(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022040489
(43)【公開日】2022-03-11
(54)【発明の名称】撮像レンズ及び撮像装置
(51)【国際特許分類】
G02B 13/04 20060101AFI20220304BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20220304BHJP
【FI】
G02B13/04 D
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020145233
(22)【出願日】2020-08-31
(71)【出願人】
【識別番号】000133227
【氏名又は名称】株式会社タムロン
(74)【代理人】
【識別番号】100156867
【弁理士】
【氏名又は名称】上村 欣浩
(74)【代理人】
【識別番号】100143786
【弁理士】
【氏名又は名称】根岸 宏子
(72)【発明者】
【氏名】野田 隆行
(72)【発明者】
【氏名】中井 正剛
(72)【発明者】
【氏名】布施 慎吾
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA01
2H087LA03
2H087NA08
2H087PA05
2H087PA06
2H087PA07
2H087PA08
2H087PA09
2H087PA10
2H087PA17
2H087PB05
2H087PB06
2H087PB07
2H087PB08
2H087PB09
2H087PB10
2H087QA02
2H087QA06
2H087QA07
2H087QA17
2H087QA21
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA34
2H087QA37
2H087QA39
2H087QA41
2H087QA42
2H087QA45
2H087QA46
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA32
2H087RA42
2H087RA43
2H087UA01
2H087UA06
(57)【要約】
【課題】樹脂製レンズを含むことで軽量化及び低コスト化を図りつつ、雰囲気温度の変化に伴う画角変動を抑制する。
【解決手段】物体側から順に配置される、像側が凹面の第1レンズL1及び物体側が凹面の第2レンズL2と、最も像側に配置される第nレンズとを含むn枚のレンズから構成され(但し、5≦n≦10)、絞りSよりも物体側を第1群とし、その像側を第2群としたとき、第2群は、d線に対する屈折率NがN<1.68であり、且つ、d線に対するアッベ数Vが16<V<31であるレンズGpを含み、当該レンズGpに隣接配置されるレンズは樹脂製のレンズLpであり、所定の条件を満足する撮像レンズとする。また、当該撮像レンズを備えた撮像装置とする。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から順に配置される、像側が凹面の第1レンズ及び物体側が凹面の第2レンズと、最も像側に配置される正の屈折力を有する第nレンズとを含むn枚のレンズから構成され、6≦n≦10であり、
前記第1レンズと前記第nレンズとの間に絞りが配置され、当該絞りよりも物体側を第1群とし、その像側を第2群としたとき、
前記第2群は、d線に対する屈折率NがN<1.68であり、且つ、d線に対するアッベ数Vが16<V<31であるレンズGpを含み、
当該レンズGpに隣接配置されるレンズは樹脂製のレンズLpであり、
以下の条件を満足することを特徴とする撮像レンズ。
-0.59<f/fp<-0.01 ・・・・・(1)
但し、
f :当該撮像レンズの焦点距離
fp:前記レンズGp及び前記レンズLpの合成焦点距離
【請求項2】
物体側から順に配置される、像側が凹面の第1レンズ及び物体側が凹面の第2レンズと、最も像側に配置される第nレンズとを含むn枚のレンズから構成され、n=5であり、
前記第1レンズと前記第nレンズとの間に絞りが配置され、当該絞りよりも物体側を第1群とし、その像側を第2群としたとき、
前記第2群は、d線に対する屈折率NがN<1.68であり、且つ、d線に対するアッベ数Vが16<V<31であるレンズGpを含み、
当該レンズGpに隣接配置されるレンズは樹脂製のレンズLpであり、
以下の条件を満足することを特徴とする撮像レンズ。
-0.59<f/fp<-0.01 ・・・・・(1)
但し、
f :当該撮像レンズの焦点距離
fp:前記レンズGp及び前記レンズLpの合成焦点距離
【請求項3】
前記第1群は、前記第1レンズ及び前記第2レンズを含む3枚以下のレンズから構成され、
当該第1群の最も像側に配置されるレンズは正の屈折力を有する、請求項1又は請求項2に記載の撮像レンズ。
【請求項4】
以下の条件式を満足する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
0.1<ctGA/f<1.2 ・・・・・(2)
但し、
ctGA:前記レンズGpの中心厚と前記レンズLpの中心厚との和
【請求項5】
前記絞りの物体側には像側が凸面のレンズが隣接配置され、当該絞りの像側には、正の屈折力を有するレンズが隣接配置される請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項6】
以下の条件式を満足する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
0.9< fs/f <4.5 ・・・・・(3)
但し、
fs:前記絞りの像側に隣接配置されるレンズの焦点距離
【請求項7】
以下の条件式を満足する請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
1.8<f×tan(θ)/Yh<3.2 ・・・・・(4)
但し、
Yh:当該撮像レンズの最大像高
θ :当該撮像レンズの半画角
【請求項8】
以下の条件式を満足する請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
1.8<Ng1<2.0 ・・・・・(5)
但し、
Ng1:前記第1レンズのd線に対する屈折率
【請求項9】
以下の条件式を満足する請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
1.55<Ng2<1.89 ・・・・・(6)
但し、
Ng2:前記第2レンズのd線に対する屈折率
【請求項10】
以下の条件式を満足する請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
0.01< Dpp/f <0.40 ・・・・・(7)
但し、
Dpp:前記レンズGpと前記レンズLpとの光軸上の間隔
【請求項11】
以下の条件式を満足する請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
-0.3< Pair×f <0.3 ・・・・・(8)
但し、
Pair:前記レンズGpと前記レンズLpとの間に形成される空気レンズの物体側面の屈折力と像側面の屈折力との和であり、(1-n1)/r1-(1-n2)/r2で表される値
ここで、
n1:前記レンズGp及び前記レンズLpのうち物体側に配置されるレンズのd線に対する屈折率
n2:前記レンズGp及び前記レンズLpのうち像側に配置されるレンズのd線に対する屈折率
r1:前記空気レンズの物体側面の曲率半径
r2:前記空気レンズの像側面の曲率半径
【請求項12】
互いに隣接する前記レンズGp及び前記レンズLpに対して、これらの物体側及び像側にそれぞれ少なくとも一枚の実質的な屈折力を有する硝子製のレンズが配置される請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項13】
前記レンズGpは両凹レンズであり、前記レンズLpは両凸レンズである請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項14】
以下の条件式を満足する請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
-9.0 < f1G/f < 0.0 ・・・・・(9)
但し、
f1G:前記第1群の焦点距離
【請求項15】
以下の条件式を満足する請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
0.40 < DD/LL < 0.95 ・・・・・(10)
DD:前記第1レンズから前記第nレンズの各レンズの中心厚の和
LL:前記第1レンズの物体側面から前記第nレンズの像側面までの光軸上の距離
【請求項16】
請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の撮像レンズと、当該撮像レンズの像側に当該撮像レンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えた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】
本件発明は、撮像レンズ及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、デジタルスチルカメラ等の固体撮像素子を用いた種々の小型の撮像装置が普及している。小型の撮像装置の撮像光学系についても一層の小型化及び軽量化が求められると共に、低コスト化が求められている。車載レンズ、ドローン(小型無人機、無人航空機)用レンズ等では、軽量化及び低コスト化を図るためその一部を樹脂製レンズにより構成することが行われている。
【0003】
例えば、特許文献1の実施例3には、物体側から順に負・正・正・負・正・正の樹脂製レンズを含む6枚のレンズからなり、画角が100°の撮像レンズが提案されている。
【0004】
また、特許文献2の実施例22には、物体側から順に負・正・正・負・正・正の樹脂製レンズを含む6枚のレンズからなり、画角が98°の撮像レンズが提案されている。これらの撮像レンズでは、広画角を達成しており、常温環境下では高い光学性能を維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2018-136583号公報
【特許文献2】特開2016-65954号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、常温環境下(20℃)と比較して特許文献1に開示の撮像レンズでは、入射角が80°であるとき125℃では-0.383°、-20°では0.158°の画角変動がある。また、特許文献2に開示の撮像レンズでは、125℃では-0.390°、-20°では0.157°の画角変動がある。このように、これらの撮像レンズでは温度変化に伴う画角変動が十分に抑制されていない。
【0007】
そこで、本件発明の課題は、樹脂製レンズを含むことで軽量化及び低コスト化を図りつつ、雰囲気温度の変化に伴う画角変動を抑制することのできる撮像レンズ及び撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために本件発明に係る撮像レンズは、物体側から順に配置される、像側が凹面の第1レンズ及び物体側が凹面の第2レンズと、最も像側に配置される正の屈折力を有する第nレンズとを含むn枚のレンズから構成され、6≦n≦10であり、前記第1レンズと前記第nレンズとの間に絞りが配置され、当該絞りよりも物体側を第1群とし、その像側を第2群としたとき、前記第2群は、d線に対する屈折率NがN<1.68であり、且つ、d線に対するアッベ数Vが16<V<31であるレンズGpを含み、当該レンズGpに隣接配置されるレンズは樹脂製のレンズLpであり、以下の条件を満足することを特徴とする。
-0.59<f/fp<-0.01 ・・・・・(1)
但し、
f :当該撮像レンズの焦点距離
fp:前記レンズGp及び前記レンズLpの合成焦点距離
【0009】
上記課題を解決するために本件発明に係る撮像レンズは、物体側から順に配置される、像側が凹面の第1レンズ及び物体側が凹面の第2レンズと、最も像側に配置される第nレンズとを含むn枚のレンズから構成され、n=5であり、前記第1レンズと前記第nレンズとの間に絞りが配置され、当該絞りよりも物体側を第1群とし、その像側を第2群としたとき、前記第2群は、d線に対する屈折率NがN<1.68であり、且つ、d線に対するアッベ数Vが16<V<31であるレンズGpを含み、当該レンズGpに隣接配置されるレンズは樹脂製のレンズLpであり、以下の条件を満足することを特徴とする。
-0.59<f/fp<-0.01 ・・・・・(1)
但し、
f :当該撮像レンズの焦点距離
fp:前記レンズGp及び前記レンズLpの合成焦点距離
【0010】
また、上記課題を解決するために本件発明に係る撮像装置は、上記撮像レンズと、当該撮像レンズによって形成された光学像を電気的信号に変換にする撮像素子とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本件発明によれば、樹脂製レンズを含むことで軽量化及び低コスト化を図りつつ、雰囲気温度の変化に伴う画角変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図2】実施例1の撮像レンズの無限遠合焦状態における収差図である。
【
図4】実施例2の撮像レンズの無限遠合焦状態における収差図である。
【
図6】実施例3の撮像レンズの無限遠合焦状態における収差図である。
【
図8】実施例4の撮像レンズの無限遠合焦状態における収差図である。
【
図10】実施例5の撮像レンズの無限遠合焦状態における収差図である。
【
図12】実施例6の撮像レンズの無限遠合焦状態における収差図である。
【
図14】実施例7の撮像レンズの無限遠合焦状態における収差図である。
【
図16】実施例8の撮像レンズの無限遠合焦状態における収差図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本件発明に係る撮像レンズ及び撮像装置の実施の形態を説明する。但し、以下に説明する撮像レンズ及び撮像装置は本件発明に係る撮像レンズ及び撮像装置の一態様であって、本件発明に係る撮像レンズ及び撮像装置は以下の態様に限定されるものではない。
【0014】
1.撮像レンズ
1-1.光学構成
当該撮像レンズの光学構成について説明する。当該撮像レンズは物体側から順に配置される、像側が凹面の第1レンズ及び物体側が凹面の第2レンズと、最も像側に配置される第nレンズとを含むn枚のレンズから実質的に構成され、5≦n≦10である。ここで、「実質的に構成される」とは、当該撮像レンズを実質的に構成する光学要素は上記第1レンズから第nレンズのn枚のレンズであるが、それ以外に実質的な屈折力を持たないレンズや、絞りやカバーガラス等のレンズ以外の光学要素等を備えることは許容されることを意味する。また、当該撮像レンズは、第1レンズと第nレンズとの間に絞りを備え、絞りよりも物体側を第1群、絞りよりも像側を第2群としたとき、第1群は上記第1レンズ及び第2レンズを含み、第2群は後述するレンズGp及びレンズLpと、上記第nレンズとを含む。
【0015】
1-1-1.レンズ構成
(1)第1レンズ及び第2レンズ
当該撮像レンズの物体側に、像側が凹面の第1レンズと物体側が凹面の第2レンズとを当該順序で配置することで、広い画角を実現しつつ、画角に比して前玉径を小さくすることができる。ここで、「撮像画角1度当たりの撮像素子上の画素数」を「角度分解能」と定義する。上記のような面形状を有する第1レンズ及び第2レンズを当該撮像レンズの物体側に配置することで、周辺よりも光軸付近の角度分解能の高い撮像レンズを得ることが容易になる。光軸付近の角度分解能を周辺よりも高くすることにより、光軸付近の物体については高解像度で結像することができ、周辺についてはより広い範囲で撮像することができる。そのため、当該撮像レンズを例えば車載用カメラやドローン用カメラ等に適用し、主としてセンシングカメラとして使用すれば、車両やドローン等の移動体の進行方向前方については遠方の物体を精度良く検出することができ、移動体の周囲の物体(障害物、信号機、道路交通標識等)については広い範囲で認識することが可能になる。なお、光軸付近とは、光軸中心を含む像高の2割程度の範囲内をいうものとし、周辺とは光軸中心を含む像高の7割程度の範囲よりも外側の範囲を称するものとする。
【0016】
また、画角の広いレンズでは周辺像高(例えば、10割像高、7割像高等)への主光線の入射高さ(入射位置の光軸からの距離)が第1レンズでは最も大きくなる。そこで、上記のように第1レンズの像側を凹面とし、その曲率を大きくすることで、光軸の中心付近から周辺までコマ収差を良好に補正しつつ、周辺の歪曲収差も適切な範囲内にすることができる。
【0017】
これらの作用及び効果を得る上で、第1レンズは像側に凹面を向けたメニスカス形状であることが好ましい。さらに、第2レンズは物体側に凹面を向けたメニスカス形状であることが好ましい。また、第1レンズは負の屈折力を有することが負先行型の光学構成を得る上で好ましい。また、第1群が第1レンズ及び第2レンズの2枚のレンズから構成される場合、第2レンズは正の屈折力を有することが好ましい。
【0018】
(2)レンズGp及びレンズLp
当該撮像レンズにおいて、レンズGpは第2群を構成するレンズのうち、d線に対する屈折率NがN<1.68であり、且つ、d線に対するアッベ数Vが16<V<31であるレンズをいう。
【0019】
上記条件を満足するレンズ材料は、現時点では樹脂材料となる。つまり、レンズGpは基本的には樹脂製のレンズである。樹脂材料は硝子材料と比較すると熱膨張率が大きい。そのため、樹脂製のレンズを用いて撮像レンズを構成すると雰囲気温度の変化に伴い屈折率が変化し、また、面形状やレンズの厚みも変化するため、画角変動が生じ、焦点位置も変動しやすくなる。しかしながら、当該撮像レンズでは、第1レンズ及び第2レンズの面形状を上記のようにしつつ、絞りよりも像側の第2群にレンズGpを配置することで、レンズGpにおける周辺像高への主光線の入射高さが雰囲気温度の変化に伴う変動を抑制することができる。そのため、レンズGpにおける周辺像高への主光線の入射高さの変動が小さいため、レンズGpの屈折率や面形状等が雰囲気温度により変化しても画角変動の影響を小さくすることができ、焦点位置の変動も抑制することが可能になる。
【0020】
当該撮像レンズにおいて上記レンズGpに隣接配置されるレンズは樹脂製のレンズLpであるものとする。レンズLpは樹脂製のレンズである限り、レンズGpの物体側に配置されてもよいし、レンズGpの像側に配置されてもよく、その両側に配置されてもよい。レンズGpにレンズLpを隣接配置し、後述する条件式(1)を満足させることにより、広い温度範囲における画角変動を抑制することができる。例えば、車載用レンズ或いはドローン用レンズ等は屋外で使用されることが多く、氷点下から高温で用いられることが多い。レンズLpをレンズGpに隣接配置し、例えば、両レンズの屈折力の符号や面形状等を適宜調整することにより、雰囲気温度の変化により生じる画角変動や焦点位置の変動を線形的に打ち消すことが容易になる。そのため、当該撮像レンズを構成するレンズのうち少なくとも2枚を樹脂製のレンズ(レンズGp、レンズLp)としつつ、雰囲気温度が変化しても画角変動の小さい撮像レンズを実現することができる。これらの効果を得る上で、レンズLpはレンズGpの物体側に配置されることがより好ましい。
【0021】
レンズGpとレンズLpをそれぞれ異なる符号の屈折力を有するレンズとすることにより、雰囲気温度の変化により生じる画角変動や焦点位置の変動を線形的に打ち消すことが容易になり、色収差を補正する上でも好ましい。このとき、レンズGpは負の屈折力を有し、レンズLpは正の屈折力を有することが色収差を良好に行う上で好ましい。また、レンズGpは両凹レンズであり、レンズLpは両凸レンズであることがさらに好ましい。レンズGp及びレンズLpをそれぞれ両凹レンズ及び両凸レンズとすることにより、それぞれに強い屈折力を配置しつつ、レンズ面の曲率が大きくなり過ぎるのを防止し、色収差の良好な補正が可能になると共に、その他の収差が発生するのを抑制することができる。
【0022】
また、レンズGpとレンズLpとの空気間隔は、レンズGp又はレンズLpの中心厚より小さいことが好ましい。レンズGpとレンズLpとの空気間隔を小さくすると、当該撮像レンズの光学全長を短縮する効果が得られる。また、レンズGpとレンズLpとの空気間隔が小さい方が画角変動他、諸収差を効率良く打ち消し合うことができる。そのため、当該空気間隔を小さくすることにより、雰囲気温度の変化に伴う画角変動についても、レンズGpとレンズLpに配置する屈折力や面形状等を適宜適切なものとすることにより、これらをより効率良く打ち消し合うことができる。
【0023】
さらに、レンズGpとレンズLpとは周辺部(コバ部)において互いに当接していることが好ましい。レンズGpとレンズLpとを周辺部で当接させることにより、上記空気間隔が小さくなる他、両レンズを互いに離間して配置する場合と比較して、光学全長の短縮化を図った場合に生じやすい偏芯誤差を低減することができる。また、両レンズを離間して配置する場合に、両レンズ間の空気間隔をより小さくすると、レンズを組み付ける際に精度良くその空気間隔を設けることが困難になる。一方、両レンズを周辺部で当接させれば、偏芯誤差や空気間隔に誤差が生じるのを抑制し、種々の製造誤差を小さくすることができる。従って、光学性能の良いレンズを歩留まりよく製造することができる。
【0024】
(3)第nレンズ
第nレンズは、当該撮像レンズにおいて最も像側に配置されるレンズである。n=5のとき第nレンズに配置する屈折力の正負の別は特に限定されるものではないが、例えば、負とすることが好ましい。一方、6≦nのとき第nレンズは正の屈折力を有するものとする。6≦nのとき、第nレンズに正の屈折力を配置することで、広画角化を図ったときに生じやすいケラレを抑制し、周辺光量の低下を抑制することができる。
【0025】
また、第nレンズのレンズ面形状は特に限定されるものではないが、例えば、第nレンズの像側を曲率を有する面とすることで、当該撮像レンズに入射した光が像面において反射し、それが第nレンズの像側面に入射したときに、その再反射光が像面に入射するのを防ぐことができる。すなわち、再反射光を像面の外側に入射させるようにすることで、ゴーストの発生を抑制することができる。
【0026】
(4)その他のレンズ
当該撮像レンズが5枚のレンズ(n=5)であるとき、当該撮像レンズは、物体側から順に、第1レンズ、第2レンズ、絞り、レンズLp、レンズGp、第nレンズとから構成されることが好ましい。但し、レンズGpとレンズLpの配列順序は逆であってもよい。
【0027】
物体側6≦n≦10である場合、これらの5枚のレンズ以外のレンズは特に限定されるものではないが、互いに隣接配置されるレンズLp及びレンズGp(又はレンズGp及びレンズLp)に対して、これらの物体側及び像側にはそれぞれ少なくとも一枚の実質的な屈折力を有する硝子製のレンズが配置されることが好ましい。樹脂製のレンズLp(又は樹脂製となるレンズGp)の物体側に少なくとも1枚の硝子製のレンズを配置することにより、樹脂製のレンズに対する物体側から受ける熱や紫外線の影響を抑制することができる。また、樹脂製となるレンズGp(又は樹脂製のレンズLp)の像側に少なくとも1枚の硝子製のレンズを配置することにより、像側から受ける熱(例えば、イメージセンサ等から受ける熱)や紫外線(例えば、像面において反射した光)の影響を抑制することができる。
【0028】
(5)絞りの前後のレンズ
ここでいう絞りは、当該レンズの光束径を規定する開口絞り、すなわち当該レンズのFnoを規定する開口絞りをいう。当該撮像レンズでは、絞りの物体側を第1群とし、絞りの像側を第2群とする。第1群の最も像側に配置されるレンズ及び第2群の最も物体側に配置されるレンズは正の屈折力を有することが好ましい。正レンズの間に絞りを配置することで、絞前後のレンズ間隔を最小まで小さくすることができ、光学全長の短縮化を図ることができる。さらに、正レンズの間に絞りを配置することで、絞りの前後のレンズの有効径を比較的小さくすることが可能になり、第1群及び第2群相互において発生する収差を良好に補正することができる。
【0029】
1-1-2.群構成
当該撮像レンズのレンズ構成は上記のとおりであるが、以下、第1群、第2群及び絞りについてより詳細に説明する。
【0030】
(1)第1群
a)構成レンズ
第1群は上記第1レンズ及び第2レンズを含み、3枚以下のレンズから実質的に構成されることが好ましい。第1群を3枚以下のレンズにより構成することで、当該撮像レンズの小型化及び軽量化を図ることが容易になる。
【0031】
b)屈折力
第1群は全体で負の屈折力を有することが好ましい。第1群に負の屈折力を配置することで負先行型の光学構成とすることができ、広い画角を実現しつつ、画角に比して前玉径を小さくすることがより容易になる。
【0032】
c)正レンズ
第1群が負の屈折力を有する場合、第1群は少なくとも1枚の正の屈折力を有するレンズを含むことが好ましい。全体で負の屈折力を有する第1群を正の屈折力を含む構成とすることにより、像面湾曲や色収差を良好に補正することができ、光学性能の高い撮像レンズを実現することが容易になる。
【0033】
第1群において最も像側に配置されるレンズは正の屈折力を有していることが好ましい。例えば、第1群が2枚のレンズから構成される場合、第2レンズが正の屈折力を有していることが好ましい。また、第1群が3枚のレンズから構成される場合、物体側から3番目に配置される第3レンズが正の屈折力を有することが好ましい。第1群の最も像側、すなわち絞りの物体側に正の屈折力を有するレンズを隣接配置することにより、第1レンズにおいて発生した歪曲収差、非点収差を良好に補正することが可能になり、周辺像高における高解像度化及び広角化に有利である。
【0034】
第1群において最も像側に配置されるレンズが正の屈折力を有する場合、当該レンズのd線におけるアッベ数は65より小さいことが好ましい。また、当該レンズのd線におけるアッベ数は23より大きいことが好ましく、44より大きいことがより好ましい。このような分散特性を有するレンズを第1群の最も像側、すなわち絞りの物体側に配置することにより倍率色収差を良好に補正することができる。
【0035】
さらに、第1群において最も像側に配置されるレンズの像側は凸面であることが好ましい。当該レンズは絞りの直前に配置されるため、当該レンズの像側を凸面とすることで、軸上光線と光軸との光線角度と、周辺光線と光軸との光線角度を共にコントロールして、絞直後のレンズを通過した後のこれらの光線角度を小さくすることができる。そのため、第2群に配置された樹脂製のレンズに入射するこれらの光線角度も小さくなり、温度変化による画角変動を抑制することができる。このとき、第2群において最も物体側に正の屈折力を有するレンズを配置し、当該正の屈折力を有するレンズよりも像側にレンズGpを配置することで、レンズGp及びレンズLpに対するこれらの光線角度をより小さくすることができ、温度変化による画角変動を抑制することができる。
【0036】
d)負レンズ
第1群が負の屈折力を有する場合、第1群は少なくとも1枚、負の屈折力を有するレンズを含む。従って、第1レンズ又は第2レンズは負の屈折力を有することが好ましい。特に、当該撮像レンズにおいて最も物体側に配置される第1レンズに負の屈折力を配置することにより、上述のとおり、広画角化を図りつつ、前玉径を画角に比して小さくすることが容易になる。このとき、第1群に負の屈折力を有するレンズを2枚含むことにより、第1群に配置する負の屈折力を2枚のレンズに分散することができ、第1群において発生する球面収差や色収差を抑制して、光学性能の高い撮像レンズを実現することがより容易になる。
【0037】
第1群に含まれる少なくとも1枚の負の屈折力を有するレンズのd線におけるアッベ数は38より大きいことが色収差補正の点で好ましい。第1群が負の屈折力を有するレンズを2枚含む場合、これら2枚のレンズのd線におけるアッベ数は38より大きいことが好ましく、44より大きいことが好ましい。また、第1群が負の屈折力を有するレンズを2枚含む場合、いずれか1枚のレンズのd線におけるアッベ数は50より大きいことがより好ましい。
【0038】
e)非球面レンズ
第1群を構成するレンズの径は、第2群を構成するレンズと比較すると大きい。広角レンズでは像面湾曲の補正が不足しがちになる。そこで、第1群の中でも物体側に配置されるレンズを非球面レンズとすれば、第1群において像側に配置されるレンズを非球面レンズとするより、像面湾曲をより効果的に補正することができる。
【0039】
(2)第2群
a)構成レンズ
第2群は上記レンズGpと第nレンズとを含む。レンズGpに隣接配置されるレンズLpは第1群に配置されてもよいが、レンズGpと共に第2群に配置されることが好ましい。その他、互いに隣接配置されるレンズGp及びレンズLpに対して、これらの物体側及び像側にそれぞれ少なくとも1枚の硝子製のレンズを備えることが好ましい点については上述したとおりであるが、当該硝子製のレンズについても第2群に配置されることが好ましい。
【0040】
第2群の最も物体側に配置されるレンズの物体側の面は凸面であってもよいし、凹面であってもよい。第2群において最も物体側の面が凸面の場合、低像高での歪曲収差を比較的大きくし、周辺との角度分解能の差を小さく保つことができる。一方、第2群において最も物体側の面が凹面の場合、低像高での歪曲収差を小さく保ち、画面中心の角度分解能を大きく保つことが可能になる。
【0041】
b)屈折力
第2群は全体で正の屈折力を有することが好ましい。第1群に負の屈折力を配置しつつ、第2群に正の屈折力を配置することで、第1群で発生した非点収差を第2群により良好に補正することができ、より広い画角を実現しつつ、光学性能の高い撮像レンズを得ることができる。
【0042】
c)正レンズ
第2群が正の屈折力を有する場合、第2群は正の屈折力を有するレンズを少なくとも2枚含むことが好ましい。それにより、第2群に強い正の屈折力を配置して、上記非点収差等を良好に補正しつつ、各レンズ面の曲率が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。また、正の屈折力を有するレンズを少なくとも2枚含む構成とすることにより、像面湾曲の補正も良好に行うことができる。
【0043】
第2群において最も物体側に配置されるレンズ、すなわち、絞りの直後に配置されるレンズは正の屈折力を有することが好ましい。第2群において最も物体側に強い正の屈折力を有するレンズを配置すれば、負の歪曲を得ることができ、光軸付近の角度分解能を高く維持しつつ、広画角化を図ることができる。このとき、第1群において最も像側に配置されるレンズを像側に凸面を有するレンズとすることにより、雰囲気温度が変化したときも上述のとおり画角変動を良好に抑制することができ、焦点位置の変動も良好に抑制することができる。
【0044】
さらに、第2群において最も物体側に配置されるレンズでは軸外光線の入射角と軸上光線の入射角の差が小さい。そのため、第2群において最も物体側に配置されるレンズでは、軸上色収差を軸外色収差と比較するとより効果的に補正することができる。そのため第2群に含まれる正の屈折力を有するレンズは低分散であることが好ましく、色収差を良好に行う上でd線におけるアッベ数は53より大きいことが好ましく、63より大きいことがより好ましい。
【0045】
なお、上述のとおり、第2群において最も像側に配置される第nレンズは6≦nのとき、第nレンズは正の屈折力を有する。また、レンズLpも正の屈折力を有することが好ましい。
【0046】
d)負レンズ
第2群が正の屈折力を有する場合、第2群は少なくとも1枚、負の屈折力を有するレンズを含むことが好ましい。正の屈折力を有する第2群に負の屈折力を有するレンズを少なくとも1枚配置することにより、色収差を良好に補正することができる。
【0047】
また、入射瞳位置をできる限り物体側に配置することが当該撮像レンズの径方向の小型化を図る上で好ましい。第2群において、正の屈折力を有するレンズの物体側に負の屈折力を有するレンズを少なくとも1枚配置することにより、入射瞳位置を物体側に配置することが容易になり、径方向の小型化を図ることができる。
【0048】
さらに、第2群において、正の屈折力を有するレンズの像側に負の屈折力を有するレンズを配置すると、軸上及び軸上近傍の色収差を良好に補正することができる。
【0049】
第2群において、負の屈折力を有するレンズはd線における屈折率が1.60より大きいことが好ましく、1.65より大きいことがより好ましい。負の屈折力を有するレンズの屈折率が大きい方が、当該撮像レンズの小型化を図る上で好ましい。
【0050】
e)樹脂製のレンズ
第2群はレンズGp及びレンズLpを含む。当該撮像レンズを構成するn枚のレンズのうち、樹脂製のレンズは全て第2群に配置されることが好ましい。絞りよりも像側に樹脂製のレンズを全て配置することにより、絞りよりも物体側に樹脂製のレンズを配置する場合と比較して、雰囲気温度の変化に伴う画角変動を良好に抑制することができ、焦点位置の変動もより良好に抑制することができる。
【0051】
当該撮像レンズはレンズGp及びレンズLpの他にも樹脂製のレンズを備えていてもよいが、当該撮像レンズを構成するn枚のレンズのうち、樹脂製のレンズはレンズGpとレンズLpの2枚であることがより好ましい。樹脂製のレンズをこの2枚のレンズのみとすると、雰囲気温度が変化したときの画角変動や焦点位置の変動に対する影響の大きな光学要素の数が増えすぎず、これらの変動を制御することが容易になる。また、例えば、125℃、或いは、-20℃等の常温との差の大きい温度下だけではなく、常温±20℃程度の中間の温度域においても画角変動や焦点位置の変動を抑制することがより容易になる。また、樹脂製のレンズをこの2枚のレンズとすることにより、各レンズに配置する屈折力や面形状等を適宜適切に調整することにより、両レンズにおいて生じる画角変動や焦点位置の変動、各種収差等を線形的に打ち消しやすくすることができる。さらに、樹脂製のレンズは紫外線や熱の影響によって黄変し、その補色である青色の波長の光線の透過率が低下する。なお、黄変は成形時に受ける熱の影響や紫外線の影響、経年変化等により生じる。このような経年劣化による影響も樹脂製レンズを2枚とすることで、樹脂製レンズを1枚とした場合よりも色収差の補正を良好に行うことができる。
【0052】
1-2. 条件式
当該撮像レンズは、上述した構成を採用すると共に、次に説明する条件式を少なくとも1つ以上満足することが望ましい。
【0053】
1-2-1.条件式(1)
-0.59<f/fp<-0.01 ・・・・・(1)
但し、
f :当該撮像レンズの焦点距離
fp:レンズGp及びレンズLpの合成焦点距離
【0054】
条件式(1)は当該撮像レンズの焦点距離と、レンズGp及びレンズLpの合成焦点距離との比を規定する式である。条件式(1)を満足させることにより、樹脂製のレンズによる合成屈折力が適正な範囲内となり、レンズGpに起因して生じる画角変動や焦点位置の変動をレンズLpに起因して生じる画角変動や焦点位置の変動により打ち消し合うことができ、雰囲気温度の変化に伴う当該撮像レンズの画角変動や焦点位置の変動を小さくすることができる。また、条件式(1)を満足する場合、レンズGp及びレンズLpの合成屈折力は負の値を示す。雰囲気温度が変化すると、樹脂製のレンズだけではなく、硝子製のレンズにも起因して、画角変動や焦点位置の変動が生じ得る。このとき、条件式(1)を満足させることにより、硝子製のレンズに起因する画角変動や焦点位置の変動と、樹脂製のレンズに起因する画角変動や焦点位置の変動が逆方向の符号を有するため、これらを互いに打ち消し合うことで、雰囲気温度の変化に伴う当該撮像レンズの画角変動や焦点位置の変動、バックフォーカスの変動を抑制することができる。なお、上述のとおり、レンズGpは両凹レンズであることが好ましく、レンズLpは両凸レンズであることが好ましい。この場合、レンズ面の曲率が大きくなり過ぎるのを防止しつつ、上記条件式(1)で規定される範囲の合成屈折力を得ることができるため、雰囲気温度の変化に伴う画角変動や焦点位置の変動、バックフォーカスの変動をより小さくすることができる。
【0055】
これに対して、条件式(1)の数値が上限値以上になると、雰囲気温度が変化したときに、硝子製のレンズに起因する画角変動や焦点位置の変動、バックフォーカスの変動を抑制することができる。一方、条件式(1)の数値が下限値以下になると、レンズGp及びレンズLpの合成屈折力が強くなり過ぎ、雰囲気温度が変化したときに、樹脂製のレンズに起因する画角変動や焦点位置の変動が大きくなり、雰囲気温度の変化に伴う当該撮像レンズの画角変動や焦点位置の変動を十分に抑制することが困難になるため好ましくない。
【0056】
上記効果を得る上で、条件式(1)の下限値は-0.55であることがより好ましく、-0.4であることが更に好ましく、-0.3であることが一層好ましく、-0.25であることがより一層好ましい。また条件式(1)の上限値は-0.03であることがより好ましく、-0.05であることが更に好ましく、-0.07であることが一層好ましい。なお、これらの好ましい下限値又は上限値を採用する場合、条件式(1)において等号付不等号(≦)を不等号(<)に置換してもよい。他の条件式についても原則として同様である。
【0057】
1-2-2.条件式(2)
0.1<ctGA/f<1.2 ・・・・・(2)
但し、
ctGA:レンズGpの中心厚とレンズLpの中心厚との和
【0058】
上記条件式(2)はレンズGpの中心厚とレンズLpの中心厚との和と当該撮像レンズの焦点距離との比を規定する式である。条件式(2)を満足させることにより、レンズGpとレンズLpの中心厚の和が大きくなり過ぎず、これらのレンズが紫外線や熱の影響等により黄変したときに、その補色である青色の光線の透過率が低下するのを抑制することができる。
【0059】
このとき、上記条件式(2)を満足すると共にレンズGpの中心厚はレンズLpの中心厚よりも薄いことが好ましい。レンズGpは上述のとおり屈折率N及びアッベ数Vが所定の条件を満足する樹脂材料である。レンズGpの材料は、より黄変の影響を受けやすく、黄変が生じた場合にも、レンズGpの中心厚が薄い方が透過率や分光特性への影響を小さくすることができ、長期間にわたって良好な解像性能を維持することができる。
【0060】
これに対して、条件式(2)の数値が上限値以上になると、レンズGpとレンズLpの中心厚の和が大きくなり過ぎ、これらのレンズが黄変したときに青色の光線透過率が低下するため、色収差の補正が困難になる。一方、条件式(2)の数値が下限値以下になると、レンズGp及びレンズLpの中心厚の和が小さくなり過ぎ、両レンズを精度良く成形することが困難になり、所望の面形状を得ることが困難になる。
【0061】
上記効果を得る上で、条件式(2)の下限値は0.30であることが好ましく、0.50であることがより好ましく、0.55であることがさらに好ましい。また、条件式(2)の上限値は1.00であることが好ましく、0.90であることがより好ましい。
【0062】
1-2-3.条件式(3)
0.9< fs/f <4.5 ・・・・・(3)
但し、
fs:絞りの像側に隣接配置されるレンズの焦点距離
【0063】
上記条件式(3)は絞りの像側に隣接配置されるレンズの焦点距離と当該撮像レンズの焦点距離との比を規定する式である。条件式(3)を満足する場合、絞りの像側に隣接配置されるレンズは適正な大きさの正の屈折力を有し、絞りよりも像側に隣接配置されるレンズGpに対する光線の入射角度を小さくすることができる。そのため、雰囲気温度が変化したときにレンズGpに対する光線の入射角度の変動が小さく、画角変動を抑制することができる。また、条件式(3)を満足させることにより、負の歪曲を大きくすることができるため、光軸付近の角度分解能を高く維持したまま、広画角化を図ることができる。
【0064】
これに対して、条件式(3)の数値が上限値以上になると、絞りの像側に隣接配置されるレンズの屈折力が強くなり過ぎ、適正な範囲を超えて負の歪曲が大きくなり、周辺における結像性能が低下する。一方、条件式(3)の数値が下限値以下になると、絞りの像側に隣接配置されるレンズの屈折力が小さくなり過ぎ、レンズGpに対しする光線の入射角度を小さくする効果が得られず、雰囲気温度の変化に伴う画角変動を抑制する効果が小さくなる。
【0065】
上記効果を得る上で、条件式(3)の下限値は1.50であることが好ましく、1.80であることがより好ましい。また、条件式(3)の上限値は4.20であることが好ましく、4.00であることがより好ましく、3.80であることがさらに好ましく、3.60であることが一層好ましい。
【0066】
1-2-4.条件式(4)
1.8<f×tan(θ)/Yh<3.2 ・・・・・(4)
但し、
Yh:当該撮像レンズの最大像高
θ :当該撮像レンズの半画角
【0067】
条件式(4)は当該撮像レンズの理想像高(f×tan(θ))と最大像高との比を規定する式である。条件式(4)を満足させることにより、負の歪曲を大きくして光軸付近の角度分解能を高く維持しつつ、広画角化を図ることができる。換言すると、最大像高に比して当該撮像レンズの焦点距離を長くすることができる。
【0068】
これに対して、条件式(4)の数値が上限値以上になる場合、負の歪曲が大きくなり過ぎて、周辺における結像性能を維持することが困難になる。一方、条件式(4)の数値が下限値以下になると、光学付近の角度分解能を高く維持することが困難になり、最大像高に比して長い焦点距離を得ることが困難になる。
【0069】
上記効果を得る上で、条件式(4)の下限値は2.00であることが好ましく、2.10であることがより好ましい。また、条件式(4)の上限値は3.00であることが好ましく、2.90であることがより好ましく、2.80であることがさらに好ましい。
【0070】
1-2-4.条件式(5)
1.8<Ng1<2.0 ・・・・・(5)
但し、
Ng1:第1レンズのd線に対する屈折率
【0071】
条件式(5)は第1レンズのd線に対する屈折率を規定する式である。条件式(5)を満足させることにより、当該撮像レンズの最も物体側に高屈折率硝材からなる第1レンズを配置することで、ペッツバール和の補正が容易になり広角化を図る上で有利である。
【0072】
上記効果を得る上で、条件式(5)の下限値は1.82であることが好ましく、1.84であることがより好ましい。また、条件式(5)の上限値は1.95であることが好ましく、1.90であることがより好ましく、1.88であることがさらに好ましい。
【0073】
1-2-6.条件式(6)
1.55<Ng2<1.89 ・・・・・(6)
但し、
Ng2:第2レンズのd線に対する屈折率
【0074】
条件式(6)は第2レンズのd線に対する屈折率を規定する式である。条件式(6)を満足させることにより、当該撮像レンズにおいて物体側から二番目に配置される第2レンズを低屈折率硝材製とし、ペッツバール和の補正が容易になる。
【0075】
上記効果を得る上で、条件式(6)の下限値は1.58であることが好ましく、1.60であることがより好ましい。また、条件式(6)の上限値は1.85であることが好ましく、1.80であることがより好ましく、1.79であることがさらに好ましい。
【0076】
さらに、Ng1>Ng2、つまり、第1レンズの方が第2レンズよりも屈折率の高い硝材製であることが好ましい。この場合、第1レンズに負の屈折力を配置することで、低屈折率硝材と比較すると高価な高屈折率硝材の使用量を少なくすることができ、当該撮像レンズの低コスト化を図りつつ、像面性を向上することができる。
【0077】
1-2-7. 条件式(7)
0.01< Dpp /f <0.40 ・・・・・(7)
但し、
Dpp:レンズGpとレンズLpとの光軸上の間隔
【0078】
上記条件式(7)はレンズGpとレンズLpとの光軸上の間隔と当該撮像レンズの焦点距離との比を規定する式である。なお、Dppの値は、レンズGpとレンズLpの配列順序によらず常に正の値とする。条件式(7)を満足させることにより、互いに隣接するレンズGp及びレンズLpにおける各像高への主光線の入射高さが低くなり、両レンズのレンズ面の偏芯感度が、大きさは異なっても樹脂製のレンズのためバランスが類似したものとなるため、雰囲気温度の変化に伴って生じる両レンズにおける画角変動を線形的に互いに打ち消しやすく、当該撮像レンズの画角変動を抑制することができる。また、条件式(7)を満足させることにより、レンズGpとレンズLpとの間隔を適切に維持し、レンズを組み立てる際の製造誤差を公差の範囲内とすることができ、光学性能の良いレンズを歩留まりよく製造することができる。
【0079】
これに対して、条件式(7)の数値が上限値以上になると、レンズGp及びレンズLpの光軸上の間隔が大きくなり、各像高への主光線の入射高さが高くなり、雰囲気温度の変化に伴う主光線の入射位置が変動しやすくなり、当該撮像レンズの画角変動とを十分に抑制することが困難になる。一方、条件式(7)の数値が下限値以下になると、レンズGp及びレンズLpの光軸上の間隔が小さくなりすぎ、各レンズの製造公差によってレンズ面同士がぶつかってしまうおそれがあり、当該撮像レンズを歩留まりよく製造することが困難になる。
【0080】
上記効果を得る上で、条件式(7)の下限値は0.015であることが好ましく、0.020であることがより好ましく、0.025であることがさらに好ましい。また、条件式(7)の上限値は0.18であることが好ましく、0.16であることがより好ましく、0.13であることがさらに好ましく、0.11であることが一層好ましい。
【0081】
1-2-8. 条件式(8)
-0.3< Pair×f <0.3 ・・・・・(8)
但し、
Pair:レンズGpとレンズLpとの間に形成される空気レンズの物体側面の屈折力と像側面の屈折力との和であり、(1-n1)/r1-(1-n2)/r2で表される値
ここで、
n1:レンズGp及びレンズLpのうち物体側に配置されるレンズのd線に対する屈折率
n2:レンズGp及びレンズLpのうち像側に配置されるレンズのd線に対する屈折率
r1:上記空気レンズの物体側面の曲率半径
r2:上記空気レンズの像側面の曲率半径
【0082】
条件式(8)は、レンズGpとレンズLpとの間の空気レンズの屈折力を規定するための式である。条件式(8)を満足させると、当該空気レンズの屈折力が小さくなり、互いに隣接するレンズGp及びレンズLpにおける各像高への主光線の入射高さが低くなり、主光線がそれぞれ、近い値を有し、両レンズの面形状作用が同程度に設定される。そのため、雰囲気温度の変化に伴って生じる両レンズにおける画角変動を互いに打ち消しやすく、当該撮像レンズの画角変動を抑制することができる。
【0083】
上記効果を得る上で、条件式(8)の下限値は-0.25であることが好ましく、-0.20であることがより好ましく、-0.15であることがさらに好ましい。また、条件式(8)の上限値は0.25であることが好ましく、0.20であることがより好ましく、0.15であることがさらに好ましく、0.10であることが一層好ましい。
【0084】
1-2-9. 条件式(9)
-9.0 < f1G/f < 0.0 ・・・・・(9)
但し、
f1G:第1群の焦点距離
【0085】
条件式(9)は第1群の焦点距離と当該撮像レンズの焦点距離との比を規定する式である。条件式(9)を満足する場合、第1群は負の屈折力を有する。第1群に負の屈折力を配置することで、大きな負の歪曲を発生させることが容易になり、光軸付近の角度分解能を高く維持しつつ、広画角化を図ることができる。
【0086】
これに対して、条件式(9)の数値が上限値以上になると、大きな負の歪曲を発生させることが困難になり、広画角化を図ることが困難になる。一方、条件式(9)の数値が下限値以下になると、適正な範囲を超えて負の歪曲が大きくなり、光学性能の高い撮像レンズを得ることが困難になる。
【0087】
上記効果を得る上で、条件式(9)の下限値は-8.50であることが好ましく、-8.00であることがより好ましく、-7.50であることがさらに好ましく、-7.00であることが一層好ましく、-6.00であることがより一層好ましく、-5.00であることがさらに一層好ましく、-4.50であることが最も好ましい。また、条件式(9)の上限値は-0.50であることが好ましく、-1.00であることがより好ましく、-1.50であることがさらに好ましく、-2.00であることが一層好ましい。
【0088】
1-2-10. 条件式(10)
0.40 < DD/LL < 0.95 ・・・・・(10)
但し、
DD:第1レンズから第nレンズの各レンズの中心厚の和
LL:第1レンズの物体側面から第nレンズの像側面までの光軸上の距離
【0089】
条件式(10)は当該撮像レンズを構成するn枚のレンズの中心厚の総和と、第1レンズの物体側面から第nレンズの像側面までの光軸上の距離との比である。n枚のレンズは鏡枠(レンズバレル)等により保持されている。雰囲気温度が大きく変化すると、レンズの厚みなどが変化する場合がある。雰囲気温度の変化に伴う画角変動を抑制するには、雰囲気温度によらず鏡枠により各レンズが傾斜することのないように保持する必要がある。レンズの傾斜を抑制するには、個々のレンズの厚みを厚くする方法と、当該撮像レンズに対して最物体側面および最像側面から強く押圧する方法とがある。上記条件式(10)を満足させることにより、各レンズの中心厚と撮像レンズの両側から押圧する力を適度な範囲としつつ、雰囲気温度が変化しても各レンズが傾斜しないように鏡枠により保持することができる。
【0090】
上記効果を得る上で、条件式(10)の下限値は0.45であることが好ましく、0.50であることがより好ましく、0.52であることがさらに好ましい。また、条件式(10)の上限値は0.90であることが好ましく、0.85であることがより好ましく、0.82であることがさらに好ましく、0.75であることが一層好ましく、0.70であることがより一層好ましく、0.68であることがさらに一層好ましく、0.60であることが最も好ましい。
【0091】
1-2-11. 条件式(11)
6.0 < L/Yh < 10.0 ・・・・・(11)
但し、
L :当該撮像レンズの光学全長(第1レンズの物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離)
Yh:当該撮像レンズの最大像高
【0092】
条件式(11)は当該撮像レンズの光学全長と最大像高との比を規定する式である。条件式(11)を満足させることにより、第1群に適切な屈折力を配置しつつ、負の歪曲を発生させて、光軸付近の角度分解能を高く維持しつつ、広画角化を図ることができる。
【0093】
これに対して、条件式(11)の数値が下限値以下になると、第1群の屈折力が弱くなり過ぎ、負の歪曲を発生させることが困難になり、焦点距離に比して画角の広い撮像レンズを得ることが困難になる。一方、条件式(11)の数値が上限値以上になると、第1群の屈折力が強くなり過ぎ、周辺における結像性能が低下する。また、第1群を構成するレンズの径が大きくなり、当該撮像レンズの小型化、軽量化及び低コスト化を図る上でも好ましくない。
【0094】
上記効果を得る上で、条件式(11)の下限値は6.50であることが好ましく、7.00であることがより好ましい。また、条件式(11)の上限値は9.00であることが好ましく、8.50であることがより好ましく、8.20であることがさらに好ましく、8.05であることが一層好ましい。
【0095】
1-2-12. 条件式(12)
-5.0 < fL /f < 4.0 ・・・・・(12)
但し、
fL:第nレンズの焦点距離
【0096】
条件式(12)は、当該撮像レンズにおいて最も像側に配置される第nレンズの焦点距離と当該撮像レンズの焦点距離との比を規定する式である。条件式(12)を満足させることにより、像面に対する光線入射角度が大きくなるのを抑制し、周辺光量を適切に保つことができる。
【0097】
これに対して、条件式(12)の数値が上限値以上になると、バックフォーカスが長くなり過ぎ光学全長が長くなるため好ましくない。一方、条件式(12)の数値が下限値以下になると、像面に対する光線入射角度が大きくなり、いわゆるケラレが発生し、周辺光量が低下するため好ましくない。
【0098】
上記効果を得る上で、条件式(12)の下限値は-4.70であることが好ましく、-4.40であることがより好ましく、-4.20であることがさらに好ましく、-3.00であることが一層好ましく、-2.00であることがより一層好ましく、0.00であることがさらに一層好ましい。また、条件式(12)の上限値は3.50であることが好ましく、3.00であることがより好ましく、2.85であることがさらに好ましく、2.75であることが一層好ましい。
【0099】
以上説明した撮像レンズによれば、樹脂製レンズを含むことで軽量化及び低コスト化を図りつつ、雰囲気温度の変化に伴う画角変動及び焦点位置の変動を抑制することができる。また負の歪曲を発生させ、光軸付近の角度分解能を高く維持しつつ、焦点距離に比して画角の広い撮像レンズを得ることができる。
【0100】
2.撮像装置
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係る撮像レンズと、当該撮像レンズの像面側に設けられた、当該撮像レンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。
【0101】
ここで、撮像素子等に特に限定はなく、CCD(Charge Coupled Device)センサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどの固体撮像素子等も用いることができる。本件発明に係る撮像装置は、固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。また、当該撮像装置は、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式の撮像装置であってもよいのは勿論である。
【0102】
本発明の撮像装置は、撮像素子により取得した撮像画像データを電気的に加工して、撮像画像の形状を変化させる画像処理部や、当該画像処理部において撮像画像データを加工するために用いる画像補正データ、画像補正プログラム等を保持する画像補正データ保持部等を有することがより好ましい。レンズを小型化した場合、歪曲収差又は倍率色収差が生じやすくなる。その際、画像補正データ保持部に予め歪曲収差又は倍率色収差を補正するためのデータを保持させておき、上記画像処理部において、上記データを用いて、歪曲収差又は倍率色収差を補正することが好ましい。このような撮像装置によれば、レンズの小型化をより一層図ることができ、秀麗な撮像画像を得ると共に、撮像装置の小型化を図ることができる。
【0103】
上記撮像レンズでは光軸付近の角度分解能が高く、且つ、焦点距離に比して広い画角を実現することができるため、当該撮像装置を車載レンズ、ドローン用レンズ等の特にセンシングカメラに適用することで、車両やドローン等の移動体の進行方向前方については遠方の物体を精度良く検出することができ、移動体の周囲の物体(障害物、信号機、道路交通標識等)については広い範囲で認識することが可能になる。
【0104】
次に、実施例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例0105】
(1)光学構成
図1は、本件発明に係る実施例1の撮像レンズの無限遠合焦時のレンズ断面図である。当該撮像レンズは、物体側から順に配置される、負の屈折力を有する第1レンズL1と、正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、正の屈折力を有する第4レンズL4と、負の屈折力を有する第5レンズL5と、正の屈折力を有する第6レンズL6とから構成されている。無限遠物体から近接物体への合焦の際、全てのレンズが光軸に沿って物体側に移動する。開口絞りSは第2レンズL2の像側に配置されている。
【0106】
当該撮像レンズでは第1レンズL1及び第2レンズL2により第1群が構成され、第3レンズL3から第6レンズL6により第2群が構成される。第1レンズL1は像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、第2レンズL2は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズであり、第3レンズL3は両凸レンズであり、第4レンズL4は両凸レンズであり、第5レンズL5は両凹レンズであり、第6レンズL6は両凸レンズである。第5レンズL5が本発明にいうレンズGpであり、第4レンズL4が本発明にいうレンズLpである。また、第nレンズは第6レンズL6である。レンズGp及びレンズLpは樹脂製のレンズであり、それ以外は硝子製のレンズである。
【0107】
なお、
図1に示す「IMG」は像面であり、具体的にはCCDセンサ、CMOSセンサ等の固体撮像素子の撮像面、或いは、銀塩フィルムのフィルム面等を表す。また、結像面IMGの物体側にはカバーガラスCG等の実質的な屈折力を有さない平行平板を備える。これらの点は、他の実施例で示す各レンズ断面図においても同様であるため、以下では説明を省略する。
【0108】
(2)数値実施例
次に、当該レンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。以下に、「レンズデータ」、「諸元値」、「可変間隔」、「非球面係数」、「各レンズの焦点距離」を示す。また、各条件式の値(表1)、各条件式で用いる値(表2)は実施例8の後にまとめて示す。また、当該実施例の画角変動範囲についても実施例8の後にまとめて示す。
【0109】
レンズデータにおいて「面No.」は物体側から数えたレンズ面の順番、「r」はレンズ面の曲率半径、「d」はレンズ面の光軸上の間隔、「Nd」はd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率、「vd」はd線に対するアッベ数を表す。また、「面No.」の次の欄に表示する「*」は当該レンズ面が非球面であることを表し、「S」は開口絞りを表す。なお、各表中の長さの単位は全て「mm」であり、画角の単位は全て「°」である。また、曲率半径の「INF」は平面を意味する。
【0110】
諸元値において、「f」は当該レンズの焦点距離、「Fno」はFナンバー、「θ」は半画角を示す。
【0111】
非球面係数は、下記式により非球面形状を定義したときの値である。
(Y)=CY2/[1+{1-(1+k)・C2Y2}1/2]+A4・Y4+A6・Y6+A8・Y8+A10・Y10+A12・Y12+A14・Y14
但し、「E±XX」は指数表記を表し「×10±XX」を示す。また、上記式において、「C」は面頂点での曲率、「Y」は光軸に垂直な方向の光軸からの高さ、「k」はコーニック係数、「An」はn次の非球面係数とする。
【0112】
各レンズの焦点距離は、当該撮像レンズを構成する第1レンズから第nレンズ(本実施例では第6レンズ)の各レンズの焦点距離を示している。
【0113】
これらの各表における事項は他の実施例で示す各表においても同様であるため、以下では説明を省略する。
【0114】
(レンズデータ)
面NO. r d Nd vd
1* 29.432 1.300 1.85135 40.10
2* 4.370 2.502
3 -9.778 5.300 1.74400 44.90
4 -9.322 0.200
5S 0.000 1.748
6* 11.422 6.300 1.49700 81.61
7* -8.167 3.000
8* 10.066 2.354 1.54472 55.86
9* -10.163 0.200
10* -15.768 0.933 1.63980 23.27
11* 5.024 1.680
12 8.000 3.536 1.49700 81.61
13 -17.589 0.400
14 0.000 0.400 1.51680 64.20
15 0.000 0.700
16 0.000 0.500 1.51680 64.20
17 0.000 1.440
【0115】
(諸元値)
f 5.001
Fno 1.640
θ 66.000
【0116】
(非球面係数)
面NO. k A4 A6 A8 A10
1 0.0000 -1.12816E-03 9.98937E-06 4.20131E-06 -3.15432E-07
2 0.0000 -8.93175E-04 7.02556E-05 -2.09785E-05 6.23697E-06
6 0.0000 1.71692E-04 -4.08681E-05 1.00706E-05 -1.02271E-06
7 0.0000 5.96952E-04 -9.68873E-07 2.33138E-06 -2.02622E-07
8 0.0000 1.36975E-04 3.18314E-05 -6.58818E-06 6.77951E-07
9 0.0000 4.70226E-03 -7.71973E-04 7.80790E-05 -4.61142E-06
10 0.0000 -6.95366E-04 -1.90014E-04 3.99984E-05 -3.09054E-06
11 0.0000 -6.47889E-03 6.44737E-04 -5.24931E-05 2.89671E-06
【0117】
面NO. A12 A14
1 9.37086E-09 -1.01629E-10
2 -6.18819E-07 2.17766E-08
6 5.28288E-08 -1.08234E-09
7 1.03609E-08 -1.99251E-10
8 -3.48786E-08 6.64742E-10
9 1.41934E-07 -1.66528E-09
10 1.13727E-07 -1.56079E-09
11 -9.57011E-08 1.33647E-09
【0118】
(各レンズの焦点距離)
焦点距離
第1レンズ -6.175
第2レンズ 45.090
第3レンズ 10.727
第4レンズ 9.681
第5レンズ -5.853
第6レンズ 11.596
【0119】
また、
図2に当該撮像レンズの無限遠物体合焦時における縦収差図を示す。各図に示す縦収差図は、図面に向かって左側から順に、それぞれ球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差(%)である。球面収差を表す図では、縦軸は開放F値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がd線(波長λ=587.6nm)、破線がg線(波長λ=435.8nm)、点線がC線(波長λ=656.3nm)における球面収差を示す。非点収差を表す図では、縦軸は半画角(θ)、横軸にデフォーカスをとり、実線がd線に対するサジタル像面(X)、鎖線がd線に対するメリジオナル像面(Y)を示す。歪曲収差を表す図では、縦軸は半画角(θ)、横軸に%をとり、歪曲収差を表す。これらの縦収差図に関する事項は、他の実施例で示す縦収差図においても同様であるため、以下では説明を省略する。
当該撮像レンズでは第1レンズL1及び第2レンズL2により第1群が構成され、第3レンズL3から第6レンズL6により第2群が構成される。第1レンズL1は像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、第2レンズL2は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズであり、第3レンズL3は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズであり、第4レンズL4は両凸レンズであり、第5レンズL5は両凹レンズであり、第6レンズL6は両凸レンズである。第5レンズL5が本発明にいうレンズGpであり、第4レンズL4が本発明にいうレンズLpである。また、第nレンズは第6レンズL6である。レンズGp及びレンズLpは樹脂製のレンズであり、それ以外は硝子製のレンズである。
面NO. A12 A14
1 0.00000E+00 0.00000E+00
2 -3.74014E-09 0.00000E+00
6 0.00000E+00 0.00000E+00
7 1.35263E-10 0.00000E+00
8 1.01483E-10 0.00000E+00
9 -6.13491E-10 0.00000E+00
10 -1.92065E-09 0.00000E+00
11 -2.32902E-10 0.00000E+00