特許 5872123 撮像レンズ系及び撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5872123

(24)【登録日】2016年1月22日

(45)【発行日】2016年3月1日

(54)【発明の名称】撮像レンズ系及び撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/04 20060101AFI20160216BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20160216BHJP

【ＦＩ】

   G02B13/04 D

   G02B13/18

【請求項の数】11

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2015-540400(P2015-540400)

(86)(22)【出願日】2014年10月3日

(86)【国際出願番号】JP2014005050

(87)【国際公開番号】WO2015049877

(87)【国際公開日】20150409

【審査請求日】2015年10月16日

(31)【優先権主張番号】特願2013-208450(P2013-208450)

(32)【優先日】2013年10月3日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005810

【氏名又は名称】日立マクセル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】牧野 由多可

(72)【発明者】

【氏名】杉山 隆

【審査官】 森内 正明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１３１６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−７６０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−７６０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８６６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１１４７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−９１０４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２２９９１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００１０３７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１６８２０１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ９／００ − １７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２ − ２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００ − ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側から順に、物体側に凸形状の負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、物体側に凸形状の正レンズからなる第２レンズと、像側に凹形状の負レンズからなる第３レンズと、物体側が凸形状の正レンズからなる第４レンズと、像側に凹形状の負のメニスカスレンズからなる第５レンズからなり、
さらに、前記第２レンズの物体側又は像側に配置された開口絞りを備え、
前記第３レンズの像側レンズ面と前記第４レンズの物体側レンズ面とが貼り合わされている
撮像レンズ系。

【請求項2】

前記第５レンズは、下記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系。
−４≦ｆ５／ｆ≦−１．５
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズの焦点距離
とする。

【請求項3】

下記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系。
ＦＢ／ｆ≧０．５２
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ＦＢ：前記第５レンズの像側レンズ面の有効径の外側において最も像面に近い位置から像面までの空気換算距離
とする。

【請求項4】

下記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系。
Ｌ４Ｒ２Ｄ≧Ｌ５Ｒ１Ｄ
但し、
Ｌ４Ｒ２Ｄ：前記第４レンズの像側レンズ面の有効径
Ｌ５Ｒ１Ｄ：前記第５レンズの物体側レンズ面の有効径
とする。

【請求項5】

前記第５レンズの像側レンズ面の形状は、光軸から有効径端までの範囲で凹形状が凸形状に切り替わる極値を有さず、かつ、下記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系
０．５≦Ｌ５Ｒ２Ｒ／ｆ≦３
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
Ｌ５Ｒ２Ｒ：前記第５レンズの像側レンズ面の曲率半径
とする。

【請求項6】

下記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系。
０．３６≦ρ３４５／ρ１２≦０．５２
但し、
ρ１２：前記第１レンズ及び前記第２レンズの合成パワー
ρ３４５：前記第３レンズ、前記第４レンズ及び前記第５レンズの合成パワー
とする。

【請求項7】

前記第３レンズ、前記第４レンズ及び前記第５レンズの材質がプラスチックであることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ系。

【請求項8】

前記第１レンズ及び前記第２レンズの材質がガラスであることを特徴とする請求項７に記載の撮像レンズ系。

【請求項9】

Ｆ値が２．０未満であり、下記条件式の全て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系
−２．２≦ｆ１／ｆ≦−０．９
０．５≦ｆ２／ｆ≦１．６
−２．８≦ｆ３／ｆ≦−０．５
０．６≦ｆ４／ｆ≦１．７
但し、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
ｆ４：前記第４レンズの焦点距離
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
とする。

【請求項10】

前記第２レンズ及び前記第４レンズが両凸レンズ、前記第３レンズが両凹レンズであり、
下記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系。
ν４−ν３≧１５
但し、
ν３：前記第３レンズのアッベ数
ν４：前記第４レンズのアッベ数
とする。

【請求項11】

請求項１に記載の撮像レンズ系と、
前記撮像レンズ系の物体側に配置された平板状のカバーガラスと、
前記撮像レンズ系の焦点位置に配置された撮像素子と、を備えることを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像レンズ系及びそれを備える撮像装置に関し、特に、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を用いた車載用カメラ、監視カメラ等に使用されるのに適した撮像レンズ系及びそれを備える撮像装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を用いた監視カメラ及び車載用カメラの高性能化及び小型化が進んでおり、Ｆ値の小さい明るい撮像レンズ系に対する需要が高まっている。通常、撮像レンズ系のＦ値が小さくなると、像面湾曲及び横収差が大きくなり、結像性能が劣化することが知られている。

【0003】

特許文献１には、車載用カメラ、監視カメラ等に使用される撮像レンズ系が記載されている。特許文献１に記載の撮像レンズ系は、球面ガラスレンズ６枚により構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５１４３５９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

監視カメラ及び車載用カメラにおいては、使用される環境の温度変化が大きいので、従来は多枚数のガラスレンズを用いた撮像レンズ系が主流であった。しかし、近年樹脂材料の耐熱性が向上しているので、監視カメラ及び車載用カメラ用途においても安価で大量生産できるプラスチックレンズを用いたいという要望が多くなっている。さらに、非球面レンズを用いることにより、結像性能の向上及びレンズ枚数の削減を期待できる。

【0006】

特許文献１に記載の撮像レンズ系は、Ｆ値が２．０と比較的大きく、像面湾曲及び横収差も比較的大きい。また、特許文献１の撮像レンズ系は球面ガラスレンズを６枚用いているが、非球面プラスチックレンズを用いた場合と比べるとレンズ枚数が多くなるので、撮像レンズ系が高価になる。

【0007】

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、明るく、高い結像性能を有し、温度変化による性能劣化が小さく、かつ、安価な撮像レンズ系を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の撮像レンズ系は、
物体側から順に、物体側に凸形状の負のメニスカスレンズからなる第１レンズと、物体側に凸形状の正レンズからなる第２レンズと、像側に凹形状の負レンズからなる第３レンズと、物体側が凸形状の正レンズからなる第４レンズと、像側に凹形状のメニスカスレンズからなる第５レンズとを備え、
さらに、前記第２レンズの物体側又は像側に配置された開口絞りを備え、
前記第３レンズの像側レンズ面と前記第４レンズの物体側レンズ面とが貼り合わされている。

【0009】

本発明の撮像装置は、上述の撮像レンズ系と、前記撮像レンズ系の物体側に配置された平板状のカバーガラスと、前記撮像レンズ系の焦点位置に配置された撮像素子と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の撮像レンズ系によれば、明るく、高い結像性能を有し、温度変化による性能劣化が小さく、かつ、安価な撮像レンズ系を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一の実施形態に係る撮像レンズ系の断面と最大画角での主光線及び上光線を示す図である。

【図2】本発明の比較例に係る撮像レンズ系の断面と最大画角での主光線及び上光線を示す図である。

【図3】本発明の実施例１に係る撮像レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。

【図4】本発明の実施例２に係る撮像レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。

【図5】本発明の実施例３に係る撮像レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。

【図6】本発明の実施例４に係る撮像レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。

【図7】本発明の実施例５に係る撮像レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。

【図8】本発明の実施例６に係る撮像レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。

【図9】本発明の実施例７に係る撮像レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。

【図10】本発明の実施例８に係る撮像レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。

【図11】本発明の実施例９に係る撮像レンズ系のレンズ構成を示す断面図である。

【図12】本発明の実施例１に係る撮像レンズ系の基本レンズデータ及び非球面データを示す表である。

【図13】本発明の実施例２に係る撮像レンズ系の基本レンズデータ及び非球面データを示す表である。

【図14】本発明の実施例３に係る撮像レンズ系の基本レンズデータ及び非球面データを示す表である。

【図15】本発明の実施例４に係る撮像レンズ系の基本レンズデータ及び非球面データを示す表である。

【図16】本発明の実施例５に係る撮像レンズ系の基本レンズデータ及び非球面データを示す表である。

【図17】本発明の実施例６に係る撮像レンズ系の基本レンズデータ及び非球面データを示す表である。

【図18】本発明の実施例７に係る撮像レンズ系の基本レンズデータ及び非球面データを示す表である。

【図19】本発明の実施例８に係る撮像レンズ系の基本レンズデータ及び非球面データを示す表である。

【図20】本発明の実施例９に係る撮像レンズ系の基本レンズデータ及び非球面データを示す表である。

【図21】本発明の比較例に係る撮像レンズ系の基本レンズデータ及び非球面データを示す表である。

【図22】本発明の実施例１〜９及び比較例の特性値を示す表である。

【図23】本発明の実施例１に係る撮像レンズ系の横収差図である。

【図24】本発明の実施例２に係る撮像レンズ系の横収差図である。

【図25】本発明の実施例３に係る撮像レンズ系の横収差図である。

【図26】本発明の実施例４に係る撮像レンズ系の横収差図である。

【図27】本発明の実施例５に係る撮像レンズ系の横収差図である。

【図28】本発明の実施例６に係る撮像レンズ系の横収差図である。

【図29】本発明の実施例７に係る撮像レンズ系の横収差図である。

【図30】本発明の実施例８に係る撮像レンズ系の横収差図である。

【図31】本発明の実施例９に係る撮像レンズ系の横収差図である。

【図32】本発明の比較例に係る撮像レンズ系の横収差図である。

【図33】本発明の実施例１に係る撮像レンズ系の像面湾曲図である。

【図34】本発明の実施例２に係る撮像レンズ系の像面湾曲図である。

【図35】本発明の実施例３に係る撮像レンズ系の像面湾曲図である。

【図36】本発明の実施例４に係る撮像レンズ系の像面湾曲図である。

【図37】本発明の実施例５に係る撮像レンズ系の像面湾曲図である。

【図38】本発明の実施例６に係る撮像レンズ系の像面湾曲図である。

【図39】本発明の実施例７に係る撮像レンズ系の像面湾曲図である。

【図40】本発明の実施例８に係る撮像レンズ系の像面湾曲図である。

【図41】本発明の実施例９に係る撮像レンズ系の像面湾曲図である。

【図42】本発明の比較例に係る撮像レンズ系の像面湾曲図である。

【図43】本発明の実施例１に係る撮像レンズ系の軸上色収差図である。

【図44】本発明の実施例２に係る撮像レンズ系の軸上色収差図である。

【図45】本発明の実施例３に係る撮像レンズ系の軸上色収差図である。

【図46】本発明の実施例４に係る撮像レンズ系の軸上色収差図である。

【図47】本発明の実施例５に係る撮像レンズ系の軸上色収差図である。

【図48】本発明の実施例６に係る撮像レンズ系の軸上色収差図である。

【図49】本発明の実施例７に係る撮像レンズ系の軸上色収差図である。

【図50】本発明の実施例８に係る撮像レンズ系の軸上色収差図である。

【図51】本発明の実施例９に係る撮像レンズ系の軸上色収差図である。

【図52】本発明の比較例に係る撮像レンズ系の軸上色収差図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態の一例である撮像レンズ系１の断面図を示しており、後述する実施例１に対応している。図１では、図中の左側を物体側、右側を像側としており、光線は物体側から撮像レンズ系１に入射する。

【0013】

図１に示すように、撮像レンズ系１は、物体側から順に、物体側に凸形状の負のメニスカスレンズからなる第１レンズＬ１と、物体側に凸形状の正レンズからなる第２レンズＬ２と、開口絞りＳｔと、負レンズからなる第３レンズＬ３と、物体側が凸形状の正レンズからなる第４レンズＬ４と、像側に凹形状のメニスカスレンズからなる第５レンズＬ５と、を備えている。

【0014】

さらに、撮像レンズ系１は、第２レンズＬ２の物体側又は像側に配置された開口絞りＳｔを備える。例えば、開口絞りＳｔは、第２レンズＬ２の物体側又は像側に隣接する位置に配置されていることが好ましい。撮像レンズ系１では、第３レンズＬ３の像側レンズ面と第４レンズＬ４の物体側レンズ面とが貼り合わされている。

【0015】

図１には、撮像レンズ系１の最大画角（最大視野）における主光線Ｋ０と、絞りＳｔより像側に位置するレンズ（第３レンズＬ３、第４レンズＬ４及び第５レンズＬ５）の有効径の上端を通る最大画角における上光線Ｋ１（最大画角の上部マージナル光線）と、が記載されている。

【0016】

上述のレンズ構成にすることにより、第４レンズＬ４から第５レンズＬ５に向かう最大画角における上光線Ｋ１を光軸Ｚの方向に向かわせることができる。これにより、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４の有効径を大きくすることが可能となる。よって、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４の設計の自由度が上がるので、撮像レンズ系１の結像位置における横収差及び像面湾曲を小さく抑えることが可能となる。

【0017】

図１には、撮像レンズ系１が撮像装置に適用される場合を考慮して、撮像レンズ系１の結像位置に撮像素子２も図示してある。撮像素子２は、撮像レンズ系１により形成される像を受光して電気信号に変換する。撮像素子２は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等からなる。

【0018】

また、第５レンズＬ５と撮像素子２の間には、撮像装置の構成に応じて撮像素子用カバーガラスや各種フィルタ（赤外線カットフィルタ、紫外線カットフィルタ、可視光カットフィルタ、ローパスフィルタ等）を配置しても良い。撮像レンズ系１では、第１カバーガラスＣＧ１及び第２カバーガラスＣＧ２が第５レンズＬ５と撮像素子２の間に配置されている。第１カバーガラスＣＧ１及び第２カバーガラスＣＧ２は、ｄ線に対する屈折率Ｎｄ＝１．５１７のガラス板である。第１カバーガラスＣＧ１の厚さは０．３ｍｍであり、第２カバーガラスＣＧ２の厚さは０．４ｍｍである。必要に応じてガラス板の材質、厚さ、及び数を変えても良いし、ガラス板を無くしても良い。

【0019】

撮像レンズ系１と撮像素子２とを組み合わせて撮像装置として用いるときに、さらに、撮像レンズ系１の物体側に配置された平板状のカバーガラスを有してもよい。これにより、撮像レンズ系１の第１レンズＬ１に傷及び汚れがつくことを防止することができる。

【0020】

撮像レンズ系１において、第５レンズＬ５は負のパワーを有するメニスカスレンズであり、下記の条件式（１）を満足することが望ましい。

【0021】

−４≦ｆ５／ｆ≦−１．５ （１）
但し、
ｆ：撮像レンズ系１のレンズ系全体の焦点距離
ｆ５：第５レンズＬ５の焦点距離
とする。
なお、条件式（１）は、−３．６≦ｆ５／ｆ≦−２．２を満足することがより好ましい。

【0022】

ｆ５／ｆを−１．５以下にすることにより、撮像レンズ系１のバックフォーカスを長くすることができる。これにより、撮像レンズ系１はフランジバックを長くすることが出来るようになるので、空いたスペースに前述したフィルタ類等の部品を挿入することができる。なお、フランジバックとは、第５レンズＬ５の像側レンズ面の有効径の外側で最も像面に近い位置から像面ＩＭまでの距離をいう。

【0023】

ここで、ｆ５／ｆを−４以上にすることにより、横収差の悪化を抑制することができる。ｆ５／ｆを−１．５以下にすることにより、フランジバックを長くできる。フランジバックは、具体的に下記の条件式（２）を満足するように長くとれるようになる。

【0024】

ＦＢ／ｆ≧０．５２ （２）
但し
ＦＢ：第５レンズＬ５の像側レンズ面の有効径の外側において最も像面に近い位置から像面ＩＭまでの空気換算距離
ｆ：撮像レンズ系１のレンズ系全体の焦点距離
とする。
なお、条件式（２）は、０．６７≧ＦＢ／ｆ≧０．５８を満足することがより好ましい。

【0025】

また、撮像レンズ系１において、第５レンズＬ５を像側に凹形状の負のメニスカスレンズとすることにより、第４レンズＬ４における光軸Ｚからの光線高さが相対的に高くなる。これにより、第４レンズＬ４及び第３レンズＬ３の有効径を大きくすることが可能となるので、第４レンズＬ４及び第３レンズＬ３におけるレンズ面の設計の自由度が上がる。結果として、撮像レンズ系１の横収差及び軸上色収差を小さくすることが出来る。具体的には下記の条件式（３）を満足することにより、撮像レンズ系１の横収差及び軸上色収差をさらに小さくすることが出来る。

【0026】

Ｌ４Ｒ２Ｄ≧Ｌ５Ｒ１Ｄ （３）
但し、
Ｌ４Ｒ２Ｄ：第４レンズＬ４の像側レンズ面の有効径
Ｌ５Ｒ１Ｄ：第５レンズＬ５の物体側レンズ面の有効径
とする。

【0027】

この場合、第５レンズＬ５の像側レンズ面の形状は、光軸Ｚからレンズ有効径端までの範囲で凹形状が凸形状に切り替わる極値を有しないことが好ましい。また、第５レンズＬ５の像側レンズ面の曲率半径は下記条件式（４）を満足することが望ましい。

【0028】

０．５≦Ｌ５Ｒ２Ｒ／ｆ≦３ （４）
但し、
ｆ：撮像レンズ系１のレンズ系全体の焦点距離
Ｌ５Ｒ２Ｒ：第５レンズＬ５の像側レンズ面の曲率半径
とする。
なお、条件式（４）は、０．７≦Ｌ５Ｒ２Ｒ／ｆ≦１．１を満足することがより好ましい。

【0029】

この条件式（４）を満足しない場合、最大画角で第５レンズＬ５に入射する上光線Ｋ１が光軸Ｚに向かう光線になりにくいため、第４レンズＬ４の有効径を大きくすることが難しい。

【0030】

また、撮像レンズ系１において、Ｆ値が２．０未満の場合、下記の条件式（５）〜（８）を満足することが好ましい。これにより、撮像レンズ系１の横収差及び像面湾曲をさらに小さくすることが可能となる。

【0031】

−２．２≦ｆ１／ｆ≦−０．９ （５）
０．５≦ｆ２／ｆ≦１．６ （６）
−２．８≦ｆ３／ｆ≦−０．５ （７）
０．６≦ｆ４／ｆ≦１．７ （８）
但し、
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
ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離
ｆ：撮像レンズ系１のレンズ系全体の焦点距離
とする。

【0032】

なお、条件式（５）は、−１．７≦ｆ１／ｆ≦−１．１を満足することがより好ましく、−１．７≦ｆ１／ｆ≦−１．３を満足することがさらに好ましい。条件式（６）は、０．８≦ｆ２／ｆ≦１．３を満足することがより好ましく、０．８≦ｆ２／ｆ≦１．１を満足することがさらに好ましい。条件式（７）は、−２．１≦ｆ３／ｆ≦−１．０を満足することがより好ましく、−２．１≦ｆ３／ｆ≦−１．９を満足することがさらに好ましい。条件式（８）は、１．０≦ｆ４／ｆ≦１．４を満足することがより好ましい。

【0033】

また、撮像レンズ系１では、第２レンズＬ２及び第４レンズＬ４が両凸レンズ、第３レンズＬ３が両凹レンズであり、下記条件式（９）を満足することが好ましい。これにより、撮像レンズ系１の色収差を低減することができる。

【0034】

ν４−ν３≧１５ （９）
但し、
ν３：第３レンズＬ３のアッベ数
ν４：第４レンズＬ４のアッベ数
とする。

【0035】

第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４の貼り合せレンズにおいて、負のパワーを有する第３レンズＬ３のアッベ数を小さくして、正のパワーを有する第４レンズＬ４のアッベ数を大きくすることが好ましい。これにより、撮像レンズ系１の色収差を補正することができる。

【0036】

さらに、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、及び第５レンズＬ５に非球面レンズを用いることにより、さらに横収差及び像面湾曲を小さくすることができる。その場合、ガラスモールド非球面レンズは高価なため、プラスチック非球面レンズを用いる方が望ましい。

【0037】

撮像レンズ系１は、下記条件式（１０）を満足することが好ましい。
０．３６≦ρ３４５／ρ１２≦０．５２ （１０）
但し、
ρ１２：第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２の合成パワー
ρ３４５：第３レンズＬ３、第４レンズＬ４及び第５レンズＬ５の合成パワー
とする。
ここで、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２の合成焦点距離をｆ１２とすると、ρ１２＝１／ｆ１２と表せる。第３レンズＬ３、第４レンズＬ４及び第５レンズＬ５の合成焦点距離をｆ３４５とすると、ρ３４５＝１／ｆ３４５と表せる。

【0038】

撮像レンズ系１では、温度変化による焦点位置変化を小さくする必要がある。温度変化による焦点位置変化は、各々のレンズの温度変化による屈折率変化及びレンズ形状の変化により生じる。ガラスは温度が高くなるにつれて屈折率が大きくなるものが多く、逆にプラスチックは温度が高くなるにつれて屈折率が小さくなるものが多い。ガラスに比べてプラスチックの温度変化に対する屈折率変化量はかなり大きい。また、ガラスよりもプラスチックの線膨張係数の方が大きい。そのため、温度変化時におけるレンズの膨張又は収縮に起因するレンズ形状の変化は、ガラスよりもプラスチックの方が大きい。

【0039】

第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２がガラスレンズ、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、及び第５レンズＬ５がプラスチックレンズの場合、０．３６≦ρ３４５／ρ１２≦０．５２を満足することにより、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２の焦点位置変化を、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、及び第５レンズＬ５の焦点位置変化で打ち消して、撮像レンズ系１のレンズ系全体の焦点位置変化を小さくすることが出来る。

【0040】

本実施形態の撮像レンズ系１によれば、各レンズの材質、各面の形状、各レンズのパワーを好適に設定することにより、Ｆ値が小さく、結像性能が高く、温度変化に対する焦点位置変化の小さい撮像レンズ系を安価に提供することが出来る。

【実施例】

【0041】

以下、具体的な実施例を用いて、本実施形態の撮像レンズ系１をより詳細に説明する。
〈実施例１〉
実施例１に係る撮像レンズ系１の構成は図３に示す通りであり、対応する基本レンズデータ及び非球面データの表を図１２に示す。また、本実施例の横収差図を図２３、像面湾曲図を図３３、軸上色収差図を図４３に示す。

【0042】

図２３の横収差図は、最大画角を１０分割して各画角におけるＹ方向（タンジェンシャル方向）とＸ方向（サジタル方向）の横収差を示している。横収差図には、画角０を含む１１組（像面における像高が、０．０、０．３、０．６、０．９、１．２、１．５、１．８、２．１、２．４、３．０４４、３．２７８）、合計２２のグラフが示されている。グラフの横軸は各画角でのＹ方向又はＸ方向の相対瞳座標を示しており、縦軸は像面における光軸に直角な方向の横収差値を示している。また各グラフには５つの波長における横収差値が示されている。主波長である０．５４６μｍは実線で示されている。他の４つの波長は４種類の破線で示されており、破線の長さが短い方からそれぞれ、０．４８６μｍ、０．４３６μｍ、０．６５６μｍ、０．５８８μｍの波長を示している。

【0043】

図３３の像面湾曲図では、Ｔはタンジェンシャル方向、Ｓはサジタル方向を表している。横軸は像面湾曲値でプラス側がファー方向、マイナス側がニア方向を表している。縦軸は最大画角で正規化された相対画角となっている。

【0044】

図４３の軸上色収差図では、横軸は焦点位置でプラス側がファー方向、マイナス側がニア方向を表しており、縦軸は波長を表している。

【0045】

図３において、図の左側を物体側、右側を像側としており、像面をＩＭとして図示している。また、開口絞りＳｔは形状や大きさを表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。

【0046】

図１２の基本レンズデータ及び非球面データにおいて、Ｓｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従って順次増加するｉ番目の面を示す。Ｒｉは、ｉ番目の面の曲率半径を示す。Ｄｉは、ｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との間の光軸Ｚ上の距離（面間隔）を示す。Ｎｄｉは、面間隔Ｄｉの媒質のｄ線（波長０．５８７６μｍ）に対する屈折率を示す。νｄｊ（ｊ＝１〜５の整数）は、レンズ番号Ｌ１〜Ｌ５に対応するレンズの材料のｄ線に対するアッベ数を示す。基本レンズデータには、無限遠に位置する物体面と、開口絞りＳｔ（レンズＮｏ．欄）と、も含めて記載されている。曲率半径は物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負として記載されている。図１２において、曲率半径及び面間隔の単位はｍｍである。また、図１２には、非球面データとして各レンズ面の非球面係数が記載されており、非球面データのない面は球面である。

【0047】

非球面の形状については次式で表される。
Ｓａｇ（ｈ）＝（ｈ^２／Ｒ）／｛１＋√（１−（１＋Ｋ）×ｈ^２／Ｒ^２）｝
＋Ａ４×ｈ^４＋Ａ６×ｈ^６＋Ａ８×ｈ^８＋Ａ１０×ｈ^１０＋Ａ１２×ｈ^１２
但し
ｈ：光軸に垂直な方向のレンズ面の高さ
Ｓａｇ（ｈ）：光軸Ｚ上の非球面の頂点における接平面から、高さｈにおける非球面上の位置までの光軸Ｚ方向の距離（サグ量）
Ｒ：曲率半径
Ｋ：コーニック係数（円錐係数）
Ａｎ：ｎ次の非球面係数
とする。

【0048】

〈実施例２〉
実施例２に係る撮像レンズ系１の構成は、図４に示す通りであり、対応する基本レンズデータ及び非球面データを図１３に示す。また、本実施例の横収差図を図２４、像面湾曲図を図３４、軸上色収差図を図４４に示す。

【0049】

〈実施例３〉
実施例３に係る撮像レンズ系１の構成は、図５に示す通りであり、対応する基本レンズデータ及び非球面データを図１４に示す。また、本実施例の横収差図を図２５、像面湾曲図を図３５、軸上色収差図を図４５に示す。

【0050】

〈実施例４〉
実施例４に係る撮像レンズ系１の構成は、図６に示す通りであり、対応する基本レンズデータ及び非球面データを図１５に示す。また、本実施例の横収差図を図２６、像面湾曲図を図３６、軸上色収差図を図４６に示す。

【0051】

〈実施例５〉
実施例５に係る撮像レンズ系１の構成は、図７に示す通りであり、対応する基本レンズデータ及び非球面データを図１６に示す。また、本実施例の横収差図を図２７、像面湾曲図を図３７、軸上色収差図を図４７に示す。

【0052】

〈実施例６〉
実施例６に係る撮像レンズ系１の構成は、図８に示す通りであり、対応する基本レンズデータ及び非球面データを図１７に示す。また、本実施例の横収差図を図２８、像面湾曲図を図３８、軸上色収差図を図４８に示す。

【0053】

〈実施例７〉
実施例７に係る撮像レンズ系１の構成は、図９に示す通りであり、対応する基本レンズデータ及び非球面データを図１８に示す。また、本実施例の横収差図を図２９、像面湾曲図を図３９、軸上色収差図を図４９に示す。

【0054】

〈実施例８〉
実施例８に係る撮像レンズ系１の構成は、図１０に示す通りであり、対応する基本レンズデータ及び非球面データを図１９に示す。また、本実施例の横収差図を図３０、像面湾曲図を図４０、軸上色収差図を図５０に示す。

【0055】

〈実施例９〉
実施例９に係る撮像レンズ系１の構成は、図１１に示す通りであり、対応する基本レンズデータ及び非球面データを図２０に示す。また、本実施例の横収差図を図３１、像面湾曲図を図４１、軸上色収差図を図５１に示す。

【0056】

〈比較例〉
比較例に係る撮像レンズ系の構成は、図２に示す通りであり、対応する基本レンズデータ及び非球面データを図２１に示す。また、本実施例の横収差図を図３２、像面湾曲図を図４２、軸上色収差図を図５２に示す。

【0057】

図２は本発明の比較例の断面図を示しており、図１と同じように最大画角における主光線Ｋ０と、開口絞りＳｔ以降のレンズの有効径の端を通る最大画角における上光線Ｋ１と、を記載している。第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４までは撮像レンズ系１と同じ構成であるが、第５レンズＬ５が両凸形状の正レンズである点が本実施形態に係る撮像レンズ系１と異なっている。

【0058】

[各実施例及び比較例の特性値]
図２２に実施例１〜９及び比較例の撮像レンズ系１のＦ値、焦点距離ｆ、及び前述の条件式（１）〜（１０）の特性値（ｆ１／ｆ〜ｆ５／ｆ、ＦＢ／ｆ、Ｌ４Ｒ２Ｄ、Ｌ５Ｒ１Ｄ、Ｌ５Ｒ２Ｒ／ｆ、ρ３４５／ρ１２）を示す。また、図２２に、実施例１〜９において、常温（２５℃）から８５℃又は−４０℃に変化させたときの撮像レンズ系１の焦点位置の変化量（近軸ピント変動量）を示す。

【0059】

図２２に示すように、実施例１〜９のうち、条件式（１）〜（１０）のいずれかを満たしていないものもある。例えば、条件式（１）に関して、実施例１〜７は満足しており、実施例８及び９は満足していない。条件式（２）に関して、実施例１〜８は満足しており、実施例９は満足していない。条件式（３）に関して、実施例１〜３及び５は満足しており、実施例４及び６〜９は満足していない。なお、比較例は、条件式（１）、（３）、（４）及び（１０）を満足していない。

【0060】

実施例１〜９は、比較例に比べて横収差及び像面湾曲が小さくなっている。また、条件式（３）を満足していない実施例４、６、及び７に比べて、条件式（３）を満足している実施例１〜３及び５は軸上色収差が小さくなっている。実施例８及び９は、実施例１〜３に比べて、軸上色収差は同等だが、横収差が若干大きくなっている。

【0061】

また、図２２に示すように、実施例１〜９において、常温（２５℃）から８５℃又は−４０℃に変化させたときの撮像レンズ系１の焦点位置の変化量（近軸ピント変動量）を、０．０２４ｍｍ以下に抑えている。

【0062】

なお、本発明の撮像レンズ系１としては、上記実施例のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。

【0063】

この出願は、２０１３年１０月３日に出願された日本出願特願２０１３−２０８４５０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

【符号の説明】

【0064】

１ 撮像レンズ
２ 撮像素子
Ｚ 光軸
Ｋ０ 最大画角における主光線
Ｋ１ 最大画角における上光線
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
ＣＧ１ 第１カバーガラス
ＣＧ２ 第２カバーガラス
Ｓｔ 開口絞り
ＩＭ 像面
Ｓｉ 面番号（ｉ＝０、１、２、３、・・・）
Ｒｉ ｉ番目の面の曲率半径（ｉ＝１、２、３、・・・）
Ｄｉ ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔（ｉ＝１、２、３、・・・）
Ｎｄｉ ｉ番目の面からｉ＋１番目の面までの媒質のｄ線に対する屈折率（ｉ＝１、２、３、・・・）
νｄｊ ｊ番目のレンズの媒質のアッベ数（ｊ＝１、２、３、４、５）

【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25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】

【図51】

【図52】