JP7621798B2 - Imaging lens system and imaging device - Google Patents
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Description
本発明は撮像レンズ系及び撮像装置に関し、例えば車載用の撮像レンズ系及び撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging lens system and an imaging device, for example, an imaging lens system and an imaging device for vehicle use.
最近、車載用のフロントセンシングデバイスに対して、遠方に存在する物体を確認すること(望遠)と、より広い範囲を撮像すること(広角)という、相反する要請が高まっている。これを実現するために、高解像なセンサを用いかつレンズ系を広角撮像レンズとすることが考えられる。これは、広い範囲を見るためにレンズ系を広角とし、遠い物体については高解像センサで対応するものである。この例として、特許文献1には、広角なレンズ系を用いるとともに、高解像度の撮像素子を用いることにより、望遠と広角の双方の要請を満たす撮像装置が記載されている。
Recently, there has been an increasing demand for in-vehicle front sensing devices to recognize distant objects (telephoto) and capture images of a wider range (wide-angle). To achieve this, it is possible to use a high-resolution sensor and a wide-angle imaging lens. This means that the lens system is wide-angle to view a wider range, and a high-resolution sensor is used to capture distant objects. As an example,
しかしながら、特許文献1では、撮像素子の解像度以上の高解像度(すなわち、望遠)を実現することはできない。また、撮像素子の高解像度化には、コスト上及び技術上に制約がある。
However, in
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、撮像素子の解像度に依拠することなく、遠方の物体を確認可能で広い範囲を撮像可能な撮像レンズ系及び撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these problems, and aims to provide an imaging lens system and imaging device that can capture a wide range of images and can identify distant objects without relying on the resolution of the imaging element.
一実施形態の撮像レンズ系は、物体側から像側に向かって順に、物体側に凹面を有し、負のパワーを有する第1レンズ、正のパワーを有する第2レンズからなる第1レンズ群と、第3レンズ以降のレンズからなる第2レンズ群とからなり、
前記第1レンズの焦点距離をf1、前記第1レンズ以外のレンズ全体の合成焦点距離をFrとした場合に、以下の式(1)を満たし、
-6.0<f1/Fr<-1.5 ・・・(1)
前記第1レンズの像側の面と前記第2レンズの物体側の面との光軸上の距離をd12とし、光学系全体の焦点距離をFとした場合に、以下の式(2)を満たす。
0.7<d12/F<1.5 ・・・(2)
第1レンズが負のパワーを有し、物体側に凹面を有することにより、負のディストーション(歪曲収差)を発生させ、広角なレンズ系を実現することができる。また、上記の式(1)、(2)を満たすことにより、第1レンズにおいて効果的に負のディストーションを発生させることができる。
An imaging lens system of one embodiment includes, in order from the object side to the image side, a first lens group including a first lens having a concave surface facing the object side and having negative power, a second lens having positive power, and a second lens group including a third lens and subsequent lenses,
When the focal length of the first lens is f1 and the composite focal length of all the lenses other than the first lens is Fr, the following formula (1) is satisfied:
-6.0<f1/Fr<-1.5...(1)
When the distance on the optical axis between the image-side surface of the first lens and the object-side surface of the second lens is d12 and the focal length of the entire optical system is F, the following formula (2) is satisfied.
0.7<d12/F<1.5...(2)
By having the first lens have negative power and a concave surface on the object side, negative distortion is generated, and a wide-angle lens system can be realized. Furthermore, by satisfying the above expressions (1) and (2), negative distortion can be effectively generated in the first lens.
他の一実施形態の撮像レンズ系は、物体側から像側に向かって順に、物体側に凹面を有し、負のパワーを有する第1レンズ、物体側及び像側に非球面形状を有する第2レンズ、正のパワーを有する第3レンズからなる第1レンズ群と、第4レンズ以降のレンズからなる第2レンズ群とからなり、
前記第2レンズは、物体側及び像側の少なくとも何れかの面に変曲点を有し、
前記第1レンズの焦点距離をf1、前記第1レンズ以外のレンズ全体の合成焦点距離をFrとした場合に、以下の式(1)を満たし、
-6.0<f1/Fr<-1.5 ・・・(1)
前記第1レンズの像側の面と前記第2レンズの物体側の面との光軸上の距離をd12とし、前記第2レンズの光軸上の厚さをd2、前記第2レンズの像側の面と前記第3レンズの物体側の面との光軸上の距離をd23とし、前記第2レンズの屈折率をn2とし、D=d12+d2/n2+d23とし、光学系全体の焦点距離をFとした場合に、以下の式(4)を満たす。
0.7<D/F<1.5 ・・・(4)
第1レンズが負のパワーを有し、物体側に凹面を有することにより、負のディストーション(歪曲収差)を発生させ、広角な撮像レンズ系を実現することができる。また、上記の式(1)、(4)を満たすことにより、第1レンズにおいて効果的に負のディストーションを発生させることができる。
An imaging lens system according to another embodiment includes, in order from the object side to the image side, a first lens group including a first lens having a concave surface on the object side and negative power, a second lens having an aspheric shape on the object side and on the image side, and a third lens having positive power, and a second lens group including a fourth lens and subsequent lenses,
the second lens has an inflection point on at least one of an object side surface and an image side surface,
When the focal length of the first lens is f1 and the composite focal length of all the lenses other than the first lens is Fr, the following formula (1) is satisfied:
-6.0<f1/Fr<-1.5...(1)
When the distance on the optical axis between the image side surface of the first lens and the object side surface of the second lens is d12, the thickness on the optical axis of the second lens is d2, the distance on the optical axis between the image side surface of the second lens and the object side surface of the third lens is d23, the refractive index of the second lens is n2, D = d12 + d2/n2 + d23, and the focal length of the entire optical system is F, the following equation (4) is satisfied.
0.7<D/F<1.5...(4)
By having the first lens have negative power and a concave surface on the object side, negative distortion is generated, and a wide-angle imaging lens system can be realized. Furthermore, by satisfying the above expressions (1) and (4), negative distortion can be effectively generated in the first lens.
本発明によれば、撮像素子の解像度に依拠することなく、遠方の物体を確認可能で広い範囲を撮像可能な撮像レンズ系及び撮像装置を提供することができる。 The present invention provides an imaging lens system and imaging device that can capture a wide range of images and can identify distant objects without relying on the resolution of the imaging element.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態1
(撮像レンズ系及び撮像装置)
図1は、実施の形態1に係る撮像レンズ系11及び撮像装置20の構成及び光線を示す断面図である。撮像装置20は、撮像レンズ系11、撮像素子21を備える。撮像レンズ系11及び撮像素子21は筐体(不図示)に収容されている。
撮像素子21は、受光した光を電気信号に変換する素子であり、例えば、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサが用いられる。撮像素子21は、撮像レンズ系11の結像位置に配置されている。
以下、撮像レンズ系11について、詳細に説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First embodiment
(Imaging Lens System and Imaging Device)
1 is a cross-sectional view showing the configurations and light rays of an
The
The
図1に示すように、実施の形態1の撮像レンズ系11は、物体側から像側に向かって順に、物体側に凹面を有し、負のパワーを有する第1レンズL1、正のパワーを有する第2レンズL2からなる第1レンズ群G1と、第3レンズL3以降のレンズからなる第2レンズ群G2とからなる。
具体的には、第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって順に、負のパワーを有し、物体側に凹面を有するメニスカスレンズである第1レンズL1と、正のパワーを有し、物体側に凸面を有する第2レンズL2とから構成される。また、絞りSTOPを挟んで、第2レンズ群G2は、負のパワーを有し、像側に凹面を有する第3レンズL3と、正のパワーを有し、物体側及び像側に凸面を有する第4レンズL4と、負のパワーを有し、物体側及び像側に非球面を有する第5レンズL5とから構成される。また、撮像レンズ系11は、図1に示すように、第5レンズL5の像側レンズ面S11と結像面IMGとの間に、波長フィルターガラス12を備えていてもよい。また、第3レンズL3と第4レンズL4は、接合レンズを構成する。また、撮像素子21上にはカバーガラス22があり、撮像レンズ系11の結像面はIMGで示されている。第1レンズL1、第2レンズL2はガラスレンズであることが好ましく、第3レンズL3~第5レンズL5は、プラスチックレンズであることが好ましい。
As shown in FIG. 1, the
Specifically, the first lens group G1 is composed of, in order from the object side to the image side, a first lens L1, which is a meniscus lens having negative power and a concave surface on the object side, and a second lens L2 having positive power and a convex surface on the object side. In addition, the second lens group G2 is composed of a third lens L3 having negative power and a concave surface on the image side, a fourth lens L4 having positive power and a convex surface on the object side and the image side, and a fifth lens L5 having negative power and an aspheric surface on the object side and the image side, sandwiching the aperture stop STOP. In addition, the
また、絞りSTOPより物体側に配置される第1レンズL1及び第2レンズL2は第1レンズ群G1を構成し、絞りSTOPより像側に配置される第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5は第2レンズ群G2を構成する。そして、第1レンズ群G1は負のパワーを有し、第2レンズ群G2は正のパワーを有する。また、絞りSTOPは、撮像レンズ系11のFナンバー(Fno)を決める絞りである。
The first lens L1 and second lens L2, which are arranged on the object side of the aperture STOP, constitute the first lens group G1, and the third lens L3, fourth lens L4, and fifth lens L5, which are arranged on the image side of the aperture STOP, constitute the second lens group G2. The first lens group G1 has negative power, and the second lens group G2 has positive power. The aperture STOP is an aperture that determines the F-number (Fno) of the
第1レンズL1が負のパワーを有し、第1レンズL1の物体側の面S1が凹面であることにより、第1レンズL1へ入射する軸外光線(光軸外に結像する光線。「周辺光線」とも称する。)の入射角を大きく変化させることができ、負のディストーション(歪曲収差)を発生させることができる。これにより、像の周辺ほど像が縮み、撮像素子21によって検出される範囲が広くなり、高画角を実現でき、広角な撮像レンズ系11を実現することができる。また、第2レンズL2が正のパワーを有することにより、集光性能を確保することができる。
Because the first lens L1 has negative power and the object-side surface S1 of the first lens L1 is concave, the angle of incidence of off-axis rays (rays that form an image off the optical axis, also called "peripheral rays") incident on the first lens L1 can be greatly changed, generating negative distortion (distortion aberration). As a result, the image shrinks towards the periphery, and the range detected by the
また、第1レンズL1の焦点距離をf1、第1レンズL1以外のレンズL2、L3、L4、L5全体の合成焦点距離をFrとした場合に、以下の式(1)を満たすことが好ましい。
-6.0<f1/Fr<-1.5 ・・・(1)
上記の式(1)は、第1レンズL1で効果的に負のディストーションを出すための条件を、第1レンズL1の焦点距離とそれ以降のレンズの合成焦点距離の比率で表現したものである。上限を超えると負のパワーが強すぎ歪曲収差が大きくなりすぎてその補正が困難となり、下限を超えると負のディストーションの発生が不十分で画角がとりにくくなる。
したがって、広角な撮像レンズ系11を実現することができるとともに、高解像度な撮像素子を必要とせずに望遠な撮像レンズ系11を実現することができる。よって、撮像素子の解像度に依拠することなく、遠方の物体を確認可能で広い範囲を撮像可能な撮像レンズ系及び撮像装置を提供することができる。
Furthermore, when the focal length of the first lens L1 is f1 and the combined focal length of the lenses L2, L3, L4, and L5 other than the first lens L1 is Fr, it is preferable to satisfy the following formula (1).
-6.0<f1/Fr<-1.5...(1)
The above formula (1) expresses the condition for effectively producing negative distortion with the first lens L1 as the ratio of the focal length of the first lens L1 to the composite focal length of the subsequent lenses. If the upper limit is exceeded, the negative power will be too strong, causing distortion to become too large and difficult to correct, and if the lower limit is exceeded, the generation of negative distortion will be insufficient, making it difficult to obtain a desired angle of view.
Therefore, it is possible to realize a wide-angle
また、第1レンズL1の像側の面S2と第2レンズL2の物体側の面S3との光軸Z上の距離をd12とし、撮像レンズ系11の全体の焦点距離をFとした場合に、以下の式(2)を満たす。
0.7<d12/F<1.5 ・・・(2)
Furthermore, when the distance on the optical axis Z between the image-side surface S2 of the first lens L1 and the object-side surface S3 of the second lens L2 is d12 and the overall focal length of the
0.7<d12/F<1.5...(2)
第1レンズL1の像側の面S2と第2レンズL2の物体側の面S3との光軸Z上の距離d12が小さすぎると、第1レンズL1の物体側の面S1において軸上光線(光軸上に結像する光線。「中心光線」とも称する。)に対する軸外光線の入射位置が近く、軸外光線の入射角が大きくなるため、負のディストーションを大きく発生させることができない。一方、d12が比較的大きいと、第1レンズの物体側の面S1における軸上光線に対する軸外光線の入射位置を遠ざけることができ、軸外光線の入射角がより小さくなるため、負のディストーションを大きく発生させることができる。そのため、d12/Fは0.7より大きいことが好ましい。一方、d12/Fが1.5より大きいと、第1レンズL1のレンズ径が大きくなり過ぎてしまい、撮像レンズ系11のコンパクト化が図れない。
If the distance d12 on the optical axis Z between the image-side surface S2 of the first lens L1 and the object-side surface S3 of the second lens L2 is too small, the incident position of the off-axis light beam relative to the axial light beam (a light beam that forms an image on the optical axis, also called the "center ray") on the object-side surface S1 of the first lens L1 is close, and the incident angle of the off-axis light beam becomes large, so that it is not possible to generate a large negative distortion. On the other hand, if d12 is relatively large, the incident position of the off-axis light beam relative to the axial light beam on the object-side surface S1 of the first lens can be moved away, and the incident angle of the off-axis light beam becomes smaller, so that it is possible to generate a large negative distortion. Therefore, it is preferable that d12/F is greater than 0.7. On the other hand, if d12/F is greater than 1.5, the lens diameter of the first lens L1 becomes too large, and it is not possible to make the
また、光学系の半画角は40°以下であり、30°以下であることが好ましい。光学系の半画角が40°以下であることにより、撮像レンズ系の焦点距離を長くすることができる。ここで、光学系の半画角とは、瞳中心を通ってセンサの対角長の位置(対角点)に到達する光線が物体側で光軸となす角度をいう。 The half angle of view of the optical system is 40° or less, and preferably 30° or less. By making the half angle of view of the optical system 40° or less, the focal length of the imaging lens system can be increased. Here, the half angle of view of the optical system refers to the angle that a light ray that passes through the center of the pupil and reaches the diagonal length position (diagonal point) of the sensor makes with the optical axis on the object side.
本実施の形態1では、第2レンズ群G2は3枚のレンズから構成されているが、これに限らず何枚の構成であってもかまわない。
本願発明は、画角をとるための第1レンズL1と集光機能を有する第2レンズL2のみで発明の目的が達成されるものであり、これらのレンズの像側に位置するレンズは単に結像を実現するための構成であるから何枚の構成であってもかまわないのである。言い換えると、第3レンズL3以降は、像面湾曲の発生も少なく、瞳(絞り)に近いため球面収差等の結像性能を重視すれば足りるため、どのような構成であってもよい。
In the first embodiment, the second lens group G2 is composed of three lenses, but is not limited to this and may be composed of any number of lenses.
In the present invention, the object of the invention is achieved by only the first lens L1 for obtaining the angle of view and the second lens L2 having a light collecting function, and the lenses located on the image side of these lenses are simply configured to realize imaging, so it does not matter how many lenses there are. In other words, from the third lens L3 onwards, there is little occurrence of curvature of field, and since they are close to the pupil (aperture), it is sufficient to place importance on imaging performance such as spherical aberration, so any configuration is acceptable.
また、第1レンズL1の物体側の面S1の曲率半径をR11とした場合に、以下の式(3)を満たすことが好ましい。
-2.5<R11/F<-1 ・・・(3)
Furthermore, when the radius of curvature of the object-side surface S1 of the first lens L1 is R11, it is preferable that the following formula (3) be satisfied.
-2.5<R11/F<-1...(3)
また、R11/Fが-2.5より小さい場合、換言すれば、第1レンズL1の物体側の面S1の曲率半径R11が比較的小さい場合、第1レンズL1によって発生される歪曲収差が小さくなり、十分な大きさの画角の確保が難しい。一方、R11/Fが-1より大きい場合、換言すれば、第1レンズL1の物体側の面S1の曲率半径R11が比較的大きい場合、像面湾曲が大きくなりすぎ、撮像レンズ系11の結像性能の補正が難しくなってしまう。そのため、上記の式(3)を満たすことにより、十分な大きさの画角を確保しつつ、十分な結像性能も確保することができる。
Furthermore, when R11/F is smaller than -2.5, in other words, when the radius of curvature R11 of the object-side surface S1 of the first lens L1 is relatively small, the distortion aberration generated by the first lens L1 becomes small, making it difficult to ensure a sufficiently large angle of view. On the other hand, when R11/F is larger than -1, in other words, when the radius of curvature R11 of the object-side surface S1 of the first lens L1 is relatively large, the field curvature becomes too large, making it difficult to correct the imaging performance of the
次に、実施の形態1の撮像レンズ系11に対応する実施例について、図面を参照して説明する。
Next, an example corresponding to the
(実施例1)
図2は、実施例1に係る撮像レンズ系11を示す断面図である。具体的には、実施例1に係る撮像レンズ系11は、物体側から像側に向かって順に、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、絞りSTOP、第4レンズL4、第5レンズL5、IRカットフィルタ12からなる。また、第1レンズL1は、負のパワーを有し、物体側に凹面を有し、像側に凸面を有する。第2レンズL2は、正のパワーを有し、物体側に凸の非球面を有し、像側に非球面を有する。第3レンズL3は、負のパワーを有し、物体側に非球面を有し、像側に凹の非球面を有する。第4レンズL4は、正のパワーを有し、物体側及び像側に凸の非球面を有する。第5レンズL5は、正のパワーを有し、物体側及び像側に非球面を有する。第1レンズL1、第2レンズL2はガラスレンズであり、第3レンズL3~第5レンズL5は、プラスチックレンズである。また、撮像レンズ系11は、赤外領域の光をカットするためのフィルタである、IRカットフィルタ12を備えている。以下、実施例1に係る撮像レンズ系11の特性データについて説明する。
Example 1
2 is a cross-sectional view showing an
表1に、実施例1に係る撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表1では、レンズデータとして、各面の曲率半径(mm)、中心光軸Zにおける面間隔(mm)、d線における屈折率Nd、及び、d線におけるアッベ数Vdを提示している。ここで、実施例1に係る撮像レンズ系11の半画角は27.0°であり、Fナンバーは1.8であり、光学系全体の焦点距離Fは8.269(mm)である。また、表1に示す、d線における屈折率及びd線におけるアッベ数は、撮像レンズ系11の周囲の温度である環境温度t(℃)が25(℃)のときの値である。また、表1において、「*印」がついた面は、非球面であることを示している。
また、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズ面L4、及び、第5レンズL5のレンズ面に採用される非球面形状は、光軸Z方向のサグ量をY(h)、cを曲率半径の逆数、中心光軸Zに直交する方向の中心光軸Zからの高さをh、円錐係数をK、4次、6次、8次、10次、12次、14次、16次の非球面係数をそれぞれA4、A6、A8、A10、A12、A14、A16とすると、以下の式(8)により表される。なお、各記号の意味及び非球面形状を表す式は、後述の実施例においても同様である。
表2に、実施例1の撮像レンズ系11において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表2において、例えば「-6.88301E-06」は、「-6.88301E×10-6」を意味する。
図3に、実施例1の撮像レンズ系11における球面収差図(縦収差図)、像面湾曲図、歪曲収差図を示す。図3に示すように、実施例1の撮像レンズ系11では、半画角が27.0°、Fナンバーが1.8である。
また、図3Aの縦収差図では、横軸は光線が光軸Zと交わる位置を示し、縦軸は瞳径での高さを示す。
また、図3Bの像面湾曲図では、横軸は光軸Z方向の距離を示し、縦軸は像高(画角)を示す。また、図3Bの像面湾曲図において、Sagはサジタル面における像面湾曲を示し、Tanはタンジェンシャル面における像面湾曲を示す。
また、図3Cの歪曲収差図において、横軸は像の歪み量(%)を示し、縦軸は像高(画角)を示す。
また、図3B及び図3Cの像面湾曲図、歪曲収差図では、波長555nmの光線によるシミュレーション結果を示している。
なお、図3は、環境温度t(℃)が25(℃)のときの球面収差図(縦収差図)、像面湾曲図、歪曲収差図を示している。
3 shows spherical aberration (longitudinal aberration), field curvature, and distortion in the
In the longitudinal aberration diagram of FIG. 3A, the horizontal axis indicates the position where the light ray intersects with the optical axis Z, and the vertical axis indicates the height at the pupil diameter.
In the field curvature diagram of Fig. 3B, the horizontal axis indicates the distance in the direction of the optical axis Z, and the vertical axis indicates the image height (angle of view). In the field curvature diagram of Fig. 3B, Sag indicates the field curvature on the sagittal plane, and Tan indicates the field curvature on the tangential plane.
In the distortion diagram of FIG. 3C, the horizontal axis represents the amount of image distortion (%), and the vertical axis represents the image height (angle of view).
Moreover, the field curvature diagrams and distortion aberration diagrams in FIG. 3B and FIG. 3C show the results of a simulation using a light beam with a wavelength of 555 nm.
FIG. 3 shows diagrams of spherical aberration (longitudinal aberration), field curvature, and distortion when the environmental temperature t (° C.) is 25 (° C.).
(実施例2)
図4は、実施例2に係る撮像レンズ系11を示す断面図である。実施例2に係る撮像レンズ系11の構成は、実施例1と同様であるため、その説明を省略する。以下、実施例2に係る撮像レンズ系11の特性データについて説明する。
Example 2
4 is a cross-sectional view showing an
表3に、実施例2に係る撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表3に示す項目は、表1と同様であるため、その説明を省略する。ここで、実施例2に係る撮像レンズ系11の半画角は27.0°であり、Fナンバーは1.8であり、光学系全体の焦点距離Fは8.506(mm)である。
表4に、実施例2の撮像レンズ系11において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。
図5に、実施例2の撮像レンズ系11における球面収差図(縦収差図)、像面湾曲図、歪曲収差図を示す。図5に示す各収差図についての説明は図3と同様であるため、その説明を省略する。
Figure 5 shows the spherical aberration (longitudinal aberration), field curvature, and distortion diagrams for the
(実施例3)
図6は、実施例3に係る撮像レンズ系11を示す断面図である。実施例3に係る撮像レンズ系11の構成は、実施例1と同様であるため、その説明を省略する。以下、実施例3に係る撮像レンズ系11の特性データについて説明する。
Example 3
6 is a cross-sectional view showing an
表5に、実施例3に係る撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表5に示す項目は、表1と同様であるため、その説明を省略する。ここで、実施例3に係る撮像レンズ系11の半画角は27.0°であり、Fナンバーは1.8であり、光学系全体の焦点距離Fは8.29(mm)である。
表6に、実施例3の撮像レンズ系11において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。
図7に、実施例3の撮像レンズ系11における球面収差図(縦収差図)、像面湾曲図、歪曲収差図を示す。図7に示す各収差図についての説明は図3と同様であるため、その説明を省略する。
Figure 7 shows the spherical aberration (longitudinal aberration), field curvature, and distortion diagrams for the
(実施例4)
図8は、実施例4に係る撮像レンズ系11を示す断面図である。実施例4に係る撮像レンズ系11の構成は、実施例1と同様であるため、その説明を省略する。以下、実施例4に係る撮像レンズ系11の特性データについて説明する。
Example 4
8 is a cross-sectional view showing an
表7に、実施例4に係る撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表7に示す項目は、表1と同様であるため、その説明を省略する。ここで、実施例4に係る撮像レンズ系11の半画角は27.0°であり、Fナンバーは1.8であり、光学系全体の焦点距離Fは7.98(mm)である。
表8に、実施例4の撮像レンズ系11において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。
図9に、実施例4の撮像レンズ系11における球面収差図(縦収差図)、像面湾曲図、歪曲収差図を示す。図9に示す各収差図についての説明は図3と同様であるため、その説明を省略する。
Figure 9 shows the spherical aberration (longitudinal aberration), field curvature, and distortion diagrams for the
(実施例5)
図10は、実施例5に係る撮像レンズ系11を示す断面図である。実施例5に係る撮像レンズ系11の構成は、実施例1と同様であるため、その説明を省略する。以下、実施例5に係る撮像レンズ系11の特性データについて説明する。
Example 5
10 is a cross-sectional view showing an
表9に、実施例5に係る撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表9に示す項目は、表1と同様であるため、その説明を省略する。ここで、実施例5に係る撮像レンズ系11の半画角は27.0°であり、Fナンバーは1.8であり、光学系全体の焦点距離Fは8.006(mm)である。
表10に、実施例5の撮像レンズ系11において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。
図11に、実施例5の撮像レンズ系11における球面収差図(縦収差図)、像面湾曲図、歪曲収差図を示す。図11に示す各収差図についての説明は図3と同様であるため、その説明を省略する。
Figure 11 shows the spherical aberration (longitudinal aberration), field curvature, and distortion diagrams for the
図3A、5A、7A、9A、11Aの縦収差図に示すように、本実施例1~5の撮像レンズ系11によれば、波長486.1nm、587.6nm、656.3nmの縦収差が良好に補正されている。従って、撮像レンズ系11が高解像度となる。
As shown in the longitudinal aberration diagrams of Figures 3A, 5A, 7A, 9A, and 11A, the
また、図3B、5B、7B、9B、11Bの像面湾曲図に示すように、本実施例1~5の撮像レンズ系11によれば、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ系11が高解像度となる。
In addition, as shown in the field curvature diagrams of Figures 3B, 5B, 7B, 9B, and 11B, the
また、図3C、5C、7C、9C、11Cの歪曲収差図に示すように、本実施例1~5の撮像レンズ系11によれば、歪曲収差が良好に補正されている。従って、撮像レンズ系11が高解像度となる。
In addition, as shown in the distortion diagrams of Figures 3C, 5C, 7C, 9C, and 11C, the
また、表11に、実施例1~5に係る撮像レンズ系11の全系の焦点距離F(mm)、第1レンズL1~第5レンズL5の焦点距離f1~f5(mm)、第1レンズ以外のレンズ全体の合成焦点距離をFr(mm)、第1レンズL1の物体側の面S1の曲率半径R11(mm)、第1レンズL1の像側の面S2と第2レンズL2の物体側の面S3との光軸Z上の距離d12(mm)、第3レンズL3と第4レンズL4からなる接合レンズの合成焦点距離f3/4(mm)、撮像レンズ系11の光学長tol(mm)、d12/Fの値、f1/Frの値、及びR11/Fの値を示す。表11に示す値は、光線の波長が555nm、環境温度t(℃)が25(℃)のときの値である。
実施例1~5において、第1レンズL1が負のパワーを有し、物体側に凹面を有することにより、半画角が27.0°である広角な撮像レンズ系11を実現することができている。また、表11に示すように、実施例1~5において、f1/Frの値は、上記の式(1)を満たしている。これにより、第1レンズL1において効果的に負のディストーションを発生させて、広角な撮像レンズ系11を実現することができる。
また、実施例1~5において、光学系全体の半画角は40°以下であるため、実施例1~5に係る撮像レンズ系11の焦点距離Fは7.98~8.51となっており、望遠な撮像レンズ系11を実現することができている。換言すれば、撮像素子21の解像度に依拠することなく、望遠な撮像レンズ系11を実現することができている。
In Examples 1 to 5, the first lens L1 has negative power and a concave surface on the object side, thereby realizing a wide-angle
In addition, in Examples 1 to 5, the half angle of view of the entire optical system is 40° or less, and therefore the focal length F of the
また、表11に示すように、実施例1~5において、d12/Fの値は、上記の式(2)を満たしている。そのため、d12/Fが0.7より大きいことにより、第1レンズL1によって、十分な大きさの負のディストーション(歪曲収差)を発生させることができる。これにより、撮像レンズ系11の広角を実現することができる。実際、実施例1~5の撮像レンズ系11の半画角は、27.0°となっており、十分な大きさを確保することができている。一方、d12/Fが1.5より小さいことにより、第1レンズL1のレンズ径の増大を防ぐことができ、撮像レンズ系11のコンパクト化を図ることができる。
また、第2レンズL2が正のパワーを有するとともに、第2レンズ群G2が正のパワーを有することにより、撮像レンズ系11の集光性能を確保することができている。例えば、図3、5、7、9、11に示すように、実施例1~5において、縦収差、像面湾曲、及び、歪曲収差が良好な値となっている。したがって、実施例1~5において、撮像レンズ系11の望遠を実現することができている。
Furthermore, as shown in Table 11, in Examples 1 to 5, the value of d12/F satisfies the above formula (2). Therefore, since d12/F is greater than 0.7, a sufficiently large negative distortion (distortion aberration) can be generated by the first lens L1. This allows the
In addition, the second lens L2 has a positive power, and the second lens group G2 has a positive power, thereby ensuring the light-collecting performance of the
また、表11に示すように、実施例1~5において、R11/Fの値は、上記の式(3)を満たしている。R11/Fが-2.5より大きいことにより、第1レンズL1の物体側の面S1の曲率半径R11を十分な大きさとすることができ、第1レンズL1によって発生される歪曲収差を十分な大きさとすることができる。そのため、撮像レンズ系11の画角を十分な大きさとすることができている。一方、R11/Fが-1より小さいことにより、第1レンズL1の物体側の面S1の曲率半径R11が大きくなり過ぎるのを防ぎ、像面湾曲の増大を防ぐことができる。そのため、撮像レンズ系11の結像性能の補正が行い易くなっている。
Also, as shown in Table 11, in Examples 1 to 5, the value of R11/F satisfies the above formula (3). Because R11/F is greater than -2.5, the radius of curvature R11 of the object-side surface S1 of the first lens L1 can be made sufficiently large, and the distortion aberration generated by the first lens L1 can be made sufficiently large. Therefore, the angle of view of the
実施の形態2
(撮像レンズ系及び撮像装置)
図12は、実施の形態2に係る撮像レンズ系11及び撮像装置20の構成及び光線を示す断面図である。撮像装置20は、撮像レンズ系11、撮像素子21を備える。撮像レンズ系11及び撮像素子21は筐体(不図示)に収容されている。
(Imaging Lens System and Imaging Device)
12 is a cross-sectional view showing the configurations and light rays of an
図12に示すように、実施の形態2の撮像レンズ系11は、実施の形態1に係る撮像レンズ系11における第1レンズL1と第2レンズL2との間に補正レンズを挿入する構成となっている。すなわち、物体側から像側に向かって順に、物体側に凹面を有し、負のパワーを有する第1レンズL1、補正レンズとしての第2レンズL2、正のパワーを有する第3レンズL3からなる第1レンズ群G1と、第4レンズL4以降のレンズからなる第2レンズ群G2とからなる。
具体的には、第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって順に、負のパワーを有し、物体側に凹面を有するメニスカスレンズである第1レンズL1と、物体側及び像側に非球面を有する補正レンズとしての第2レンズL2と、正のパワーを有し、物体側に凸面を有する第3レンズL3とから構成される。また、絞りSTOPを挟んで、第2レンズ群G2は、負のパワーを有し、像側に凹面を有する第4レンズL4と、正のパワーを有し、物体側及び像側に凸面を有する第5レンズL5と、負のパワーを有し、物体側及び像側に非球面を有する第6レンズL6とから構成される。また、撮像レンズ系11は、図12に示すように、第6レンズL6の像側レンズ面S13と結像面IMGとの間に、波長フィルターガラス12を備えていてもよい。また、第4レンズL4と第5レンズL5は、接合レンズを構成する。また、撮像素子21上にはカバーガラス22があり、撮像レンズ系11の結像面はIMGで示されている。第1レンズL1~第3レンズL3はガラスレンズであることが好ましく、第4レンズL4~第6レンズL6は、プラスチックレンズであることが好ましい。
補正レンズとしての第2レンズL2は、物体側及び像側の何れか一方の面に少なくとも1つの変曲点を有することが好ましい。これにより、第1レンズL1によって生じた負のディストーションによって発生する各種収差のうちの像面湾曲を中心から周辺にかけて補正することができる。
12, the
Specifically, the first lens group G1 is composed of, in order from the object side to the image side, a first lens L1 which is a meniscus lens having negative power and a concave surface on the object side, a second lens L2 which is a correction lens having aspheric surfaces on the object side and the image side, and a third lens L3 which has positive power and a convex surface on the object side. In addition, the second lens group G2 is composed of a fourth lens L4 which has negative power and a concave surface on the image side, a fifth lens L5 which has positive power and a convex surface on the object side and the image side, and a sixth lens L6 which has negative power and has aspheric surfaces on the object side and the image side, sandwiching the aperture stop STOP. In addition, the
The second lens L2 as a correction lens preferably has at least one inflection point on either the object side or the image side, which makes it possible to correct the field curvature from the center to the periphery, among the various aberrations caused by the negative distortion produced by the first lens L1.
また、絞りSTOPより物体側に配置される第1レンズL1、第2レンズL2、及び第3レンズL3は第1レンズ群G1を構成し、絞りSTOPより像側に配置される第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6は第2レンズ群G2を構成する。そして、第1レンズ群G1は負のパワーを有し、第2レンズ群G2は正のパワーを有する。また、絞りSTOPは、撮像レンズ系11のFナンバー(Fno)を決める絞りである。
The first lens L1, second lens L2, and third lens L3, which are arranged on the object side of the aperture STOP, constitute the first lens group G1, and the fourth lens L4, fifth lens L5, and sixth lens L6, which are arranged on the image side of the aperture STOP, constitute the second lens group G2. The first lens group G1 has negative power, and the second lens group G2 has positive power. The aperture STOP is an aperture that determines the F-number (Fno) of the
第1レンズL1が負のパワーを有し、第1レンズL1の物体側の面S1が凹面であることにより、第1レンズL1へ入射する軸外光線の入射角を大きく変化させることができ、負のディストーション(歪曲収差)を発生させることができる。これにより、像の周辺ほど像が縮み、撮像素子21によって検出される範囲が広くなり、高画角を実現でき、広角な撮像レンズ系11を実現することができる。また、第2レンズL2が正のパワーを有することにより、集光性能を確保することができる。
Because the first lens L1 has negative power and the object-side surface S1 of the first lens L1 is concave, the angle of incidence of off-axis light rays incident on the first lens L1 can be significantly changed, generating negative distortion. This causes the image to shrink toward the periphery, widening the range detected by the
また、第1レンズL1の焦点距離をf1、第1レンズL1以外のレンズL2、L3、L4、L5、L6全体の合成焦点距離をFrとした場合に、以下の式(1)を満たすことが好ましい。
-6.0<f1/Fr<-1.5 ・・・(1)
上記の式(1)は、第1レンズL1で効果的に負のディストーションを出すための条件を、第1レンズL1の焦点距離とそれ以降のレンズの合成焦点距離の比率で表現したものである。上限を超えると負のパワーが強すぎ歪曲収差が大きくなりすぎてその補正が困難となり、下限を超えると負のディストーションの発生が不十分で画角がとりにくくなる。
したがって、広角な撮像レンズ系11を実現することができるとともに、高解像度な撮像素子を必要とせずに望遠な撮像レンズ系11を実現することができる。よって、撮像素子の解像度に依拠することなく、遠方の物体を確認可能で広い範囲を撮像可能な撮像レンズ系及び撮像装置を提供することができる。
Furthermore, when the focal length of the first lens L1 is f1 and the combined focal length of the lenses L2, L3, L4, L5, and L6 other than the first lens L1 is Fr, it is preferable to satisfy the following formula (1).
-6.0<f1/Fr<-1.5...(1)
The above formula (1) expresses the condition for effectively producing negative distortion with the first lens L1 as the ratio of the focal length of the first lens L1 to the composite focal length of the subsequent lenses. If the upper limit is exceeded, the negative power will be too strong, causing distortion to become too large and difficult to correct, and if the lower limit is exceeded, the generation of negative distortion will be insufficient, making it difficult to obtain a desired angle of view.
Therefore, it is possible to realize a wide-angle
また、第1レンズL1の像側の面S2と第2レンズL2の物体側の面S3との光軸Z上の距離をd12とし、第2レンズL2の光軸Z上の厚さをd2、第2レンズL2の像側の面S4と第3レンズL3の物体側の面S5との光軸Z上の距離をd23とし、第2レンズL2の屈折率をn2とし、D=d12+d2/n2+d23とし、撮像レンズ系11の全体の焦点距離をFとした場合に、以下の式(4)を満たす。
0.7<D/F<1.5 ・・・(4)
Furthermore, when the distance on the optical axis Z between the image side surface S2 of the first lens L1 and the object side surface S3 of the second lens L2 is d12, the thickness on the optical axis Z of the second lens L2 is d2, the distance on the optical axis Z between the image side surface S4 of the second lens L2 and the object side surface S5 of the third lens L3 is d23, the refractive index of the second lens L2 is n2, D = d12 + d2/n2 + d23, and the overall focal length of the
0.7<D/F<1.5...(4)
第1レンズL1の像側の面S2と第3レンズL3の物体側の面S5との光軸Z上の距離Dが小さすぎると、第1レンズL1の物体側の面S1において軸上光線に対する軸外光線の入射位置が近く、軸外光線の入射角が大きくなるため、負のディストーションを大きく発生させることができない。一方、距離Dが比較的大きいと、第1レンズL1の物体側の面S1における軸上光線に対する軸外光線の入射位置を遠ざけることができ、軸外光線の入射角がより小さくなるため、負のディストーションを大きく発生させることができる。そのため、D/Fは0.7より大きいことが好ましい。一方、D/Fが1.5より大きいと、第1レンズL1のレンズ径が大きくなり過ぎてしまい、撮像レンズ系11のコンパクト化が図れない。
If the distance D on the optical axis Z between the image-side surface S2 of the first lens L1 and the object-side surface S5 of the third lens L3 is too small, the incident position of the off-axis light beam relative to the on-axis light beam on the object-side surface S1 of the first lens L1 is close, and the incident angle of the off-axis light beam becomes large, so that it is not possible to generate a large negative distortion. On the other hand, if the distance D is relatively large, the incident position of the off-axis light beam relative to the on-axis light beam on the object-side surface S1 of the first lens L1 can be moved away, and the incident angle of the off-axis light beam becomes smaller, so that it is possible to generate a large negative distortion. Therefore, it is preferable that D/F is greater than 0.7. On the other hand, if D/F is greater than 1.5, the lens diameter of the first lens L1 becomes too large, and it is not possible to make the
また、光学系の半画角は40°以下であり、30°以下であることが好ましい。光学系の半画角が40°以下であることにより、撮像レンズ系の焦点距離を長くすることができる。ここで、光学系の半画角とは、瞳中心を通ってセンサの対角長の位置(対角点)に到達する光線が物体側で光軸となす角度をいう。 The half angle of view of the optical system is 40° or less, and preferably 30° or less. By making the half angle of view of the optical system 40° or less, the focal length of the imaging lens system can be increased. Here, the half angle of view of the optical system refers to the angle that a light ray that passes through the center of the pupil and reaches the diagonal length position (diagonal point) of the sensor makes with the optical axis on the object side.
本実施の形態2では、第2レンズ群G2は3枚のレンズから構成されているが、これに限らず何枚の構成であってもかまわない。
本願発明は、画角をとるための第1レンズL1と集光機能を有する第3レンズL3のみで発明の目的が達成されるものであり、これらのレンズの像側に位置するレンズは単に結像を実現するための構成であるから何枚の構成であってもかまわないのである。言い換えると、第4レンズL4以降は、像面湾曲の発生も少なく、瞳(絞り)に近いため球面収差等の結像性能を重視すれば足りるため、どのような構成であってもよい。
In the second embodiment, the second lens group G2 is composed of three lenses, but is not limited to this and may be composed of any number of lenses.
In the present invention, the object of the invention is achieved by only the first lens L1 for obtaining the angle of view and the third lens L3 having a light collecting function, and the lenses located on the image side of these lenses are merely configured to realize imaging, so it does not matter how many lenses there are. In other words, from the fourth lens L4 onwards, there is little occurrence of curvature of field, and since they are close to the pupil (aperture), it is sufficient to place importance on imaging performance such as spherical aberration, so any configuration is acceptable.
また、第1レンズL1の物体側の面S1の曲率半径をR11とした場合に、以下の式(3)を満たすことが好ましい。
-2.5<R11/F<-1 ・・・(3)
Furthermore, when the radius of curvature of the object-side surface S1 of the first lens L1 is R11, it is preferable that the following formula (3) be satisfied.
-2.5<R11/F<-1...(3)
R11/Fが-2.5より小さい場合、換言すれば、第1レンズL1の物体側の面S1の曲率半径R11が比較的小さい場合、第1レンズL1によって発生される歪曲収差が小さくなり、十分な大きさの画角の確保が難しい。一方、R11/Fが-1より大きい場合、換言すれば、第1レンズL1の物体側の面S1の曲率半径R11が比較的大きい場合、像面湾曲が大きくなりすぎ、撮像レンズ系11の結像性能の補正が難しくなってしまう。そのため、上記の式(3)を満たすことにより、十分な大きさの画角を確保しつつ、十分な結像性能も確保することができる。
When R11/F is smaller than -2.5, in other words, when the radius of curvature R11 of the object-side surface S1 of the first lens L1 is relatively small, the distortion generated by the first lens L1 becomes small, making it difficult to ensure a sufficiently large angle of view. On the other hand, when R11/F is larger than -1, in other words, when the radius of curvature R11 of the object-side surface S1 of the first lens L1 is relatively large, the field curvature becomes too large, making it difficult to correct the imaging performance of the
また、以下の式(5)を満たすことが好ましい。
0.05<d12/d23<1.0 ・・・(5)
In addition, it is preferable that the following formula (5) is satisfied.
0.05<d12/d23<1.0...(5)
d12/d23が1.0より小さいことにより、第2レンズL2が第3レンズL3よりも第1レンズL1に近い位置に配置され、第2レンズL2の面上における各入射光線の重なりが少なくなるため、各入射光線ごとの補正が可能となり、収差補正を効果的に行うことができる。また、d12/d23が0.05より大きいことが好ましい。d12/d23が0.05より小さいと、すなわち、第2レンズL2が第1レンズL1に近すぎると、撮像レンズ系11の組み立てにおいて、第1レンズL1と第2レンズL2とが干渉してしまう可能性が高くなる。
When d12/d23 is smaller than 1.0, the second lens L2 is disposed closer to the first lens L1 than the third lens L3, and the overlap of the incident rays on the surface of the second lens L2 is reduced, making it possible to correct each incident ray separately, and thus allowing for effective aberration correction. It is also preferable that d12/d23 is greater than 0.05. If d12/d23 is smaller than 0.05, i.e., if the second lens L2 is too close to the first lens L1, there is a high possibility that the first lens L1 and the second lens L2 will interfere with each other when assembling the
また、第2レンズL2の焦点距離をf2とした場合に、以下の式(6)を満たすことが好ましい。
-0.1<F/f2<0.1 ・・・(6)
この条件を満足することにより、第2のレンズL2のパワーを制限し、補正レンズとして像面補正を効率的に行うことができる。
Furthermore, when the focal length of the second lens L2 is f2, it is preferable that the following formula (6) be satisfied.
-0.1<F/f2<0.1...(6)
By satisfying this condition, the power of the second lens L2 can be limited, and the image plane can be efficiently corrected as a correction lens.
また、図13に示すように、第2レンズL2の物体側の面S3の最も外径側を透過する光線と第2レンズL2の物体側の面S3との交点P1と、第2レンズL2の物体側の面S3の最も外径側を透過する光線と像側の面S4との交点P2との光軸Zに平行な距離をET2とした場合に、以下の式(7)を満たすことが好ましい。
0.9<ET2/d2<1.1 ・・・(7)
Furthermore, as shown in FIG. 13, when the distance parallel to the optical axis Z between an intersection P1 of a ray passing through the outermost diameter side of the object-side surface S3 of the second lens L2 and the object-side surface S3 of the second lens L2 and an intersection P2 of a ray passing through the outermost diameter side of the object-side surface S3 of the second lens L2 and the image-side surface S4 is defined as ET2, it is preferable to satisfy the following formula (7):
0.9<ET2/d2<1.1 (7)
上記の式(6)及び式(7)の少なくとも一方を満たすことが好ましい。換言すれば、第2レンズL2のレンズパワーは、撮像レンズ系11の他のレンズに比べて弱いことが好ましい。これにより、第2レンズL2によって、第1レンズL1によって生じた負のディストーションによって発生する各種収差を好適に補正することが可能となる。
It is preferable that at least one of the above formulas (6) and (7) is satisfied. In other words, it is preferable that the lens power of the second lens L2 is weaker than the other lenses in the
次に、実施の形態2の撮像レンズ系11に対応する実施例について、図面を参照して説明する。
Next, an example corresponding to the
(実施例6)
図14は、実施例6に係る撮像レンズ系11を示す断面図である。具体的には、実施例1に係る撮像レンズ系11は、物体側から像側に向かって順に、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、絞りSTOP、第4レンズL4、第5レンズL5、IRカットフィルタ12からなる。また、第1レンズL1は、負のパワーを有し、物体側に凹面を有し、像側に凸面を有する。第2レンズは、正のパワーを有し、物体側及び像側に変曲点を有する非球面を有する。第3レンズL3は、正のパワーを有し、物体側に凸の非球面を有し、像側に非球面を有する。第4レンズL4は、負のパワーを有し、物体側に非球面を有し、像側に凹の非球面を有する。第5レンズL5は、正のパワーを有し、物体側及び像側に凸の非球面を有する。第6レンズL6は、正のパワーを有し、物体側及び像側に非球面を有する。第1レンズL1~第3レンズL3はガラスレンズであり、第4レンズL4~第6レンズL6は、プラスチックレンズである。また、撮像レンズ系11は、赤外領域の光をカットするためのフィルタである、IRカットフィルタ12を備えている。以下、実施例6に係る撮像レンズ系11の特性データについて説明する。
Example 6
14 is a cross-sectional view showing an
表12に、実施例6に係る撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表12に示す項目は、表1と同様であるため、その説明を省略する。ここで、実施例6に係る撮像レンズ系11の半画角は27.0°であり、Fナンバーは1.8であり、光学系全体の焦点距離Fは8.623(mm)である。
表13に、実施例6の撮像レンズ系11において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。
図15に、実施例6の撮像レンズ系11における球面収差図(縦収差図)、像面湾曲図、歪曲収差図を示す。図15に示す各収差図についての説明は図3と同様であるため、その説明を省略する。
Figure 15 shows the spherical aberration (longitudinal aberration), field curvature, and distortion diagrams for the
(実施例7)
図16は、実施例7に係る撮像レンズ系11を示す断面図である。実施例7に係る撮像レンズ系11の構成は、実施例6と同様であるため、その説明を省略する。以下、実施例7に係る撮像レンズ系11の特性データについて説明する。
(Example 7)
16 is a cross-sectional view showing an
表14に、実施例7に係る撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表14に示す項目は、表1と同様であるため、その説明を省略する。ここで、実施例7に係る撮像レンズ系11の半画角は27.0°であり、Fナンバーは1.8であり、光学系全体の焦点距離Fは8.923(mm)である。
表15に、実施例7の撮像レンズ系11において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。
図17に、実施例7の撮像レンズ系11における球面収差図(縦収差図)、像面湾曲図、歪曲収差図を示す。図17に示す各収差図についての説明は図3と同様であるため、その説明を省略する。
Figure 17 shows the spherical aberration (longitudinal aberration), field curvature, and distortion diagrams for the
(実施例8)
図18は、実施例8に係る撮像レンズ系11を示す断面図である。実施例8に係る撮像レンズ系11の構成は、実施例6と同様であるため、その説明を省略する。以下、実施例8に係る撮像レンズ系11の特性データについて説明する。
(Example 8)
18 is a cross-sectional view showing an
表16に、実施例8に係る撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表16に示す項目は、表1と同様であるため、その説明を省略する。ここで、実施例8に係る撮像レンズ系11の半画角は27.0°であり、Fナンバーは1.8であり、光学系全体の焦点距離Fは8.59(mm)である。
表17に、実施例8の撮像レンズ系11において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。
図19に、実施例8の撮像レンズ系11における球面収差図(縦収差図)、像面湾曲図、歪曲収差図を示す。図19に示す各収差図についての説明は図3と同様であるため、その説明を省略する。
Figure 19 shows the spherical aberration diagram (longitudinal aberration diagram), the field curvature diagram, and the distortion aberration diagram for the
(実施例9)
図20は、実施例9に係る撮像レンズ系11を示す断面図である。実施例9に係る撮像レンズ系11の構成は、実施例6と同様であるため、その説明を省略する。以下、実施例9に係る撮像レンズ系11の特性データについて説明する。
(Example 9)
20 is a cross-sectional view showing an
表18に、実施例9に係る撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表18に示す項目は、表1と同様であるため、その説明を省略する。ここで、実施例9に係る撮像レンズ系11の半画角は27.0°であり、Fナンバーは1.8であり、光学系全体の焦点距離Fは8.623(mm)である。
表19に、実施例9の撮像レンズ系11において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。
図21に、実施例9の撮像レンズ系11における球面収差図(縦収差図)、像面湾曲図、歪曲収差図を示す。図21に示す各収差図についての説明は図3と同様であるため、その説明を省略する。
Figure 21 shows the spherical aberration (longitudinal aberration), field curvature, and distortion diagrams for the
図15A、17A、19A、21Aの縦収差図に示すように、本実施例6~9の撮像レンズ系11によれば、波長486.1nm、587.6nm、656.3nmの縦収差が良好に補正されている。従って、撮像レンズ系11が高解像度となる。
As shown in the longitudinal aberration diagrams of Figures 15A, 17A, 19A, and 21A, the
また、図15B、17B、19B、21Bの像面湾曲図に示すように、本実施例6~9の撮像レンズ系11によれば、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ系11が高解像度となる。
In addition, as shown in the field curvature diagrams of Figures 15B, 17B, 19B, and 21B, the
また、図15C、17C、19C、21Cの歪曲収差図に示すように、本実施例6~9の撮像レンズ系11によれば、歪曲収差が良好に補正されている。従って、撮像レンズ系11が高解像度となる。
In addition, as shown in the distortion diagrams of Figures 15C, 17C, 19C, and 21C, the
また、表20に、実施例6~9に係る撮像レンズ系11の全系の焦点距離F(mm)、第1レンズL1~第6レンズL6の焦点距離f1~f6(mm)、第1レンズ以外のレンズ全体の合成焦点距離をFr(mm)、第1レンズL1の物体側の面S1の曲率半径R11(mm)、第1レンズL1の像側の面S2と第2レンズL2の物体側の面S3との光軸Z上の距離d12(mm)、第2レンズL2の光軸Z上の厚さd2(mm)、第2レンズL2の像側の面S4と第3レンズL3の物体側の面S5との光軸Z上の距離d23(mm)、第1レンズL1の像側の面S2と第3レンズL3の物体側の面S5との光軸Z上の距離D(mm)、第2レンズL2の物体側の面S3の最も外径側を透過する光線と像側の面S4との交点との光軸Zに平行な距離ET2(mm)、第4レンズL4と第5レンズL5からなる接合レンズの合成焦点距離f4/5(mm)、撮像レンズ系11の光学長tol(mm)、D/Fの値、f1/Frの値、R11/Fの値、d12/d23の値、F/f2の値、及びET2/d2の値を示す。表20に示す値は、光線の波長が555nm、環境温度t(℃)が25(℃)のときの値である。
実施例6~9において、第1レンズL1が負のパワーを有し、物体側に凹面を有することにより、半画角が27.0°である広角な撮像レンズ系11を実現することができている。また、表20に示すように、実施例6~9において、f1/Frの値は、上記の式(1)を満たしている。これにより、第1レンズL1において効果的に負のディストーションを発生させて、広角な撮像レンズ系11を実現することができる。
また、実施例6~9において、光学系全体の半画角は40°以下であるため、実施例6~9に係る撮像レンズ系11の焦点距離Fは8.55~8.93となっており、望遠な撮像レンズ系11を実現することができている。換言すれば、撮像素子21の解像度に依拠することなく、望遠な撮像レンズ系11を実現することができている。また、実施例6~9において、第1レンズL1が負のパワーを有し、物体側に凹面を有することにより、半画角が27.0°である広角な撮像レンズ系11を実現することができている。
また、実施例6~9において、補正レンズとしての第2レンズL2は、物体側及び像側の面に1つの変曲点を有している。これにより、第1レンズL1によって生じた負のディストーションによって発生する各種収差のうちの像面湾曲を中心から周辺にかけて補正することができる。例えば、図15B、17B、19B、21Bに示すように、実施例6~9において、像面湾曲が良好な値となっている。
In Examples 6 to 9, the first lens L1 has negative power and a concave surface on the object side, thereby realizing a wide-angle
In addition, in Examples 6 to 9, the half angle of view of the entire optical system is 40° or less, so the focal length F of the
In addition, in Examples 6 to 9, the second lens L2 as a correction lens has one inflection point on the object side and the image side surface. This makes it possible to correct the field curvature, which is one of the various aberrations caused by the negative distortion caused by the first lens L1, from the center to the periphery. For example, as shown in Figures 15B, 17B, 19B, and 21B, in Examples 6 to 9, the field curvature has a good value.
表20に示すように、実施例6~9において、D/Fの値は、上記の式(4)を満たしている。そのため、D/Fが0.7より大きいことにより、第1レンズL1によって、十分な大きさの負のディストーション(歪曲収差)を発生させることができる。これにより、撮像レンズ系11の広角を実現することができる。実際、実施例6~9の撮像レンズ系11の半画角は、27.0となっており、十分な大きさを確保することができている。一方、D/Fが1.5より小さいことにより、第1レンズL1のレンズ径の増大を防ぐことができ、撮像レンズ系11のコンパクト化を図ることができる。
また、第3レンズL3が正のパワーを有するとともに、第2レンズ群G2が正のパワーを有することにより、撮像レンズ系11の集光性能を確保することができている。例えば、図15、17、19、21、23に示すように、実施例6~9において、縦収差、像面湾曲、及び、歪曲収差が良好な値となっている。したがって、実施例6~9において、撮像レンズ系11の望遠を実現することができている。
As shown in Table 20, in Examples 6 to 9, the value of D/F satisfies the above formula (4). Therefore, since D/F is greater than 0.7, a sufficiently large negative distortion (distortion aberration) can be generated by the first lens L1. This allows the
In addition, the third lens L3 has a positive power, and the second lens group G2 has a positive power, thereby ensuring the light-collecting performance of the
また、表20に示すように、実施例6~9において、R11/Fの値は、上記の式(3)を満たしている。R11/Fが-2.5より大きいことにより、第1レンズL1の物体側の面S1の曲率半径R11を十分な大きさとすることができ、第1レンズL1によって発生される歪曲収差を十分な大きさとすることができる。そのため、撮像レンズ系11の画角を十分な大きさとすることができている。一方、R11/Fが-1より小さいことにより、第1レンズL1の物体側の面S1の曲率半径R11が大きくなり過ぎるのを防ぎ、像面湾曲の増大を防ぐことができる。そのため、撮像レンズ系11の結像性能の補正が行い易くなっている。
Also, as shown in Table 20, in Examples 6 to 9, the value of R11/F satisfies the above formula (3). Because R11/F is greater than -2.5, the radius of curvature R11 of the object-side surface S1 of the first lens L1 can be made sufficiently large, and the distortion aberration generated by the first lens L1 can be made sufficiently large. Therefore, the angle of view of the
また、表20に示すように、実施例6~9において、d12/d23の値は上記の式(5)を満たしている。そのため、d12/d23が1.0より小さいことにより、収差補正を効果的に行うことができる。一方、d12/d23が0.05より大きいことにより、第1レンズL1と第2レンズL2とが干渉してしまうことを防ぐことができる。 Furthermore, as shown in Table 20, in Examples 6 to 9, the value of d12/d23 satisfies the above formula (5). Therefore, when d12/d23 is smaller than 1.0, aberration correction can be performed effectively. On the other hand, when d12/d23 is larger than 0.05, interference between the first lens L1 and the second lens L2 can be prevented.
また、表20に示すように、実施例6~9において、F/f2の値は上記の式(6)を満たし、ET2/d2の値は上記の式(7)を満たしている。そのため、第2レンズL2のレンズパワーは、撮像レンズ系11の他のレンズに比べて弱く、第2レンズL2によって、第1レンズL1によって生じた負のディストーションによって発生する各種収差を好適に補正することが可能となる。
Also, as shown in Table 20, in Examples 6 to 9, the values of F/f2 satisfy the above formula (6), and the values of ET2/d2 satisfy the above formula (7). Therefore, the lens power of the second lens L2 is weaker than the other lenses in the
なお、本発明は上記実施例に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本発明の撮像レンズ系の用途は、車載カメラや監視カメラに限定されるものではなく、携帯電話等の小型電子機器に搭載する等の他の用途にも用いられてもよい。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the invention. For example, the use of the imaging lens system of the present invention is not limited to vehicle-mounted cameras and surveillance cameras, and it may also be used for other purposes, such as being mounted on small electronic devices such as mobile phones.
11 撮像レンズ系
12 ガラス(IRカットフィルタ)
20 撮像装置
21 撮像素子
22 カバーガラス
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
L6 第6レンズ
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
STOP 絞り
IMG 結像面
11
20
Claims (4)
前記第1レンズの焦点距離をf1、前記第1レンズ以外のレンズ全体の合成焦点距離をFrとした場合に、以下の式(1)を満たし、
-6.0<f1/Fr<-1.5 ・・・(1)
前記第1レンズの像側の面と前記第2レンズの物体側の面との光軸上の距離をd12とし、光学系全体の焦点距離をFとした場合に、以下の式(2)を満たす、撮像レンズ系。
0.7<d12/F<1.5 ・・・(2) a first lens group including, in order from the object side to the image side, a first lens having a concave surface facing the object side and having negative power, and a second lens having positive power; and a second lens group including, in order from the object side to the image side, a third lens having negative power , a fourth lens having positive power, and a fifth lens having negative power .
When the focal length of the first lens is f1 and the composite focal length of all the lenses other than the first lens is Fr, the following formula (1) is satisfied:
-6.0<f1/Fr<-1.5...(1)
An imaging lens system which satisfies the following formula (2), where d12 is a distance on the optical axis between an image-side surface of the first lens and an object-side surface of the second lens, and F is a focal length of the entire optical system.
0.7<d12/F<1.5...(2)
-2.5<R11/F<-1 ・・・(3) The imaging lens system according to claim 1 , wherein the following formula (3) is satisfied when the radius of curvature of the object side of the first lens is R11:
-2.5<R11/F<-1...(3)
前記撮像レンズ系の焦点位置に配置された撮像素子と、を備える撮像装置。 An imaging lens system according to any one of claims 1 to 3 ;
an imaging element disposed at a focal position of the imaging lens system.
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