像レンズの数値実施例を示す。各数値実施例において、fはレンズ系全体の焦点距離を、FnoはFナンバーを、ωは半画角をそれぞれ示す。また、iは物体側より数えた面番号を示し、Rは曲率半径を示し、dは光軸に沿ったレンズ面間の距離(面間隔)を示し、Ndはd線に対する屈折率を、νdはd線に対するアッベ数をそれぞれ示す。なお、非球面の面には、面番号iの後に*(アスタリスク)の符号を付加して示すこととする。
【0048】
数値実施例1
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=2.84mm、Fno=2.44、ω=46.9°
単位 mm
面データ
面番号i R d Nd νd
(物面) ∞ 250
1* -12.79 0.45 1.53 56.0
2* 2.24 0.68
3* 6.18 0.45 1.53 56.0
4* 5.40 1.24(=df)
5* 2.57 1.06 1.53 56.0
6*(絞り) -2.32 0.72(=dr)
7* -5.06 0.40 1.61 26.0
8* 2.33 0.15
9* 8.25 1.03 1.53 56.0
10* -1.92 0.50
11 ∞ 0.50 1.52 64.1
12 ∞ 2.81
(像面) ∞
f1=−3.53mm
f2=−100.00mm
f3=2.47mm
f4=−2.55mm
f5=3.02mm
f45=24.28mm
【0049】
非球面データ
第1面
k=0.000,A4=3.446E-02,A6=-3.599E-03,A8=-8.291E-05,
A10=1.543E-05
第2面
k=0.000,A4=1.750E-02,A6=-1.105E-02,A8=3.441E-02,
A10=-1.719E-02,A12=3.262E-03
第3面
k=0.000,A4=-3.026E-02,A6=3.233E-02,A8=-1.004E-02,
A10=2.042E-03
第4面
k=0.000,A4=3.205E-02,A6=-3.662E-03,A8=8.714E-03,
A10=-2.056E-03
第5面
k=0.000,A4=2.103E-02,A6=-3.153E-02,A8=3.669E-02,
A10=-2.507E-02,A12=5.415E-03
第6面
k=-6.021,A4=-2.650E-02,A6=1.713E-03,A8=1.064E-02,
A10=-1.641E-02,A12=6.241E-03
第7面
k=0.000,A4=-1.003E-01,A6=2.765E-03,A8=-5.120E-02,
A10=9.268E-02,A12=-4.181E-02
第8面
k=0.000,A4=-6.169E-02,A6=-2.045E-02,A8=1.781E-02,
A10=-3.303E-03,A12=-2.295E-04
第9面
k=0.000,A4=6.242E-02,A6=-1.454E-02,A8=-6.595E-03,
A10=6.315E-03,A12=-1.348E-03
第10面
k=0.000,A4=3.200E-02,A6=1.686E-03,A8=1.200E-02,
A10=1.294E-03,A12=-1.979E-03,A14=2.615E-04
【0050】
各条件式の値を以下に示す。
f2/f=−35.21
R2/R3=0.36
f1/f2=0.035
f3/f=0.87
df/dr=1.72
f45/f=8.55
f4/f5=−0.84
このように、本数値実施例1に係る撮像レンズは条件式(1)〜(9)を満足する。また、第1レンズL1の物体側の面から像面IMまでの光軸X上の距離(空気換算長)は、9.82mmであり、撮像レンズの小型化が図られている。
【0051】
図2は、数値実施例1の撮像レンズについて、最大像高に対する各像高の比H(以下、「像高比H」という)に対応する横収差をタンジェンシャル方向とサジタル方向とに分けて示したものである(図5、図8、図11、および図14において同じ)。また、図3は、数値実施例1の撮像レンズについて、球面収差(mm)、非点収差(mm)、および歪曲収差(%)をそれぞれ示したものである。これら収差図において、球面収差図には、g線(435.84nm)、F線(486.13nm)、e線(546.07nm)、d線(587.56nm)、C線(656.27nm)の各波長に対する収差量を示し、非点収差図には、サジタル像面Sにおける収差量とタンジェンシャル像面Tにおける収差量とをそれぞれ示す(図6、図9、図12、および図15において同じ)。図2および図3に示されるように、本数値実施例1に係る撮像レンズによれば、像面が良好に補正され、諸収差が好適に補正される。
【0052】
数値実施例2
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=2.84mm、Fno=2.46、ω=46.9°
単位 mm
面データ
面番号i R d Nd νd
(物面) ∞ 250
1* -11.64 0.45 1.53 56.0
2* 2.24 0.68
3* 6.26 0.45 1.53 56.0
4* 5.40 1.15(=df)
5* 2.75 1.23 1.53 56.0
6*(絞り) -2.17 0.72(=dr)
7* -7.88 0.40 1.61 26.0
8* 2.02 0.15
9* 7.17 0.99 1.53 56.0
10* -1.99 0.50
11 ∞ 0.50 1.52 64.1
12 ∞ 2.77
(像面) ∞
f1=−3.47mm
f2=−90.04mm
f3=2.48mm
f4=−2.58mm
f5=3.03mm
f45=28.01mm
【0053】
非球面データ
第1面
k=0.000,A4=3.517E-02,A6=-3.879E-03,A8=-4.207E-05,
A10=1.425E-05
第2面
k=0.000,A4=1.750E-02,A6=-1.105E-02,A8=3.441E-02,
A10=-1.719E-02,A12=3.262E-03
第3面
k=0.000,A4=-3.105E-02,A6=3.378E-02,A8=-1.052E-02,
A10=2.170E-03
第4面
k=0.000,A4=3.205E-02,A6=-3.662E-03,A8=8.714E-03,
A10=-2.056E-03
第5面
k=0.000,A4=5.577E-03,A6=-8.975E-03,A8=-1.789E-04,
A10=-8.581E-05,A12=-1.741E-03
第6面
k=-4.450,A4=-3.024E-02,A6=1.075E-02,A8=-2.034E-02,
A10=1.403E-02,A12=-4.934E-03
第7面
k=0.000,A4=-1.075E-01,A6=-2.729E-02,A8=4.481E-02,
A10=-3.235E-03,A12=-7.411E-03
第8面
k=0.000,A4=-1.039E-01,A6=1.145E-02,A8=1.077E-03,
A10=-1.078E-04,A12=-2.254E-04
第9面
k=0.000,A4=5.538E-02,A6=-5.087E-03,A8=-1.266E-02,
A10=8.470E-03,A12=-1.670E-03
第10面
k=0.000,A4=3.103E-02,A6=5.686E-03,A8=9.425E-03,
A10=3.140E-03,A12=-2.706E-03,A14=3.394E-04
【0054】
各条件式の値を以下に示す。
f2/f=−31.70
R2/R3=0.36
f1/f2=0.039
f3/f=0.87
df/dr=1.60
f45/f=9.86
f4/f5=−0.84
このように、本数値実施例2に係る撮像レンズは条件式(1)〜(9)を満足する。また、第1レンズL1の物体側の面から像面IMまでの光軸X上の距離(空気換算長)は、9.82mmであり、撮像レンズの小型化が図られている。
【0055】
図5は、数値実施例2の撮像レンズについて、像高比Hに対応する横収差を示したものであり、図6は、球面収差(mm)、非点収差(mm)、および歪曲収差(%)をそれぞれ示したものである。これら図5および図6に示されるように、本数値実施例2に係る撮像レンズによっても、数値実施例1と同様に像面が良好に補正され、諸収差が好適に補正される。
【0056】
数値実施例3
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=2.88mm、Fno=2.39、ω=46.5°
単位 mm
面データ
面番号i R d Nd νd
(物面) ∞ 250
1* -15.21 0.45 1.53 56.0
2* 2.37 0.61
3* 41.52 0.40 1.53 56.0
4* 10.64 1.19(=df)
5* 2.71 1.24 1.53 56.0
6*(絞り) -2.17 0.74(=dr)
7* -6.86 0.40 1.61 26.0
8* 2.00 0.15
9* 6.28 1.02 1.53 56.0
10* -1.98 0.50
11 ∞ 0.50 1.52 64.1
12 ∞ 2.78
(像面) ∞
f1=−3.80mm
f2=−26.87mm
f3=2.47mm
f4=−2.48mm
f5=2.94mm
f45=26.61mm
【0057】
非球面データ
第1面
k=0.000,A4=3.686E-02,A6=-5.745E-03,A8=1.870E-04,
A10=5.956E-06
第2面
k=0.000,A4=1.751E-02,A6=-1.104E-02,A8=3.441E-02,
A10=-1.719E-02,A12=3.262E-03
第3面
k=0.000,A4=-9.374E-03,A6=6.269E-02,A8=-2.628E-02,
A10=4.905E-03
第4面
k=0.000,A4=5.912E-02,A6=3.630E-02,A8=-1.591E-02,
A10=1.982E-03
第5面
k=0.000,A4=1.531E-02,A6=-1.525E-02,A8=1.315E-02,
A10=-9.891E-03,A12=1.540E-03
第6面
k=-4.370,A4=-1.958E-02,A6=3.714E-03,A8=-5.359E-03,
A10=3.662E-04,A12=7.524E-06
第7面
k=0.000,A4=-1.051E-01,A6=-1.030E-02,A8=2.021E-02,
A10=6.272E-03,A12=-9.737E-03
第8面
k=0.000,A4=-1.045E-01,A6=1.099E-02,A8=2.017E-03,
A10=-2.032E-03,A12=2.975E-04
第9面
k=0.000,A4=5.185E-02,A6=-1.019E-02,A8=-7.167E-03,
A10=5.543E-03,A12=-1.096E-03
第10面
k=0.000,A4=3.369E-02,A6=3.097E-03,A8=1.059E-02,
A10=1.521E-03,A12=-2.110E-03,A14=2.993E-04
【0058】
各条件式の値を以下に示す。
f2/f=−9.33
R2/R3=0.057
f1/f2=0.14
f3/f=0.86
df/dr=1.61
f45/f=9.24
f4/f5=−0.84
このように、本数値実施例3に係る撮像レンズは条件式(1)〜(9)を満足する。また、第1レンズL1の物体側の面から像面IMまでの光軸X上の距離(空気換算長)は、9.81mmであり、撮像レンズの小型化が図られている。
【0059】
図8は、数値実施例3の撮像レンズについて、像高比Hに対応する横収差を示したものであり、図9は、球面収差(mm)、非点収差(mm)、および歪曲収差(%)をそれぞれ示したものである。これら図8および図9に示されるように、本数値実施例3に係る撮像レンズによっても、数値実施例1と同様に像面が良好に補正され、諸収差が好適に補正される。
【0060】
数値実施例4
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=2.89mm、Fno=2.41、ω=46.3°
単位 mm
面データ
面番号i R d Nd νd
(物面) ∞ 250
1* -14.22 0.45 1.53 56.0
2* 2.32 0.62
3* 80.52 0.40 1.53 56.0
4* 14.80 1.21(=df)
5* 2.69 1.24 1.53 56.0
6*(絞り) -2.15 0.74(=dr)
7* -6.55 0.40 1.61 26.0
8* 1.99 0.14
9* 6.23 1.00 1.53 56.0
10* -2.01 0.50
11 ∞ 0.50 1.52 64.1
12 ∞ 2.76
(像面) ∞
f1=−3.69mm
f2=−34.00mm
f3=2.45mm
f4=−2.44mm
f5=2.97mm
f45=39.98mm
【0061】
非球面データ
第1面
k=0.000,A4=3.687E-02,A6=-5.740E-03,A8=1.887E-04,
A10=6.376E-06
第2面
k=0.000,A4=1.756E-02,A6=-1.098E-02,A8=3.442E-02,
A10=-1.719E-02,A12=3.263E-03
第3面
k=0.000,A4=-9.178E-03,A6=6.269E-02,A8=-2.629E-02,
A10=4.902E-03
第4面
k=0.000,A4=5.879E-02,A6=3.639E-02,A8=-1.581E-02,
A10=2.045E-03
第5面
k=0.000,A4=1.545E-02,A6=-1.530E-02,A8=1.306E-02,
A10=-9.959E-03,A12=1.505E-03
第6面
k=-4.363,A4=-1.962E-02,A6=3.683E-03,A8=-5.399E-03,
A10=3.216E-04,A12=-3.783E-05
第7面
k=0.000,A4=-1.044E-01,A6=-1.076E-02,A8=1.963E-02,
A10=5.953E-03,A12=-9.788E-03
第8面
k=0.000,A4=-1.044E-01,A6=1.120E-02,A8=2.062E-03,
A10=-2.045E-03,A12=2.817E-04
第9面
k=0.000,A4=5.193E-02,A6=-1.016E-02,A8=-7.135E-03,
A10=5.560E-03,A12=-1.092E-03
第10面
k=0.000,A4=3.354E-02,A6=3.112E-03,A8=1.059E-02,
A10=1.515E-03,A12=-2.114E-03,A14=2.978E-04
【0062】
各条件式の値を以下に示す。
f2/f=−11.76
R2/R3=0.029
f1/f2=0.11
f3/f=0.85
df/dr=1.64
f45/f=13.83
f4/f5=−0.82
このように、本数値実施例4に係る撮像レンズは条件式(1)〜(9)を満足する。また、第1レンズL1の物体側の面から像面IMまでの光軸X上の距離(空気換算長)は、9.79mmであり、撮像レンズの小型化が図られている。
【0063】
図11は、数値実施例4の撮像レンズについて、像高比Hに対応する横収差を示したものであり、図12は、球面収差(mm)、非点収差(mm)、および歪曲収差(%)をそれぞれ示したものである。これら図11および図12に示されるように、本数値実施例4に係る撮像レンズによっても、数値実施例1と同様に像面が良好に補正され、諸収差が好適に補正される。
【0064】
数値実施例5
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=2.82mm、Fno=2.32、ω=47.3°
単位 mm
面データ
面番号i R d Nd νd
(物面) ∞ 250
1* -23.04 0.45 1.53 56.0
2* 2.59 0.59
3* 159.31 0.47 1.53 56.0
4* 7.27 1.20(=df)
5* 2.68 1.21 1.53 56.0
6*(絞り) -2.16 0.70(=dr)
7* -7.50 0.40 1.61 26.0
8* 2.00 0.16
9* 6.12 1.04 1.53 56.0
10* -1.96 0.50
11 ∞ 0.50 1.52 64.1
12 ∞ 2.72
(像面) ∞
f1=−4.33mm
f2=−14.26mm
f3=2.45mm
f4=−2.53mm
f5=2.91mm
f45=20.23mm
【0065】
非球面データ
第1面
k=0.000,A4=3.691E-02,A6=-5.744E-03,A8=1.841E-04,
A10=5.497E-06
第2面
k=0.000,A4=1.960E-02,A6=-1.117E-02,A8=3.437E-02,
A10=-1.717E-02,A12=3.276E-03
第3面
k=0.000,A4=-9.616E-03,A6=6.246E-02,A8=-2.636E-02,
A10=4.911E-03
第4面
k=0.000,A4=6.008E-02,A6=3.682E-02,A8=-1.586E-02,
A10=1.863E-03
第5面
k=0.000,A4=1.473E-02,A6=-1.537E-02,A8=1.323E-02,
A10=-9.785E-03,A12=1.598E-03
第6面
k=-4.383,A4=-1.953E-02,A6=3.724E-03,A8=-5.307E-03,
A10=4.546E-04,A12=1.197E-04
第7面
k=0.000,A4=-1.046E-01,A6=-9.770E-03,A8=2.043E-02,
A10=6.342E-03,A12=-9.673E-03
第8面
k=0.000,A4=-1.043E-01,A6=1.088E-02,A8=1.922E-03,
A10=-2.088E-03,A12=2.659E-04
第9面
k=0.000,A4=5.180E-02,A6=-1.019E-02,A8=-7.184E-03,
A10=5.529E-03,A12=-1.105E-03
第10面
k=0.000,A4=3.427E-02,A6=3.179E-03,A8=1.061E-02,
A10=1.529E-03,A12=-2.108E-03,A14=2.997E-04
【0066】
各条件式の値を以下に示す。
f2/f=−5.06
R2/R3=0.016
f1/f2=0.30
f3/f=0.87
df/dr=1.71
f45/f=7.17
f4/f5=−0.87
このように、本数値実施例5に係る撮像レンズは条件式(1)〜(9)を満足する。また、第1レンズL1の物体側の面から像面IMまでの光軸X上の距離(空気換算長)は、9.77mmであり、撮像レンズの小型化が図られている。
【0067】
図14は、数値実施例5の撮像レンズについて、像高比Hに対応する横収差を示したものであり、図15は、球面収差(mm)、非点収差(mm)、および歪曲収差(%)をそれぞれ示したものである。これら図14および図15に示されるように、本数値実施例5に係る撮像レンズによっても、数値実施例1と同様に像面が良好に補正され、諸収差が好適に補正される。
【0068】
したがって、上記実施の形態に係る撮像レンズを携帯電話機、デジタルスティルカメラ、携帯情報端末、セキュリティカメラ、実物投影機、スキャナー、ネットワークカメラ等に搭載される撮像光学系に適用した場合、当該カメラ等の高機能化と小型化の両立を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0069】
本発明は、撮像レンズとして小型化、広角化とともに歪曲収差の良好な補正能力が要求される機器、例えばドキュメントカメラやスキャナー等の機器に搭載される撮像レンズに適用することができる。
【符号の説明】
【0070】
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
10 フィルタ
【技術分野】
【0001】
本発明は、CCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子上に被写体像を形成する撮像レンズに係り、携帯電話機、デジタルスティルカメラ、携帯情報端末、セキュリティカメラ、実物投影機、スキャナー、ネットワークカメラ等に搭載されて好適な撮像レンズに関するものである。
【背景技術】
【0002】
ICT(情報通信技術:Information and Communication Technology)の発展によって情報及び知識の共有化が進み、近年では当該ICTを基礎としたICT機器が登場するに至った。その中でも、教科書や資料等の平面的な物から立体的な物までを拡大投影することができる実物投影機、いわゆるドキュメントカメラは、教育現場や会議室を中心に広く普及している。ドキュメントカメラによれば手元にある資料や実物がそのまま拡大表示されるため、例えば会議室での使用においては、発表者は臨機応変なプレゼンテーションが可能となり、一方の会議参加者はプレゼンテーションの内容理解や、投影対象物である実物の把握等が容易になる。
【0003】
ドキュメントカメラは通常、机上に載置されることが多いため小型であることが望ましいのはもちろんのこと、文字や図形等の情報がより多く精細に投影あるいは表示されることが望ましい。このため、ドキュメントカメラに搭載される撮像レンズには、小型化とともに高解像度への対応、および広い撮影範囲に対応するための撮影画角の広角化が要求される。しかし、高解像度への対応として各種収差を良好に補正しつつ小型化を図り、併せて撮影画角の広角化をも図ることは困難である。例えば、撮像レンズの小型化を図ると、一枚一枚のレンズの屈折力が強くなるため、各種収差を良好に補正することが困難となる。そこで、撮像レンズの実際の設計にあたっては、これら要求をバランスよく満たすことが重要になる。
【0004】
撮影画角の広い撮像レンズとしては、例えば特許文献1に記載の撮像レンズが知られている。この撮像レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する前群と正の屈折力を有する後群とを配置して構成される。前群は、両凹形状の第1レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第2レンズとから構成され、後群は、両凸形状の第3レンズと、両凹形状の第4レンズと、両凸形状の第5レンズとから構成される。当該構成において、レンズ系全体の焦点距離に対する前群の合成焦点距離の比と、レンズ系全体の焦点距離に対する後群の合成焦点距離の比とのそれぞれを好ましい範囲内に抑制することによって、撮影画角の広角化を図りつつ当該広角化に伴う歪曲収差の増大を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−134175号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記ドキュメントカメラに搭載の撮像レンズには、投影対象物の形態を忠実に撮影する能力が強く求められる。上記特許文献1に記載の撮像レンズによれば、対角画角が130°程度と広いものの、歪曲収差が比較的大きいため、投影対象物の形態を忠実に撮影することは困難である。
【0007】
なお、こうした撮影画角の広角化と歪曲収差の良好な補正との両立は上記ドキュメントカメラに搭載される撮像レンズに特有の課題ではなく、デジタルスティルカメラ、携帯情報端末、セキュリティカメラ、スキャナー、ネットワークカメラ等の比較的小型の機器に搭載される撮像レンズにおいても共通の課題である。
【0008】
本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、広角でありながらも歪曲収差を良好に補正することができる撮像レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明では、物体側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レンズと、負の屈折力を有する第4レンズと、正の屈折力を有する第5レンズとを配置して構成し、第1レンズを、像面側の面の曲率半径が正となる形状に形成し、第2レンズを、物体側の面が、光軸から周縁部に向うにつれて物体側に強い凸面を向けた形状となるように形成するとともに、像面側の面の曲率半径が正となる形状に形成し、第3レンズを、物体側の面の曲率半径が正となり、像面側の面の曲率半径が負となる形状に形成し、第4レンズを、物体側の面の曲率半径が負となり、像面側の面の曲率半径が正となる形状に形成し、第5レンズを、物体側の面の曲率半径が正となり、像面側の面の曲率半径が負となる形状に形成するとともに、当該像面側の面を、変曲点を有する非球面形状に形成した。
【0010】
撮像レンズとしてこのような構成によれば、負の屈折力を有する第1レンズと、同じく負の屈折力を有する第2レンズとによって撮影画角の広角化が図られる。また、第2レンズの物体側の面と第5レンズの像面側の面とにより、第1レンズにおいて発生した歪曲収差が好適に補正されることになる。
【0011】
上記構成の撮像レンズにおいて第2レンズは、第1レンズ、第3レンズ、第4レンズ、および第5レンズのそれぞれよりも屈折力が弱くなるように形成することが望ましい。一般に、負の屈折力を有する2枚のレンズを物体側から順に配置し、レンズ系全体の焦点距離を一定に保ちつつ像面側に配置されたレンズの屈折力を相対的に強くすると、レンズ系全体の主点の位置が第2レンズから遠ざかる方向(像面側)に移動するため、バックフォーカスが長くなってしまう。このようなレンズ構成は撮像レンズの小型化にとって不利となる。そこで本発明では、レンズ系全体の中で第2レンズの屈折力を一番弱くすることにより、撮影画角の広角化と歪曲収差の補正とをバランスよく図りつつ、撮像レンズの小型化を図っている。
【0012】
上記構成の撮像レンズにおいては、レンズ系全体の焦点距離をf、第2レンズの焦点距離をf2としたとき、下記条件式(1)を満足することが望ましい。
−40<f2/f<−5 (1)
【0013】
条件式(1)は、撮像レンズの小型化をより好適に図るための条件である。上限値「−5」を超えると、レンズ系全体の屈折力に比較して第2レンズの屈折力が強くなるため、第1レンズの有効径が増大し、撮像レンズの小型化を図ることが困難となる。一方、下限値「−40」を下回ると、レンズ系全体の屈折力に比較して第2レンズの屈折力が弱くなるため、撮像レンズの小型化には有利となるものの、倍率の色収差が補正不足(基準波長に対して短波長がマイナス方向に増大)となり、良好な結像性能を得ることが困難となる。
【0014】
上記構成の撮像レンズにおいては、第1レンズの像面側の面の曲率半径をR2、第2レンズの物体側の面の曲率半径をR3としたとき、下記条件式(2)を満足することが望ましい。
0.01<R2/R3<0.4 (2)
【0015】
条件式(2)は、歪曲収差を良好な範囲内に抑制しつつ、併せて非点収差を良好な範囲内に抑制するための条件である。上限値「0.4」を超えると、樽型(マイナス)の歪曲収差の補正には有効となるものの、タンジェンシャル面がマイナス方向(物体側)に倒れ、非点隔差が増大する。このため、非点収差を良好な範囲内に抑制することが困難となる。一方、下限値「0.01」を下回ると、樽型の歪曲収差が増大するとともに、タンジェンシャル面がプラス方向(像面側)に倒れることになる。この場合も非点隔差が増大するため、非点収差を良好な範囲内に抑制することが困難となる。
【0016】
上記構成の撮像レンズにおいては、第1レンズの焦点距離をf1、第2レンズの焦点距離をf2としたとき、下記条件式(3)を満足することが望ましい。
0.02<f1/f2<0.8 (3)
【0017】
条件式(3)は、像面湾曲を補正しつつ、倍率の色収差を良好な範囲内に抑制するための条件である。上限値「0.8」を超えると、第2レンズに比較して第1レンズの屈折力が相対的に弱くなり、倍率の色収差の補正には有効となるものの、像面がマイナス方向(物体側)に倒れるため、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、下限値「0.02」を下回ると、第2レンズに比較して第1レンズの屈折力が相対的に強くなるため、倍率の色収差が補正不足となる。また、像面がプラス方向(像面側)に倒れるとともに、非点隔差が増大することになる。よって、この場合も良好な結像性能を得ることが困難となる。
【0018】
当該構成の撮像レンズにおいては、さらに下記条件式(3A)を満足することにより、歪曲収差および非点収差をより良好な範囲内に抑制することが可能となる。
0.02<f1/f2<0.5 (3A)
【0019】
上記構成の撮像レンズにおいては、レンズ系全体の焦点距離をf、第3レンズの焦点距離をf3としたとき、下記条件式(4)を満足することが望ましい。
0.5<f3/f<1.2 (4)
【0020】
条件式(4)は、色収差を良好な範囲内に抑制しつつ、非点収差および像面湾曲を良好な範囲内に抑制するための条件である。上限値「1.2」を超えると、レンズ系全体の屈折力に対して第3レンズの屈折力が弱くなるため、軸上の色収差は補正過剰(基準波長に対して短波長がプラス方向に増大)となり、軸外の色収差は補正不足となる。また、像面がプラス方向に倒れるため、像面湾曲を良好な範囲内に抑制することが困難となる。さらに、非点隔差が増大するため、非点収差を良好な範囲内に抑制することも困難となる。一方、下限値「0.5」を下回ると、レンズ系全体の屈折力に対して第3レンズの屈折力が強くなるため、軸上の色収差が補正不足となる。また、像面がマイナス方向に倒れるとともに非点収差も増大することになる。よって、いずれの場合も良好な結像性能を得ることが困難となる。
【0021】
上記構成の撮像レンズにおいては、第2レンズの像面側の面から第3レンズの物体側の面までの光軸上の距離をdf、第3レンズの像面側の面から第4レンズの物体側の面までの光軸上の距離をdrとしたとき、下記条件式(5)を満足することが望ましい。
0.8<df/dr<2.5 (5)
【0022】
条件式(5)は、倍率の色収差と歪曲収差とをバランスよく良好な範囲内に抑制するとともに、非点収差を良好な範囲内に抑制するための条件である。上限値「2.5」を超えると、倍率の色収差が補正不足となるとともに樽型の歪曲収差が増大し、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、下限値「0.8」を下回ると、色収差および樽型の歪曲収差の補正には有効となるものの、像面がマイナス方向に倒れるとともに非点隔差が増大し、この場合も良好な結像性能を得ることが困難となる。
【0023】
上記構成の撮像レンズにおいては、レンズ系全体の焦点距離をf、第4レンズおよび第5レンズの合成焦点距離をf45としたとき、下記条件式(6)を満足することが望ましい。
5<f45/f<15 (6)
【0024】
条件式(6)は、撮像レンズから出射された光線の撮像素子への入射角度を一定の範囲内に抑制しつつ、像面湾曲を補正するための条件である。周知のように、撮像素子に取り込むことのできる光線には、撮像素子の構造上、入射角度上の限界として、いわゆる最大入射角度が設けられている。この最大入射角度の範囲外の光線が撮像素子に入射した場合には、シェーディング現象によって周辺部の暗い画像となってしまう。そこで、撮像レンズから出射される光線の撮像素子への入射角度を一定の範囲内に抑制する必要がある。
【0025】
条件式(6)において上限値「15」を超えると、レンズ系全体の屈折力に対して第4レンズおよび第5レンズの合成の屈折力が相対的に弱くなり、撮像レンズから出射される光線の射出角度が大きくなり、撮像レンズから出射される光線の撮像素子への入射角度を一定の範囲内に抑制することが困難となる。また、像面がプラス方向に倒れるため、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、下限値「5」を下回ると、レンズ系全体の屈折力に対して第4レンズおよび第5レンズの合成の屈折力が相対的に強くなり、撮像レンズから出射される光線の撮像素子への入射角度を一定の範囲内に抑制し易くなるものの、像面がマイナス方向に倒れるとともに非点隔差が増大することになる。よって、この場合も良好な結像性能を得ることが困難となる。
【0026】
上記構成の撮像レンズにおいては、第4レンズのアッベ数をνd4、第5レンズのアッベ数をνd5としたとき、下記条件式(7)を満足することが望ましい。
νd4<35 且つ 45<νd5<80 (7)
【0027】
条件式(7)は、色収差を良好な範囲内に抑制するための条件である。条件式(7)の範囲から外れると、軸上および軸外ともに色収差が補正不足となり、良好な結像性能を得ることが困難となる。
【0028】
また、当該構成の撮像レンズにおいては、第1レンズのアッベ数をνd1、第2レンズのアッベ数をνd2、第3レンズのアッベ数をνd3としたとき、下記条件式(8)をさらに満足することが望ましい。
45<νd1<80、45<νd2<80、且つ 45<νd3<80 (8)
【0029】
条件式(8)は、色収差をより良好な範囲内に抑制するための条件である。条件式(8)の範囲から外れると、軸上および軸外ともに色収差が補正不足となり、良好な結像性能を得ることが困難となる。
【0030】
また、上記構成の撮像レンズでは、第4レンズの焦点距離をf4、第5レンズの焦点距離をf5としたとき、下記条件式(9)を満足することが望ましい。
−1.5<f4/f5<−0.5 (9)
【0031】
条件式(9)は、色収差および非点収差を良好な範囲内に抑制するための条件である。上限値「−0.5」を超えると、色収差が補正過剰となる。また、タンジェンシャル面がプラス方向に倒れるとともに非点隔差が増大する。このため、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、下限値「−1.5」を下回ると、色収差は補正不足となる。また、タンジェンシャル面がマイナス方向に倒れ、非点隔差も増大することになる。よって、この場合も良好な結像性能を得ることが困難となる。
【発明の効果】
【0032】
本発明の撮像レンズによれば、広角でありながらも歪曲収差が良好に補正された撮像レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本発明の一実施の形態について、数値実施例1に係る撮像レンズの概略構成を示すレンズ断面図である。
【図2】図1に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。
【図3】図1に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。
【図4】同実施の形態について、数値実施例2に係る撮像レンズの概略構成を示すレンズ断面図である。
【図5】図4に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。
【図6】図4に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。
【図7】同実施の形態について、数値実施例3に係る撮像レンズの概略構成を示すレンズ断面図である。
【図8】図7に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。
【図9】図7に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。
【図10】同実施の形態について、数値実施例4に係る撮像レンズの概略構成を示すレンズ断面図である。
【図11】図10に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。
【図12】図10に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。
【図13】同実施の形態について、数値実施例5に係る撮像レンズの概略構成を示すレンズ断面図である。
【図14】図13に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。
【図15】図13に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、本発明を具体化した一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0035】
図1、図4、図7、図10、図13はそれぞれ、本実施の形態の数値実施例1〜5に対応するレンズ断面図を示したものである。いずれの数値実施例も基本的なレンズ構成は同一であるため、ここでは数値実施例1のレンズ断面図を参照しながら、本実施の形態に係る撮像レンズのレンズ構成について説明する。
【0036】
図1に示すように、本実施の形態の撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズL1と、負の屈折力を有する第2レンズL2と、正の屈折力を有する第3レンズL3と、負の屈折力を有する第4レンズL4と、正の屈折力を有する第5レンズL5とが配列されて構成される。第5レンズL5と像面IMとの間にはフィルタ10が配置される。このフィルタ10は割愛することも可能である。なお、本実施の形態に係る撮像レンズでは、第3レンズL3の像面側の面に開口絞りを設けている。
【0037】
上記構成の撮像レンズにおいて、第1レンズL1は、物体側の面の曲率半径R1が負となり、像面側の面の曲率半径R2が正となる形状、すなわち光軸Xの近傍において両凹レンズとなる形状に形成される。本実施の形態に係る第1レンズL1の物体側の面は、変曲点を有する非球面形状に形成されている。すなわち、第1レンズL1の物体側の面は、光軸Xの近傍では物体側に凹面を向けた形状となっており、周縁部では物体側に凸面を向けた形状となっている。本実施の形態では、第1レンズL1の最大有効径の50%近傍に変曲点が設けられている。なお、この第1レンズL1の形状は、本実施の形態に係る形状に限定されるものではない。第1レンズL1の形状は、像面側の面の曲率半径R2が正となる形状であればよく、上記曲率半径R1および上記曲率半径R2が共に正となる形状、すなわち、光軸Xの近傍において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状にしてもよい。
【0038】
第2レンズL2は、物体側の面の曲率半径R3および像面側の面の曲率半径R4が共に正となる形状、すなわち光軸Xの近傍において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状に形成される。本実施の形態に係る第2レンズL2の物体側の面は、非球面であり、光軸Xから周縁部に向うにつれて物体側に強い凸面を向けた形状となるように形成されている。すなわち、第2レンズL2の物体側の面は、光軸Xからレンズ周縁部に向かうにつれてカーブがきつくなる非球面形状に形成されている。なお、この第2レンズL2の形状は、本実施の形態に係る形状に限定されるものではない。第2レンズL2の形状は、像面側の面の曲率半径R4が正となる形状であればよく、上記曲率半径R3が負となり、上記曲率半径R4が正となる形状、すなわち、光軸Xの近傍において両凹レンズとなる形状にしてもよい。
【0039】
ところで、本実施の形態において上記第2レンズL2は、第1レンズL1、第3レンズL3、第4レンズL4、および第5レンズL5のそれぞれよりも屈折力が弱くなるように形成されている。これにより、撮影画角の広角化と歪曲収差の補正とがバランスよく図られ、併せて撮像レンズの小型化が好適に図られる。
【0040】
第3レンズL3は、物体側の面の曲率半径R5が正となり、像面側の面の曲率半径R6が負となる形状であって、光軸Xの近傍において両凸レンズとなる形状に形成される。
【0041】
第4レンズL4は、物体側の面の曲率半径R7が負となり、像面側の面の曲率半径R8が正となる形状であり、光軸Xの近傍において両凹レンズとなる形状に形成される。また、第5レンズL5は、物体側の面の曲率半径R9が正となり、像面側の面の曲率半径R10が負となる形状であり、光軸Xの近傍において両凸レンズとなる形状に形成される。本実施の形態おいて第5レンズL5の像面側の面は、変曲点を有する非球面形状に形成されている。すなわち、第5レンズL5の像面側の面は、光軸Xの近傍では像面側に凸面を向けた形状となっており、周縁部では像面側に凹面を向けた形状となっている。本実施の形態では、第5レンズL5の最大有効径の60%近傍に変曲点が設けられている。第5レンズL5の像面側の面のこのような形状は、上記第1レンズL1の物体側の面の形状および上記第2レンズL2の物体側の面の形状とともに、歪曲収差を良好に補正するのに寄与する。具体的には、第1レンズL1に入射した軸外光線は、第1レンズL1の物体側の面、第2レンズL2の物体側の面、および第5レンズL5の像面側の面を順次通過することによってその光路が補正されることになる。その結果、歪曲収差は良好な範囲内に抑制される。また、第5レンズL5のこうした形状によって、第5レンズL5から出射した光線の像面IMへの入射角度が一定の範囲内に抑制される。
【0042】
本実施の形態に係る撮像レンズは、以下に示す条件式(1)〜(9)を満足する。このため、本実施の形態に係る撮像レンズによれば、撮像レンズの広角化と良好な収差補正との両立が図られる。
−40<f2/f<−5 (1)
0.01<R2/R3<0.4 (2)
0.02<f1/f2<0.8 (3)
0.5<f3/f<1.2 (4)
0.8<df/dr<2.5 (5)
5<f45/f<15 (6)
νd4<35、45<νd5<80 (7)
45<νd1<80、45<νd2<80、45<νd3<80 (8)
但し、
f:レンズ系全体の焦点距離
f1:第1レンズL1の焦点距離
f2:第2レンズL2の焦点距離
f3:第3レンズL3の焦点距離
f45:第4レンズL4および第5レンズL5の合成焦点距離
R2:第1レンズL1の像面側の面の曲率半径
R3:第2レンズL2の物体側の面の曲率半径
df:第2レンズL2の像面側の面から第3レンズL3の物体側の面までの光軸上の距離
dr:第3レンズL3の像面側の面から第4レンズL4の物体側の面までの光軸上の距離
νd1:第1レンズL1のアッベ数
νd2:第2レンズL2のアッベ数
νd3:第3レンズL3のアッベ数
νd4:第4レンズL4のアッベ数
νd5:第5レンズL5のアッベ数
【0043】
本実施の形態に係る撮像レンズでは、歪曲収差および非点収差をより良好な範囲内に抑制するために下記条件式(3A)を満足する。
0.02<f1/f2<0.5 (3A)
【0044】
また、本実施の形態に係る撮像レンズでは、第4レンズの焦点距離をf4、第5レンズの焦点距離をf5としたとき、下記条件式(9)を満足する。
−1.5<f4/f5<−0.5 (9)
【0045】
なお、上記条件式(1)〜(9)(条件式(3A)を含む。以下同じ。)の全てを満たす必要はなく、それぞれを単独に満たすことにより、各条件式に対応する作用効果をそれぞれ得ることができる。
【0046】
本実施の形態では、必要に応じて各レンズのレンズ面を非球面で形成している。これらレンズ面に採用する非球面形状は、光軸方向の軸をZ、光軸に直交する方向の高さをH、円錐係数をk、非球面係数をA4、A6、A8、A10、A12、A14としたとき、次式により表される。
【数1】
【0047】
次に、本実施の形態に係る撮像レンズの数値実施例を示す。各数値実施例において、fはレンズ系全体の焦点距離を、FnoはFナンバーを、ωは半画角をそれぞれ示す。また、iは物体側より数えた面番号を示し、Rは曲率半径を示し、dは光軸に沿ったレンズ面間の距離(面間隔)を示し、Ndはd線に対する屈折率を、νdはd線に対するアッベ数をそれぞれ示す。なお、非球面の面には、面番号iの後に*(アスタリスク)の符号を付加して示すこととする。
【0048】
数値実施例1
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=2.84mm、Fno=2.44、ω=46.9°
単位 mm
面データ
面番号i R d Nd νd
(物面) ∞ 250
1* -12.79 0.45 1.53 56.0
2* 2.24 0.68
3* 6.18 0.45 1.53 56.0
4* 5.40 1.24(=df)
5* 2.57 1.06 1.53 56.0
6*(絞り) -2.32 0.72(=dr)
7* -5.06 0.40 1.61 26.0
8* 2.33 0.15
9* 8.25 1.03 1.53 56.0
10* -1.92 0.50
11 ∞ 0.50 1.52 64.1
12 ∞ 2.81
(像面) ∞
f1=−3.53mm
f2=−100.00mm
f3=2.47mm
f4=−2.55mm
f5=3.02mm
f45=24.28mm
【0049】
非球面データ
第1面
k=0.000,A4=3.446E-02,A6=-3.599E-03,A8=-8.291E-05,
A10=1.543E-05
第2面
k=0.000,A4=1.750E-02,A6=-1.105E-02,A8=3.441E-02,
A10=-1.719E-02,A12=3.262E-03
第3面
k=0.000,A4=-3.026E-02,A6=3.233E-02,A8=-1.004E-02,
A10=2.042E-03
第4面
k=0.000,A4=3.205E-02,A6=-3.662E-03,A8=8.714E-03,
A10=-2.056E-03
第5面
k=0.000,A4=2.103E-02,A6=-3.153E-02,A8=3.669E-02,
A10=-2.507E-02,A12=5.415E-03
第6面
k=-6.021,A4=-2.650E-02,A6=1.713E-03,A8=1.064E-02,
A10=-1.641E-02,A12=6.241E-03
第7面
k=0.000,A4=-1.003E-01,A6=2.765E-03,A8=-5.120E-02,
A10=9.268E-02,A12=-4.181E-02
第8面
k=0.000,A4=-6.169E-02,A6=-2.045E-02,A8=1.781E-02,
A10=-3.303E-03,A12=-2.295E-04
第9面
k=0.000,A4=6.242E-02,A6=-1.454E-02,A8=-6.595E-03,
A10=6.315E-03,A12=-1.348E-03
第10面
k=0.000,A4=3.200E-02,A6=1.686E-03,A8=1.200E-02,
A10=1.294E-03,A12=-1.979E-03,A14=2.615E-04
【0050】
各条件式の値を以下に示す。
f2/f=−35.21
R2/R3=0.36
f1/f2=0.035
f3/f=0.87
df/dr=1.72
f45/f=8.55
f4/f5=−0.84
このように、本数値実施例1に係る撮像レンズは条件式(1)〜(9)を満足する。また、第1レンズL1の物体側の面から像面IMまでの光軸X上の距離(空気換算長)は、9.82mmであり、撮像レンズの小型化が図られている。
【0051】
図2は、数値実施例1の撮像レンズについて、最大像高に対する各像高の比H(以下、「像高比H」という)に対応する横収差をタンジェンシャル方向とサジタル方向とに分けて示したものである(図5、図8、図11、および図14において同じ)。また、図3は、数値実施例1の撮像レンズについて、球面収差(mm)、非点収差(mm)、および歪曲収差(%)をそれぞれ示したものである。これら収差図において、球面収差図には、g線(435.84nm)、F線(486.13nm)、e線(546.07nm)、d線(587.56nm)、C線(656.27nm)の各波長に対する収差量を示し、非点収差図には、サジタル像面Sにおける収差量とタンジェンシャル像面Tにおける収差量とをそれぞれ示す(図6、図9、図12、および図15において同じ)。図2および図3に示されるように、本数値実施例1に係る撮像レンズによれば、像面が良好に補正され、諸収差が好適に補正される。
【0052】
数値実施例2
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=2.84mm、Fno=2.46、ω=46.9°
単位 mm
面データ
面番号i R d Nd νd
(物面) ∞ 250
1* -11.64 0.45 1.53 56.0
2* 2.24 0.68
3* 6.26 0.45 1.53 56.0
4* 5.40 1.15(=df)
5* 2.75 1.23 1.53 56.0
6*(絞り) -2.17 0.72(=dr)
7* -7.88 0.40 1.61 26.0
8* 2.02 0.15
9* 7.17 0.99 1.53 56.0
10* -1.99 0.50
11 ∞ 0.50 1.52 64.1
12 ∞ 2.77
(像面) ∞
f1=−3.47mm
f2=−90.04mm
f3=2.48mm
f4=−2.58mm
f5=3.03mm
f45=28.01mm
【0053】
非球面データ
第1面
k=0.000,A4=3.517E-02,A6=-3.879E-03,A8=-4.207E-05,
A10=1.425E-05
第2面
k=0.000,A4=1.750E-02,A6=-1.105E-02,A8=3.441E-02,
A10=-1.719E-02,A12=3.262E-03
第3面
k=0.000,A4=-3.105E-02,A6=3.378E-02,A8=-1.052E-02,
A10=2.170E-03
第4面
k=0.000,A4=3.205E-02,A6=-3.662E-03,A8=8.714E-03,
A10=-2.056E-03
第5面
k=0.000,A4=5.577E-03,A6=-8.975E-03,A8=-1.789E-04,
A10=-8.581E-05,A12=-1.741E-03
第6面
k=-4.450,A4=-3.024E-02,A6=1.075E-02,A8=-2.034E-02,
A10=1.403E-02,A12=-4.934E-03
第7面
k=0.000,A4=-1.075E-01,A6=-2.729E-02,A8=4.481E-02,
A10=-3.235E-03,A12=-7.411E-03
第8面
k=0.000,A4=-1.039E-01,A6=1.145E-02,A8=1.077E-03,
A10=-1.078E-04,A12=-2.254E-04
第9面
k=0.000,A4=5.538E-02,A6=-5.087E-03,A8=-1.266E-02,
A10=8.470E-03,A12=-1.670E-03
第10面
k=0.000,A4=3.103E-02,A6=5.686E-03,A8=9.425E-03,
A10=3.140E-03,A12=-2.706E-03,A14=3.394E-04
【0054】
各条件式の値を以下に示す。
f2/f=−31.70
R2/R3=0.36
f1/f2=0.039
f3/f=0.87
df/dr=1.60
f45/f=9.86
f4/f5=−0.84
このように、本数値実施例2に係る撮像レンズは条件式(1)〜(9)を満足する。また、第1レンズL1の物体側の面から像面IMまでの光軸X上の距離(空気換算長)は、9.82mmであり、撮像レンズの小型化が図られている。
【0055】
図5は、数値実施例2の撮像レンズについて、像高比Hに対応する横収差を示したものであり、図6は、球面収差(mm)、非点収差(mm)、および歪曲収差(%)をそれぞれ示したものである。これら図5および図6に示されるように、本数値実施例2に係る撮像レンズによっても、数値実施例1と同様に像面が良好に補正され、諸収差が好適に補正される。
【0056】
数値実施例3
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=2.88mm、Fno=2.39、ω=46.5°
単位 mm
面データ
面番号i R d Nd νd
(物面) ∞ 250
1* -15.21 0.45 1.53 56.0
2* 2.37 0.61
3* 41.52 0.40 1.53 56.0
4* 10.64 1.19(=df)
5* 2.71 1.24 1.53 56.0
6*(絞り) -2.17 0.74(=dr)
7* -6.86 0.40 1.61 26.0
8* 2.00 0.15
9* 6.28 1.02 1.53 56.0
10* -1.98 0.50
11 ∞ 0.50 1.52 64.1
12 ∞ 2.78
(像面) ∞
f1=−3.80mm
f2=−26.87mm
f3=2.47mm
f4=−2.48mm
f5=2.94mm
f45=26.61mm
【0057】
非球面データ
第1面
k=0.000,A4=3.686E-02,A6=-5.745E-03,A8=1.870E-04,
A10=5.956E-06
第2面
k=0.000,A4=1.751E-02,A6=-1.104E-02,A8=3.441E-02,
A10=-1.719E-02,A12=3.262E-03
第3面
k=0.000,A4=-9.374E-03,A6=6.269E-02,A8=-2.628E-02,
A10=4.905E-03
第4面
k=0.000,A4=5.912E-02,A6=3.630E-02,A8=-1.591E-02,
A10=1.982E-03
第5面
k=0.000,A4=1.531E-02,A6=-1.525E-02,A8=1.315E-02,
A10=-9.891E-03,A12=1.540E-03
第6面
k=-4.370,A4=-1.958E-02,A6=3.714E-03,A8=-5.359E-03,
A10=3.662E-04,A12=7.524E-06
第7面
k=0.000,A4=-1.051E-01,A6=-1.030E-02,A8=2.021E-02,
A10=6.272E-03,A12=-9.737E-03
第8面
k=0.000,A4=-1.045E-01,A6=1.099E-02,A8=2.017E-03,
A10=-2.032E-03,A12=2.975E-04
第9面
k=0.000,A4=5.185E-02,A6=-1.019E-02,A8=-7.167E-03,
A10=5.543E-03,A12=-1.096E-03
第10面
k=0.000,A4=3.369E-02,A6=3.097E-03,A8=1.059E-02,
A10=1.521E-03,A12=-2.110E-03,A14=2.993E-04
【0058】
各条件式の値を以下に示す。
f2/f=−9.33
R2/R3=0.057
f1/f2=0.14
f3/f=0.86
df/dr=1.61
f45/f=9.24
f4/f5=−0.84
このように、本数値実施例3に係る撮像レンズは条件式(1)〜(9)を満足する。また、第1レンズL1の物体側の面から像面IMまでの光軸X上の距離(空気換算長)は、9.81mmであり、撮像レンズの小型化が図られている。
【0059】
図8は、数値実施例3の撮像レンズについて、像高比Hに対応する横収差を示したものであり、図9は、球面収差(mm)、非点収差(mm)、および歪曲収差(%)をそれぞれ示したものである。これら図8および図9に示されるように、本数値実施例3に係る撮像レンズによっても、数値実施例1と同様に像面が良好に補正され、諸収差が好適に補正される。
【0060】
数値実施例4
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=2.89mm、Fno=2.41、ω=46.3°
単位 mm
面データ
面番号i R d Nd νd
(物面) ∞ 250
1* -14.22 0.45 1.53 56.0
2* 2.32 0.62
3* 80.52 0.40 1.53 56.0
4* 14.80 1.21(=df)
5* 2.69 1.24 1.53 56.0
6*(絞り) -2.15 0.74(=dr)
7* -6.55 0.40 1.61 26.0
8* 1.99 0.14
9* 6.23 1.00 1.53 56.0
10* -2.01 0.50
11 ∞ 0.50 1.52 64.1
12 ∞ 2.76
(像面) ∞
f1=−3.69mm
f2=−34.00mm
f3=2.45mm
f4=−2.44mm
f5=2.97mm
f45=39.98mm
【0061】
非球面データ
第1面
k=0.000,A4=3.687E-02,A6=-5.740E-03,A8=1.887E-04,
A10=6.376E-06
第2面
k=0.000,A4=1.756E-02,A6=-1.098E-02,A8=3.442E-02,
A10=-1.719E-02,A12=3.263E-03
第3面
k=0.000,A4=-9.178E-03,A6=6.269E-02,A8=-2.629E-02,
A10=4.902E-03
第4面
k=0.000,A4=5.879E-02,A6=3.639E-02,A8=-1.581E-02,
A10=2.045E-03
第5面
k=0.000,A4=1.545E-02,A6=-1.530E-02,A8=1.306E-02,
A10=-9.959E-03,A12=1.505E-03
第6面
k=-4.363,A4=-1.962E-02,A6=3.683E-03,A8=-5.399E-03,
A10=3.216E-04,A12=-3.783E-05
第7面
k=0.000,A4=-1.044E-01,A6=-1.076E-02,A8=1.963E-02,
A10=5.953E-03,A12=-9.788E-03
第8面
k=0.000,A4=-1.044E-01,A6=1.120E-02,A8=2.062E-03,
A10=-2.045E-03,A12=2.817E-04
第9面
k=0.000,A4=5.193E-02,A6=-1.016E-02,A8=-7.135E-03,
A10=5.560E-03,A12=-1.092E-03
第10面
k=0.000,A4=3.354E-02,A6=3.112E-03,A8=1.059E-02,
A10=1.515E-03,A12=-2.114E-03,A14=2.978E-04
【0062】
各条件式の値を以下に示す。
f2/f=−11.76
R2/R3=0.029
f1/f2=0.11
f3/f=0.85
df/dr=1.64
f45/f=13.83
f4/f5=−0.82
このように、本数値実施例4に係る撮像レンズは条件式(1)〜(9)を満足する。また、第1レンズL1の物体側の面から像面IMまでの光軸X上の距離(空気換算長)は、9.79mmであり、撮像レンズの小型化が図られている。
【0063】
図11は、数値実施例4の撮像レンズについて、像高比Hに対応する横収差を示したものであり、図12は、球面収差(mm)、非点収差(mm)、および歪曲収差(%)をそれぞれ示したものである。これら図11および図12に示されるように、本数値実施例4に係る撮像レンズによっても、数値実施例1と同様に像面が良好に補正され、諸収差が好適に補正される。
【0064】
数値実施例5
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=2.82mm、Fno=2.32、ω=47.3°
単位 mm
面データ
面番号i R d Nd νd
(物面) ∞ 250
1* -23.04 0.45 1.53 56.0
2* 2.59 0.59
3* 159.31 0.47 1.53 56.0
4* 7.27 1.20(=df)
5* 2.68 1.21 1.53 56.0
6*(絞り) -2.16 0.70(=dr)
7* -7.50 0.40 1.61 26.0
8* 2.00 0.16
9* 6.12 1.04 1.53 56.0
10* -1.96 0.50
11 ∞ 0.50 1.52 64.1
12 ∞ 2.72
(像面) ∞
f1=−4.33mm
f2=−14.26mm
f3=2.45mm
f4=−2.53mm
f5=2.91mm
f45=20.23mm
【0065】
非球面データ
第1面
k=0.000,A4=3.691E-02,A6=-5.744E-03,A8=1.841E-04,
A10=5.497E-06
第2面
k=0.000,A4=1.960E-02,A6=-1.117E-02,A8=3.437E-02,
A10=-1.717E-02,A12=3.276E-03
第3面
k=0.000,A4=-9.616E-03,A6=6.246E-02,A8=-2.636E-02,
A10=4.911E-03
第4面
k=0.000,A4=6.008E-02,A6=3.682E-02,A8=-1.586E-02,
A10=1.863E-03
第5面
k=0.000,A4=1.473E-02,A6=-1.537E-02,A8=1.323E-02,
A10=-9.785E-03,A12=1.598E-03
第6面
k=-4.383,A4=-1.953E-02,A6=3.724E-03,A8=-5.307E-03,
A10=4.546E-04,A12=1.197E-04
第7面
k=0.000,A4=-1.046E-01,A6=-9.770E-03,A8=2.043E-02,
A10=6.342E-03,A12=-9.673E-03
第8面
k=0.000,A4=-1.043E-01,A6=1.088E-02,A8=1.922E-03,
A10=-2.088E-03,A12=2.659E-04
第9面
k=0.000,A4=5.180E-02,A6=-1.019E-02,A8=-7.184E-03,
A10=5.529E-03,A12=-1.105E-03
第10面
k=0.000,A4=3.427E-02,A6=3.179E-03,A8=1.061E-02,
A10=1.529E-03,A12=-2.108E-03,A14=2.997E-04
【0066】
各条件式の値を以下に示す。
f2/f=−5.06
R2/R3=0.016
f1/f2=0.30
f3/f=0.87
df/dr=1.71
f45/f=7.17
f4/f5=−0.87
このように、本数値実施例5に係る撮像レンズは条件式(1)〜(9)を満足する。また、第1レンズL1の物体側の面から像面IMまでの光軸X上の距離(空気換算長)は、9.77mmであり、撮像レンズの小型化が図られている。
【0067】
図14は、数値実施例5の撮像レンズについて、像高比Hに対応する横収差を示したものであり、図15は、球面収差(mm)、非点収差(mm)、および歪曲収差(%)をそれぞれ示したものである。これら図14および図15に示されるように、本数値実施例5に係る撮像レンズによっても、数値実施例1と同様に像面が良好に補正され、諸収差が好適に補正される。
【0068】
したがって、上記実施の形態に係る撮像レンズを携帯電話機、デジタルスティルカメラ、携帯情報端末、セキュリティカメラ、実物投影機、スキャナー、ネットワークカメラ等に搭載される撮像光学系に適用した場合、当該カメラ等の高機能化と小型化の両立を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0069】
本発明は、撮像レンズとして小型化、広角化とともに歪曲収差の良好な補正能力が要求される機器、例えばドキュメントカメラやスキャナー等の機器に搭載される撮像レンズに適用することができる。
【符号の説明】
【0070】
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
10 フィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レンズと、負の屈折力を有する第4レンズと、正の屈折力を有する第5レンズとを配置して構成され、
前記第1レンズは、像面側の面の曲率半径が正となる形状に形成されており、
前記第2レンズは、物体側の面が、光軸から周縁部に向うにつれて物体側に強い凸面を向けた形状となるように形成されるとともに、像面側の面の曲率半径が正となる形状に形成されており、
前記第3レンズは、物体側の面の曲率半径が正となり、像面側の面の曲率半径が負となる形状に形成されており、
前記第4レンズは、物体側の面の曲率半径が負となり、像面側の面の曲率半径が正となる形状に形成されており、
前記第5レンズは、物体側の面の曲率半径が正となり、像面側の面の曲率半径が負となる形状に形成されるとともに、像面側の面が変曲点を有する非球面形状に形成される、
ことを特徴とする撮像レンズ。
【請求項2】
前記第2レンズは、前記第1レンズ、前記第3レンズ、前記第4レンズ、および前記第5レンズのそれぞれよりも屈折力が弱くなるように形成されることを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。
【請求項3】
レンズ系全体の焦点距離をf、前記第2レンズの焦点距離をf2としたとき、
−40<f2/f<−5
を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像レンズ。
【請求項4】
前記第1レンズの像面側の面の曲率半径をR2、前記第2レンズの物体側の面の曲率半径をR3としたとき、
0.01<R2/R3<0.4
を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項5】
前記第1レンズの焦点距離をf1、前記第2レンズの焦点距離をf2としたとき、
0.02<f1/f2<0.8
を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項6】
レンズ系全体の焦点距離をf、前記第3レンズの焦点距離をf3としたとき、
0.5<f3/f<1.2
を満足することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項7】
前記第2レンズの像面側の面から前記第3レンズの物体側の面までの光軸上の距離をdf、前記第3レンズの像面側の面から前記第4レンズの物体側の面までの光軸上の距離をdrとしたとき、
0.8<df/dr<2.5
を満足することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項8】
レンズ系全体の焦点距離をf、前記第4レンズおよび前記第5レンズの合成焦点距離をf45としたとき、
5<f45/f<15
を満足することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項9】
前記第4レンズのアッベ数をνd4、前記第5レンズのアッベ数をνd5としたとき、
νd4<35
45<νd5<80
を満足することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項10】
前記第1レンズのアッベ数をνd1、前記第2レンズのアッベ数をνd2、前記第3レンズのアッベ数をνd3としたとき、
45<νd1<80
45<νd2<80
45<νd3<80
を満足することを特徴とする請求項9に記載の撮像レンズ。
【請求項1】
物体側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レンズと、負の屈折力を有する第4レンズと、正の屈折力を有する第5レンズとを配置して構成され、
前記第1レンズは、像面側の面の曲率半径が正となる形状に形成されており、
前記第2レンズは、物体側の面が、光軸から周縁部に向うにつれて物体側に強い凸面を向けた形状となるように形成されるとともに、像面側の面の曲率半径が正となる形状に形成されており、
前記第3レンズは、物体側の面の曲率半径が正となり、像面側の面の曲率半径が負となる形状に形成されており、
前記第4レンズは、物体側の面の曲率半径が負となり、像面側の面の曲率半径が正となる形状に形成されており、
前記第5レンズは、物体側の面の曲率半径が正となり、像面側の面の曲率半径が負となる形状に形成されるとともに、像面側の面が変曲点を有する非球面形状に形成される、
ことを特徴とする撮像レンズ。
【請求項2】
前記第2レンズは、前記第1レンズ、前記第3レンズ、前記第4レンズ、および前記第5レンズのそれぞれよりも屈折力が弱くなるように形成されることを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。
【請求項3】
レンズ系全体の焦点距離をf、前記第2レンズの焦点距離をf2としたとき、
−40<f2/f<−5
を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像レンズ。
【請求項4】
前記第1レンズの像面側の面の曲率半径をR2、前記第2レンズの物体側の面の曲率半径をR3としたとき、
0.01<R2/R3<0.4
を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項5】
前記第1レンズの焦点距離をf1、前記第2レンズの焦点距離をf2としたとき、
0.02<f1/f2<0.8
を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項6】
レンズ系全体の焦点距離をf、前記第3レンズの焦点距離をf3としたとき、
0.5<f3/f<1.2
を満足することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項7】
前記第2レンズの像面側の面から前記第3レンズの物体側の面までの光軸上の距離をdf、前記第3レンズの像面側の面から前記第4レンズの物体側の面までの光軸上の距離をdrとしたとき、
0.8<df/dr<2.5
を満足することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項8】
レンズ系全体の焦点距離をf、前記第4レンズおよび前記第5レンズの合成焦点距離をf45としたとき、
5<f45/f<15
を満足することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項9】
前記第4レンズのアッベ数をνd4、前記第5レンズのアッベ数をνd5としたとき、
νd4<35
45<νd5<80
を満足することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項10】
前記第1レンズのアッベ数をνd1、前記第2レンズのアッベ数をνd2、前記第3レンズのアッベ数をνd3としたとき、
45<νd1<80
45<νd2<80
45<νd3<80
を満足することを特徴とする請求項9に記載の撮像レンズ。
【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】
【公開番号】特開2012−177831(P2012−177831A)
【公開日】平成24年9月13日(2012.9.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−41392(P2011−41392)
【出願日】平成23年2月28日(2011.2.28)
【出願人】(708000650)株式会社オプトロジック (29)
【出願人】(391014055)カンタツ株式会社 (84)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年9月13日(2012.9.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年2月28日(2011.2.28)
【出願人】(708000650)株式会社オプトロジック (29)
【出願人】(391014055)カンタツ株式会社 (84)
【Fターム(参考)】
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