JP2001133685A - 撮像レンズ、電子スチルカメラおよびビデオカメラ - Google Patents

撮像レンズ、電子スチルカメラおよびビデオカメラ

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JP2001133685A JP31197599A JP31197599A JP2001133685A JP 2001133685 A JP2001133685 A JP 2001133685A JP 31197599 A JP31197599 A JP 31197599A JP 31197599 A JP31197599 A JP 31197599A JP 2001133685 A JP2001133685 A JP 2001133685A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮影距離の広い範囲で画像全体の解像度が高
く、光学全長が短い撮像レンズを提供する。 【解決手段】 物体側から順に、負パワーの第１レンズ
群と、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レン
ズ群と、正パワーの第４レンズ群と、第２レンズ群と第
３レンズ群との間に配置される絞りとを備える。第１レ
ンズ群は物体側から順に、曲率の強い面を像側に向けた
負メニスカスレンズの第１レンズと、曲負レンズの第２
レンズとを備え、第２レンズ群は両凸レンズの第３レン
ズを備え、第３レンズ群は正レンズの第４レンズと、両
凹レンズの第５レンズと、曲率の強い面を像側に向けた
正レンズの第６レンズとを備え、第４レンズ群は正レン
ズの第７レンズを備え、少なくとも第６レンズの像側の
面は非球面である。上記の構成とすることにより、撮影
距離の広い範囲で画面全体の解像度が高く、光学全長の
短い撮像レンズを提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】電子スチルカメラやビデオカ
メラ等に用いられる高画質の撮像レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】パーソナルコンピュータの進歩、普及と
相まって、電子スチルカメラが急速に普及している。電
子スチルカメラに用いられる固体撮像素子の総画素数は
100万画素を超え、最近では総画素数が200万画素を超え
る固体撮像素子を搭載した電子スチルカメラが商品化さ
れるようになった。ビデオカメラも動画の他に高画質の
静止画を撮影できる機能を搭載するようになった。
【０００３】電子スチルカメラやビデオカメラに用いる
撮像レンズは、固体撮像素子の画素数が増大すると、次
のような点に注意する必要がある。
【０００４】固体撮像素子の画素数増大に対応して、撮
像レンズの解像度を向上させる必要がある。
【０００５】固体撮像素子は、画面サイズが同じままで
画素数を増大させると画素ピッチが小さくなり、開口率
が低下し、受光感度が低下する。そこで、固体撮像素子
の各画素に微小正レンズを設けて、実効的な開口率を高
くすることにより、受光感度の低下を防ぐようにしてい
る。この場合、各微小正レンズから出射する光の大半を
対応する各画素の受光領域に到達させるために、撮像レ
ンズは各画素に入射する主光線を光軸と平行に、つまり
テレセントリックにする必要がある。画素ピッチが小さ
くなるほど、テレセントリック性を良好にする必要があ
る。
【０００６】また、撮像レンズと固体撮像素子の受光面
との間には、赤外カットフィルタ、光学ローパスフィル
タ、固体撮像素子のカバーガラス、カバーガラスと受光
面との間の空気間隔が配置されるため、撮像レンズはバ
ックフォーカスを長くする必要がある。
【０００７】電子スチルカメラ、ビデオカメラはカメラ
本体のコンパクト化が要望されており、このためには、
撮像レンズの光学全長（撮像レンズの物体側先端から固
体撮像素子の受光面までの距離）を短くする必要があ
る。
【０００８】電子スチルカメラに用いる固定焦点の撮像
レンズとして、レトロフォーカス型でテレセントリック
性を良好にした固定焦点レンズが用いられている（例え
ば、特開平１１−２３９６１号公報、特開平１１−２４
９００９号公報など）。これらの撮像レンズは、自動フ
ォーカス調整のために、固体撮像素子に近接する１枚の
正レンズまたは絞りより像側のレンズ群を光軸方向に移
動させてフォーカス調整を行うようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、固体撮
像素子の画素数が増大すると、撮像レンズの解像度も高
くする必要がある。そのためには、諸収差を小さくする
必要がある。前述の特開平１１−２３９６１号公報に開
示されている撮像レンズに比べて、球面収差、非点収差
などの諸収差をより小さくする必要がある。
【００１０】電子スチルカメラの通常の撮影距離は∞〜
0.5ｍと設定していることが多いが、従来の撮像レンズ
では、撮影距離が∞の場合には画面全体で解像度が良好
であるが、撮影距離が0.5ｍの場合には画面中心の解像
度は高いものの、画面周辺部の解像度が低いという問題
があった。また、マクロモードとして撮影距離が0.2ｍ
程度の近距離でも撮影可能としているが、画面中心の解
像度は良好でも画面周辺部では解像度が極端に低いとい
う問題があった。
【００１１】本発明は、撮影距離の広い範囲で解像度が
高く、光学全長が短い撮像レンズを提供することを目的
とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の撮像レンズは以下のように構成してい
る。
【００１３】本発明の第１の撮像レンズは、物体側から
順に、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レン
ズ群と、正パワーの第３レンズ群と、正パワーの第４レ
ンズ群と、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間
に配置される絞りとを備え、前記第１レンズ群は物体側
から順に曲率の強い面を像側に向けた負メニスカスレン
ズと、負レンズとを備え、前記第２レンズ群は両凸レン
ズを備え、前記第３レンズ群は物体側から順に正レンズ
と、両凹レンズと、曲率の強い面を像側に向けた正レン
ズとを備え、前記第４レンズ群は正レンズを備え、少な
くとも前記第３レンズ群の最も像側の面は非球面であ
り、撮影距離が∞の場合のレンズ系全体の合成焦点距離
をｆ、前記第１レンズ群の合成焦点距離をｆG1、前記第
２レンズ群の合成焦点距離をｆG2、前記第３レンズ群の
合成焦点距離をｆG3、前記第４レンズ群の合成焦点距離
をｆG4として、 ０．８＜｜ｆG1｜／ｆ＜１．２ ‥‥‥（１） １．３＜ｆG2／ｆ＜２．４ ‥‥‥（２） １．２＜ｆG3／ｆ＜２．３ ‥‥‥（３） １．６＜ｆG4／ｆ＜２．６ ‥‥‥（４） の各条件を満足するように構成したものである。
【００１４】上記第１の撮像レンズにおいて、さらに、
第３レンズ群の最も物体側のレンズの屈折率をｎA、そ
のレンズの物体側の面の曲率半径をｒAとして、 ０．９＜ｒA／ｆ(ｎA−１)＜１．８ ‥‥‥（５） の条件を満足するように構成するのが望ましい。
【００１５】第３レンズ群の最も物体側の面も非球面に
するとよい。
【００１６】第３レンズ群を構成する少なくとも３枚の
レンズのうち像側の２枚のレンズを接合してもよい。第
４レンズ群は正レンズと負レンズとを接合したものでも
よい。
【００１７】第４レンズ群と像面との間に所定の平行平
板素子が配置された状態で、第３レンズ群と前記第４レ
ンズ群との間の空気間隔は、絞りから前記像面までの間
に存在する空気間隔の中で最大となるようにするとよ
い。
【００１８】本発明の第２の撮像レンズは、物体側から
順に、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レン
ズ群と、正パワーの第３レンズ群と、正パワーの第４レ
ンズ群と、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間
に配置される絞りとを備え、前記第１レンズ群を光軸に
沿って移動させることによりフォーカス調整を行うよう
にしたものである。
【００１９】上記第２の撮像レンズにおいて、第１レン
ズ群は物体側から順に曲率の強い面を像側に向けた負メ
ニスカスレンズと、負レンズとを備え、第２レンズ群は
両凸レンズを備え、第３レンズ群は物体側から順に正レ
ンズと、両凹レンズと、曲率の強い面を像側に向けた正
レンズとを備え、第４レンズ群は正レンズを備え、少な
くとも前記第３レンズ群の最も像側の面は非球面であ
り、撮影距離が∞の場合のレンズ系全体の合成焦点距離
をｆ、前記第１レンズ群の合成焦点距離をｆG1、前記第
２レンズ群の合成焦点距離をｆG2、前記第３レンズ群の
合成焦点距離をｆ G3、前記第４レンズ群の合成焦点距離
をｆG4として、 ０．８＜｜ｆG1｜／ｆ＜１．２ ‥‥‥（１） １．３＜ｆG2／ｆ＜２．４ ‥‥‥（２） １．２＜ｆG3／ｆ＜２．３ ‥‥‥（３） １．６＜ｆG4／ｆ＜２．６ ‥‥‥（４） の各条件を満足するように構成するとよい。
【００２０】さらに、第３レンズ群の最も物体側のレン
ズの屈折率をｎA、そのレンズの物体側の面の曲率半径
をｒAとしたときに、 ０．９＜ｒA／ｆ(ｎA−１)＜１．８ ‥‥‥（５） の条件を満足するのが望ましい。
【００２１】また、第３レンズ群の最も物体側の面も非
球面にするとよい。
【００２２】第３レンズ群を構成する少なくとも３枚の
レンズのうち像側の２枚のレンズを接合してもよい。第
４レンズ群は正レンズと負レンズとを接合したものでも
よい。
【００２３】第４レンズ群と像面との間に所定の平行平
板素子が配置された状態で、第３レンズ群と前記第４レ
ンズ群との間の空気間隔は、絞りから前記像面までの間
に存在する空気間隔の中で最大となるようにするとよ
い。
【００２４】本発明の第１の電子スチルカメラおよび第
１のビデオカメラは、固体撮像素子と、撮像レンズとを
備え、前記撮像レンズとして前記第１の撮像レンズを用
いたものである。
【００２５】本発明の第２の電子スチルカメラおよび第
２のビデオカメラは、固体撮像素子と、撮像レンズとを
備え、前記撮像レンズとして前記第２の撮像レンズを用
いたものである。
【００２６】上記第１および第２の電子スチルカメラお
よび上記第１および第２のビデオカメラにおいて、固体
撮像素子は画素ごとに微小正レンズを備えたものを用い
ることができる。
【００２７】上記第２の電子スチルカメラおよび第２の
ビデオカメラでは、撮像レンズの最も像側のレンズから
固体撮像素子の受光面までの間の空間を密閉構造にする
とよい。また、撮像レンズの物体側に平行平面の透明板
を配置してもよい。
【００２８】前述の条件式について説明する。
【００２９】条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の負パ
ワーを規制することにより、レンズ系全体の諸収差をバ
ランス良く補正するとともに、光学全長を極力短くする
ための条件である。｜ｆG1｜／ｆが上限１．２を越える
と、第１レンズ群Ｇ１に含まれる凹面の曲率半径が大き
くなるために、レンズ系全体のペッツバール和が小さく
ならず、像面湾曲を小さくすることが困難となり、固体
撮像素子の受光面における解像度を画面全体で良好にす
ることが困難となる。また、第１レンズ群Ｇ１の負パワ
ーが弱いために、所定のバックフォーカスを得ようとす
ると第１レンズ群Ｇ１と第２レンズＧ２との間の空気間
隔を長くせざるを得なくなり、光学全長を短くすること
が困難となる。一方、｜ｆG1｜／ｆが下限０．８を越え
ると、第１レンズ群Ｇ１に含まれる凹面の曲率半径が小
さくなるためにペッツバール和は小さくなるが、第１レ
ンズ群Ｇ１で発生するコマ収差、非点収差が過大とな
り、これらの収差を第２レンズ群Ｇ２以降で補正するこ
とが困難となる。
【００３０】条件式（２）は、条件式（１）と組み合わ
せて、レンズ系全体の諸収差をバランス良く補正するた
めの条件である。ｆG2／ｆが上限２．４を越えると、第
２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とで構成されるレン
ズ系に必要な正パワーを第３レンズ群Ｇ３が過大に負担
することになり、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズＧ２と
で発生する諸収差を第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ
４とで補正することが困難となる。一方、ｆG2／ｆが下
限１．３を越えると、第２レンズ群Ｇ２が正の歪曲収差
を発生するのでレンズ系全体の歪曲収差小さくすること
ができるものの、ペッツバール和を小さくすることがで
きないために、像面湾曲を良好に補正することが困難と
なる。
【００３１】条件式（３）は、条件式（１）および条件
式（２）と組み合わせて、レンズ系全体の諸収差をバラ
ンス良く補正するための条件である。ｆG3／ｆが上限
２．３を越えると、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ
３とで構成されるレンズ系に必要な正パワーが不足する
ために、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の
空気間隔を長くすることになり、光学全長が長くなって
しまう。一方、ｆG3／ｆが下限１．２を越えると、第３
レンズ群Ｇ３が過大な負の歪曲収差を発生するため、第
３レンズ群Ｇ３の最も像側に近いレンズ面が非球面であ
っても、レンズ系全体の歪曲収差を小さくすることが困
難となる。
【００３２】条件式（４）は、テレセントリック性を良
好にするための条件である。ｆG4／ｆが上限２．６を越
えると、第４レンズ群Ｇ４の正パワーが不足するため
に、テレセントリック性を良好にすることが困難とな
る。この場合、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４と
の間の空気間隔を長くすることによりテレセントリック
性を補正することができるが、これでは光学全長が長く
なってしまう。一方、ｆG4／ｆが下限１．６を越える
と、テレセントリック性は良好にできるが、第４レンズ
群Ｇ４が過大な負の歪曲収差を発生するため、レンズ系
全体の歪曲収差を小さくすることが困難となる。
【００３３】条件式（５）は、像面湾曲を小さくすると
ともに光学全長を短くするための条件である。条件式
（５）のｒA／ｆ(ｎA−１) は第３レンズ群Ｇ３の絞り
に最も近い面の焦点距離のレンズ系全体の焦点距離ｆに
対する比である。ｒA／ｆ(ｎA−１)が上限１．８を越え
ると、第３レンズ群Ｇ３の主点が像側に近くなるため、
テレセントリック性を良好にしようとすると、第３レン
ズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間の空気間隔を長くする
ことになり、光学全長が長くなってしまう。無理に光学
全長を短くしようとすると、第２レンズ群Ｇ２または第
３レンズ群Ｇ３の正パワーを強くすることになり、ペッ
ツバール和を小さくすることができず、像面湾曲を良好
に補正することが困難となる。また、第１レンズ群Ｇ１
と第２レンズ群Ｇ２で発生するコマ収差を第３レンズ群
Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とで補正し切れなくなる。一
方、ｒA／ｆ(ｎA−１) が下限０．９を越えると、第３
レンズ群Ｇ３の２つの主点が絞りに近づき、第３レンズ
群Ｇ３のバックフォーカスが短くなるため、テレセント
リック性を良好にしても絞りから像面までの長さを短く
することができ、光学全長を短くすることができるが、
ペッツバール和が大きくなるために像面湾曲を良好に補
正することが困難となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面および表を用いて具体的に説明する。
【００３５】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における撮像レンズの構成を示したものである。
【００３６】７枚のレンズで構成され、第１レンズ１１
と第２レンズ１２とはいずれも曲率の強い面を像側に向
けた負メニスカスレンズ、第３レンズ１３は両凸レン
ズ、第４レンズ１４は物体側の面が非球面の両凸レン
ズ、第５レンズ１５は両凹レンズ、第６レンズ１６は像
側の面が非球面の両凸レンズ、第７レンズ１７は両凸レ
ンズである。第３レンズ１３と第４レンズ１４との間に
は絞り１８が配置されている。
【００３７】第１レンズ１１と第２レンズ１２とで第１
レンズ群Ｇ１が構成され、第３レンズ１３で第２レンズ
群Ｇ２が構成され、第４レンズ４、第５レンズ１５およ
び第６レンズ１６で第３レンズ群Ｇ３が構成され、第７
レンズ１７で第４レンズ群Ｇ４が構成されている。
【００３８】第４レンズ群Ｇ４の像側には赤外カットフ
ィルタと光学ローパスフィルタとを組み合わせたフィル
タが配置され、その像側には撮像素子が配置される。固
体撮像素子は撮像面の物体側にカバーガラスが設けられ
ている。図１ではフィルタとカバーガラスとを１つの等
価な平行平板素子Ｆで表し、固体撮像素子の受光面をＰ
で表している。
【００３９】図１に示した撮像レンズの撮影距離が∞の
場合のレンズデータを表１に示す。表中の長さの単位は
すべてｍｍである。ｉは物体側から順に付した面番号、
ｊは物体側から順に付したレンズ番号、Ｌｊは第ｊレン
ズ、Ａは絞り、Ｆは等価平行平板素子、Ｐは固定撮像素
子の受光面である。ｒiは第ｉ面の曲率半径、ｄiは第ｉ
面から次の面までの間隔、ｎj，νjはそれぞれ第ｊレン
ズのｄ線における屈折率、アッベ数、ｎF，νFはそれぞ
れ等価平行平板素子Ｆのｄ線における屈折率、アッベ数
である。＊印を付した面は非球面であり、非球面形状は
次式で定義している。
【００４０】
【数１】
【００４１】ここで、κiは第ｉ面の円錐定数、Ｄi，Ｅ
i，Ｆi，Ｇiはそれぞれ第ｉ面の４次、６次、８次、１
０次の非球面係数であり、ｈは光軸からの高さ、Ｓは第
ｉ面の非球面上の高さｈの点におけるサグ量である。
【００４２】
【表１】
【００４３】ｆはレンズ系全体の合成焦点距離、ＦNOは
撮影距離が∞の場合の口径比、Ｌは撮影距離が∞の場合
の光学全長、Ｄは有効像円の直径、ｆG1は第１レンズ群
の合成焦点距離、ｆG2は第２レンズ群の合成焦点距離、
ｆG3は第３レンズ群の合成焦点距離、ｆG4は第４レンズ
群の合成焦点距離である。
【００４４】図１に示した撮像レンズの作用について説
明する。
【００４５】本発明の撮像レンズは、物体側の画角を大
きくするために、広角化に有利なレトロフォーカス型レ
ンズを採用し、テレセントリック性を良好にするため
に、レトロフォーカス型レンズの像側に正レンズを付加
している。つまり、第１レンズ群Ｇ１が負パワーであ
り、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを組み合わ
せたレンズ系が正パワーとなっているため、第１レンズ
群Ｇ１から第３レンズ群Ｇ３までのレンズ系によりレト
ロフォーカス型レンズが構成されている。第４レンズ群
Ｇ４がテレセントリック性を良好にするためのレンズで
ある。
【００４６】第４レンズ群Ｇ４から像面までの間の空間
に、赤外カットフィルタ、光学ローパスフィルタ、撮像
素子のカバーガラスを配置する空間を確保することがで
きる。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の空
気間隔は、絞りから像面までの間に存在する空気間隔の
中で最大となるようにしている。撮像レンズの光学全長
を短くするには、各部の空気間隔を短くするとよいが、
テレセントリック性を良好にすることを考慮すると、第
３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の空気間隔だ
けは長くした方が有利である。
【００４７】レトロフォーカス型レンズは負の歪曲収差
が発生しやすく、また第４レンズ群Ｇ４も負の歪曲収差
を発生しやすいが、第１レンズ群Ｇ１を２枚の負レンズ
で構成し、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面を非球面に
することにより、レンズ系全体の負の歪曲収差の低減を
図っている。また、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面
を非球面とすることにより、レンズ系全体の球面収差を
良好に補正している。
【００４８】撮影距離が変化した場合のフォーカス調整
は、第２レンズ群Ｇ２から撮像素子までのレンズは固定
し、第１レンズ群Ｇ１だけを光軸方向に移動させること
により行う。撮影距離が短くなるにつれて、第１レンズ
群Ｇ１が物体側に出ていく。所定の撮影距離の全範囲ま
たは大半の範囲において、撮影距離が変化したときに球
面収差と非点収差とがともに同一の方向に変化し、しか
も変化の程度が同一となるようにしている。
【００４９】第１レンズ群Ｇ１は２枚のレンズで構成さ
れ、移動する他の機構部品も含めた移動部分が軽いので
パワーの小さいモータにより高速で移動させることが可
能である。レンズ系全体を移動させてフォーカス調整を
行う方法では、一般に、撮影距離が変化すると像面にお
ける球面収差と非点収差とが変化するために、撮影距離
の広い範囲で画面全体の解像度を良好にすることが困難
であるが、本発明の撮像レンズでは、所定の撮影距離の
全範囲または大半の範囲において、撮影距離が変化した
ときに球面収差と非点収差とがともに同一の方向に変化
し、しかも変化の程度が同一となるようにしているた
め、撮影距離の広い範囲で画面全体の解像度を良好にす
ることができる。
【００５０】図１に示した撮像レンズの絞り開放時の収
差図を図２、図３、図４に示す。図２は撮影距離が∞の
場合の球面収差、非点収差、歪曲収差、図３は撮影距離
が0.5ｍの場合の球面収差、非点収差、歪曲収差、図４
は撮影距離が0.2ｍの場合の球面収差、非点収差、歪曲
収差である。Ｗは半画角である。図２〜図４より撮影距
離が変化した場合でも諸収差が良好に補正されているこ
とが分かる。特に、撮影距離が∞から短くなった場合
に、球面収差と非点収差が同じアンダーの方向に傾斜
し、しかもその傾斜量がほぼ同じであるので、撮影距離
が∞〜0.2ｍの広い範囲で画面全体の解像度を高くする
ことができる。
【００５１】固体撮像素子として、画素数が水平1800×
垂直1200、画素ピッチが水平、垂直とも4.2μｍで各画
素を正方配列したものを用いることができる。
【００５２】撮影距離が∞の場合の第１レンズ群の先端
から撮像素子までの距離（光学全長）をＬ、固体撮像素
子の有効領域の対角長をＤとしたときに、Ｌ／Ｄを光学
全長比と呼ぶことにすると、図１に示した撮像レンズの
光学全長比は2.97となっている。
【００５３】第４レンズ１４、第５レンズ１５、第６レ
ンズ１６の３枚のレンズは偏心公差が厳しいが、第５レ
ンズ１５と第６レンズ１６とを突き当てにすれば、第５
レンズ１５と第６レンズ１６の偏心誤差を小さくするこ
とができる。
【００５４】なお、第２レンズ１２と第３レンズ１３と
の間の空気間隔をｄ4＝2.22ｍｍで固定して、レンズ系
全体を移動させることによりフォーカス調整を行うこと
もでき、この場合には撮影距離が∞〜0.5ｍの範囲で画
面全体の解像度が良好な画像を得ることができる。
【００５５】（実施の形態２）図５は本発明の実施の形
態２における撮像レンズの構成を示したものである。
【００５６】図１に示した撮像レンズと同様に、７枚の
レンズで構成され、第１レンズ２１と第２レンズ２２と
はいずれも曲率の強い面を像側に向けた負メニスカスレ
ンズ、第３レンズ２３は両凸レンズ、第４レンズ２４は
物体側の面が非球面の両凸レンズ、第５レンズ２５は両
凹レンズ、第６レンズ２６は像側の面が非球面の両凸レ
ンズ、第７レンズ２７は両凸レンズである。第５レンズ
２５と第６レンズ２６とは接合されている。第３レンズ
２３と第４レンズ２４との間には絞り２８が配置されて
いる。
【００５７】第１レンズ群Ｇ１は第１レンズ２１と第２
レンズ２２とで構成され、第２レンズ群Ｇ２は第３レン
ズ２３で構成され、第３レンズ群Ｇ３は第４レンズ２
４、第５レンズ２５および第６レンズ２６で構成され、
第４レンズ群Ｇ４は第７レンズ２７で構成されている。
第４レンズ群Ｇ４の像側には、フィルタ、カバーガラス
と等価な平行平板素子Ｆが配置され、その像側には固体
撮像素子の受光面Ｐが配置される。
【００５８】図５に示した撮像レンズの撮影距離が∞の
場合のレンズデータを表２に示す。各パラメータの定義
は表１と同一である。
【００５９】
【表２】
【００６０】撮影距離が変化した場合のフォーカス調整
は、第２レンズ群Ｇ２から撮像素子までのレンズは固定
し、第１レンズ群Ｇ１だけを光軸方向に移動させること
により行う。
【００６１】図５に示した撮像レンズの絞り開放時の収
差図を図６、図７、図８に示す。図６は撮影距離が∞の
場合の球面収差、非点収差、歪曲収差、図７は撮影距離
が0.5ｍの場合の球面収差、非点収差、歪曲収差、図８
は撮影距離が0.2ｍの場合の球面収差、非点収差、歪曲
収差である。図６〜図８より撮影距離が変化した場合で
も諸収差が良好に補正されていることが分かる。特に、
撮影距離が∞から短くなった場合に、球面収差と非点収
差が同じアンダーの方向に傾斜し、しかもその傾斜量が
ほぼ同じであるので、撮影距離が∞〜0.2ｍの広い範囲
で画面全体の解像度を高くすることができる。
【００６２】固体撮像素子として、画素数が水平1800×
垂直1200、画素ピッチが水平、垂直とも4.2μｍで各画
素を正方配列したものを用いることができる。
【００６３】また、第４レンズ２４、第５レンズ２５、
第６レンズ２６の３枚は偏心公差が厳しいが、第５レン
ズ２５と第６レンズ２６とを接合すると、第５レンズ２
５と第６レンズ２６の偏心誤差を小さくすることができ
る。
【００６４】なお、第２レンズ２２と第３レンズ２３と
の間の空気間隔をｄ４＝2.22ｍｍで固定して、レンズ系
全体を移動させることによりフォーカス調整を行うこと
もでき、この場合には撮影距離が∞〜0.5ｍの範囲で画
面全体の解像度が良好な画像を得ることができる。
【００６５】（実施の形態３）図９は本発明の実施の形
態３における撮像レンズの構成を示したものである。
【００６６】図１に示した撮像レンズと同様に、７枚の
レンズで構成され、第１レンズ３１は曲率の強い面を像
側に向けた負メニスカスレンズ、第２レンズ３２は曲率
の強い面を像に向けた両凹レンズ、第３レンズ３３は両
凸レンズ、第４レンズ３４は両凸レンズ、第５レンズ３
５は両凹レンズ、第６レンズ３６は像側の面が非球面の
両凸レンズ、第７レンズ３７は両凸レンズである。第３
レンズ３３と第４レンズ３４との間には絞り３８が配置
されている。
【００６７】第１レンズ群Ｇ１は第１レンズ３１と第２
レンズ３２とで構成され、第２レンズ群Ｇ２は第３レン
ズ３３で構成され、第３レンズ群Ｇ３は第４レンズ３
４、第５レンズ３５および第６レンズ３６で構成され、
第４レンズ群Ｇ４は第７レンズ３７で構成されている。
第４レンズ群Ｇ４の像側には、平行平板素子Ｆが配置さ
れ、その像側には固体撮像素子の受光面Ｐが配置され
る。
【００６８】図９に示した撮像レンズの撮影距離が∞の
場合のレンズデータを表３に示す。各パラメータの定義
は表１と同一である。
【００６９】
【表３】
【００７０】撮影距離が変化した場合のフォーカス調整
は、第２レンズ群Ｇ２から撮像素子までのレンズは固定
し、第１レンズ群Ｇ１だけを光軸方向に移動させること
により行う。
【００７１】図９に示した撮像レンズの絞り開放時の収
差図を図１０、図１１、図１２に示す。図１０は撮影距
離が∞の場合、図１１は撮影距離が0.5ｍの場合、図１
２は撮影距離が0.2ｍの場合の球面収差、非点収差、歪
曲収差である。図１０〜図１２より撮影距離が変化した
場合でも諸収差が良好に補正されていることが分かる。
【００７２】固体撮像素子として、画素数が水平1800×
垂直1200、画素ピッチが水平、垂直とも4.2μｍで各画
素を正方配列したものを用いることができる。
【００７３】なお、第２レンズ３２と第３レンズ３３と
の間の空気間隔をｄ4＝2.02ｍｍで固定して、レンズ系
全体を移動させることによりフォーカス調整を行うこと
もでき、この場合には撮影距離が∞〜0.5ｍの範囲で画
面全体の解像度が良好な画像を得ることができる。
【００７４】（実施の形態４）図１３は本発明の実施の
形態４における撮像レンズの構成を示したものである。
【００７５】８枚のレンズで構成され、第１レンズ４１
と第２レンズ４２とはいずれも曲率の強い面を像側に向
けた負メニスカスレンズ、第３レンズ４３は両凸レン
ズ、第４レンズ４４は物体側の面が非球面の両凸レン
ズ、第５レンズ４５は両凹レンズ、第６レンズ４６は像
側の面が非球面の両凸レンズ、第７レンズ４７は両凸レ
ンズ、第８レンズ４８は曲率の強い面を物体側に向けた
負メニスカスレンズであり、第７レンズ４７と第８レン
ズ４８とは接合されている。第３レンズ４３と第４レン
ズ４４との間には絞り４９が配置されている。
【００７６】第１レンズ４１と第２レンズ４２とで第１
レンズ群Ｇ１が構成され、第３レンズ４３で第２レンズ
群Ｇ２が構成され、第４レンズ４４、第５レンズ４５お
よび第６レンズ４６で第３レンズ群Ｇ３が構成され、第
７レンズ４７と第８レンズ４８とで第４レンズ群Ｇ４が
構成されている。第４レンズ群Ｇ４の像側には、フィル
タ、カバーガラスと等価な平行平板素子Ｆが配置され、
その像側には固体撮像素子の受光面Ｐが配置される。
【００７７】第４レンズ群Ｇ４を接合レンズとしている
のは、倍率色収差を良好に補正するためである。
【００７８】図１３に示した撮像レンズの撮影距離が∞
の場合のレンズデータを表４に示す。各パラメータの定
義は表１と同一である。
【００７９】
【表４】
【００８０】撮影距離が変化した場合のフォーカス調整
は、第２レンズ群Ｇ２から撮像素子までのレンズは固定
し、第１レンズ群Ｇ１だけを光軸方向に移動させること
により行う。
【００８１】図１３に示した撮像レンズの絞り開放時の
収差図を図１４、図１５、図１６に示す。図１４は撮影
距離が∞の場合、図１５は撮影距離が0.5ｍの場合、図
１６は撮影距離が0.2ｍの場合の球面収差、非点収差、
歪曲収差である。図１４〜図１６より撮影距離が変化し
た場合でも諸収差が良好に補正されていることが分か
る。
【００８２】固体撮像素子として、画素数が水平1800×
垂直1200、画素ピッチが水平、垂直とも4.2μｍで各画
素を正方配列したものを用いることができる。
【００８３】なお、第２レンズ４２と第３レンズ４３と
の間の空気間隔をｄ4＝2.22ｍｍで固定して、レンズ系
全体を移動させることによりフォーカス調整を行うこと
もでき、この場合には撮影距離が∞〜0.5ｍの範囲で画
面全体の解像度が良好な画像を得ることができる。
【００８４】（実施の形態５）図１７は本発明の実施の
形態５における撮像レンズの構成を示したものである。
【００８５】７枚のレンズで構成され、第１レンズ５１
と第２レンズ５２とはいずれも曲率の強い面を像側に向
けた負メニスカスレンズ、第３レンズ５３は両凸レン
ズ、第４レンズ５４は物体側の面が非球面の両凸レン
ズ、第５レンズ５５は両凹レンズ、第６レンズ５６は像
側の面が非球面の両凸レンズ、第７レンズ５７は両凸レ
ンズである。第５レンズ５５と第６レンズ５６とは接合
され、第３レンズ５３と第４レンズ５４との間には絞り
５８が配置されている。
【００８６】第１レンズ５１と第２レンズ５２とで第１
レンズ群Ｇ１が構成され、第３レンズ５３で第２レンズ
群Ｇ２が構成され、第４レンズ５４、第５レンズ５５お
よび第６レンズ５６で第３レンズ群Ｇ３が構成され、第
７レンズ５７で第４レンズ群Ｇ４が構成されている。第
４レンズ群Ｇ４の像側には、フィルタ、カバーガラスと
等価な平行平板素子Ｆが配置され、その像側には固体撮
像素子の受光面Ｐが配置される。
【００８７】図１７に示した撮像レンズの撮影距離が∞
の場合のレンズデータを表５に示す。
【００８８】
【表５】
【００８９】撮影距離が変化した場合のフォーカス調整
は、第２レンズ群Ｇ２から撮像素子までのレンズは固定
し、第１レンズ群Ｇ１だけを光軸方向に移動させること
により行う。
【００９０】図１７に示した撮像レンズの収差図を図１
８、図１９、図２０に示す。図１８は撮影距離が∞の場
合、図１９は撮影距離が0.5ｍの場合、図２０は撮影距
離が0.2ｍの場合の球面収差、非点収差、歪曲収差であ
る。図１８〜図２０より撮影距離が変化した場合でも諸
収差が良好に補正されていることが分かる。
【００９１】固体撮像素子として、画素数が水平1800×
垂直1200、画素ピッチが水平、垂直とも4.2μｍで各画
素を正方配列したものを用いることができる。
【００９２】なお、第２レンズ５２と第３レンズ５３と
の間の空気間隔をｄ4＝2.20ｍｍで固定して、レンズ系
全体を移動させることによりフォーカス調整を行うこと
もでき、この場合には撮影距離が∞〜0.5ｍの範囲で画
面全体の解像度が良好な画像を得ることができる。
【００９３】（実施の形態６）図２１は本発明の実施の
形態６における撮像レンズの構成を示したものである。
【００９４】７枚のレンズで構成され、第１レンズ６１
と第２レンズ６２とはいずれも曲率の強い面を像側に向
けた負メニスカスレンズ、第３レンズ６３は両凸レン
ズ、第４レンズ６４は物体側の面が非球面の両凸レン
ズ、第５レンズ６５は両凹レンズ、第６レンズ６６は像
側の面が非球面の両凸レンズ、第７レンズ６７は両凸レ
ンズである。第３レンズ６３と第４レンズ６４との間に
は絞り６８が配置されている。
【００９５】第１レンズ６１と第２レンズ６２とで第１
レンズ群Ｇ１が構成され、第３レンズ６３で第２レンズ
群Ｇ２が構成され、第４レンズ６４、第５レンズ６５お
よび第６レンズ６６で第３レンズ群Ｇ３が構成され、第
７レンズ６７で第４レンズ群Ｇ４が構成されている。第
４レンズ群Ｇ４の像側には、フィルタ、カバーガラスと
等価な平行平板素子Ｆが配置され、その像側には固体撮
像素子の受光面Ｐが配置される。
【００９６】図２１に示した撮像レンズの撮影距離が∞
の場合のレンズデータを表６に示す。
【００９７】
【表６】
【００９８】撮影距離が変化した場合のフォーカス調整
は、第２レンズ群Ｇ２から撮像素子までのレンズは固定
し、第１レンズ群Ｇ１だけを光軸方向に移動させること
により行う。
【００９９】図２１に示した撮像レンズの収差図を図２
２、図２３、図２４に示す。図２２は撮影距離が∞の場
合、図２３は撮影距離が0.5ｍの場合、図２４は撮影距
離が0.2ｍの場合の球面収差、非点収差、歪曲収差であ
る。図２２〜図２４より撮影距離が変化した場合でも諸
収差が良好に補正されていることが分かる。
【０１００】固体撮像素子として、画素数が水平1800×
垂直1200、画素ピッチが水平、垂直とも4.2μｍで各画
素を正方配列したものを用いることができる。
【０１０１】なお、第２レンズ６２と第３レンズ６３と
の間の空気間隔をｄ4＝2.21ｍｍで固定して、レンズ系
全体を移動させることによりフォーカス調整を行うこと
もでき、この場合には撮影距離が∞〜0.5ｍの範囲で画
面全体の解像度が良好な画像を得ることができる。
【０１０２】（実施の形態７）図２５は本発明の実施の
形態７における撮像レンズの構成を示したものである。
【０１０３】７枚のレンズで構成され、第１レンズ７１
と第２レンズ７２とはいずれも曲率の強い面を像側に向
けた負メニスカスレンズ、第３レンズ７３は両凸レン
ズ、第４レンズ７４は両凸レンズ、第５レンズ７５は両
凹レンズ、第６レンズ７６は像側の面が非球面の両凸レ
ンズ、第７レンズ７７は曲率の強い面を像側に向けた正
メニスカスレンズである。
【０１０４】第１レンズ７１と第２レンズ７２とで第１
レンズ群Ｇ１が構成され、第３レンズ７３で第２レンズ
群Ｇ２が構成され、第４レンズ７４、第５レンズ７５お
よび第６レンズ７６で第３レンズ群Ｇ３が構成され、第
７レンズ７７で第４レンズ群Ｇ４が構成され、第３レン
ズ群７３と第４レンズ７４との間には絞り７８が配置さ
れている。第４レンズ群Ｇ４の像側には、フィルタ、カ
バーガラスと等価な平行平板素子Ｆが配置され、その像
側には固体撮像素子の受光面Ｐが配置される。
【０１０５】図２５に示した撮像レンズの撮影距離が∞
の場合のレンズデータを表７に示す。
【０１０６】
【表７】
【０１０７】撮影距離が変化した場合のフォーカス調整
は、第２レンズ群Ｇ２から撮像素子までのレンズは固定
し、第１レンズ群Ｇ１だけを光軸方向に移動させること
により行う。
【０１０８】図２５に示した撮像レンズの収差図を図２
６、図２７、図２８に示す。図２６は撮影距離が∞の場
合、図２７は撮影距離が0.5ｍの場合、図２８は撮影距
離が0.2ｍの場合の球面収差、非点収差、歪曲収差であ
る。図２６〜図２８より撮影距離が変化した場合でも諸
収差が良好に補正されていることが分かる。
【０１０９】固体撮像素子として、画素数が水平1800×
垂直1200、画素ピッチが水平、垂直とも3.3μｍで各画
素を正方配列したものを用いることができる。
【０１１０】なお、第２レンズ７２と第３レンズ７３と
の間の空気間隔をｄ4＝1.58ｍｍで固定して、レンズ系
全体を移動させることによりフォーカス調整を行うこと
もでき、この場合には撮影距離が∞〜0.5ｍの範囲で画
面全体の解像度が良好な画像を得ることができる。
【０１１１】（実施の形態８）図２９は本発明の実施の
形態８における撮像レンズの構成を示したものである。
【０１１２】７枚のレンズで構成され、第１レンズ８１
と第２レンズ８２とはいずれも曲率の強い面を像側に向
けた負メニスカスレンズ、第３レンズ８３は両凸レン
ズ、第４レンズ８４は物体側の面が非球面の両凸レン
ズ、第５レンズ８５は両凹レンズ、第６レンズ８６は像
側の面が非球面の両凸レンズ、第７レンズ８７は両凸レ
ンズである。
【０１１３】第１レンズ８１と第２レンズ８２とで第１
レンズ群Ｇ１が構成され、第３レンズ８３で第２レンズ
群Ｇ２が構成され、第４レンズ８４、第５レンズ８５お
よび第６レンズ８６で第３レンズ群Ｇ３が構成され、第
７レンズ８７で第４レンズ群Ｇ４が構成され、第３レン
ズ群８３と第４レンズ８４との間には絞り８８が配置さ
れている。第４レンズ群Ｇ４の像側には、フィルタ、カ
バーガラスと等価な平行平板素子Ｆが配置され、その像
側には固体撮像素子の受光面Ｐが配置される。
【０１１４】図２９に示した撮像レンズの撮影距離が∞
の場合のレンズデータを表８に示す。
【０１１５】
【表８】
【０１１６】撮影距離が変化した場合のフォーカス調整
は、第２レンズ群Ｇ２から撮像素子までのレンズは固定
し、第１レンズ群Ｇ１だけを光軸方向に移動させること
により行う。
【０１１７】図２９に示した撮像レンズの収差図を図３
０、図３１、図３２に示す。図３０は撮影距離が∞の場
合、図３１は撮影距離が0.5ｍの場合、図３２は撮影距
離が0.2ｍの場合の球面収差、非点収差、歪曲収差であ
る。図３０〜図３２より撮影距離が変化した場合でも諸
収差が良好に補正されていることが分かる。
【０１１８】固体撮像素子として、画素数が水平1800×
垂直1200、画素ピッチが水平、垂直とも4.2μｍで各画
素を正方配列したものを用いることができる。
【０１１９】なお、第２レンズ８２と第３レンズ８３と
の間の空気間隔をｄ4＝2.21ｍｍで固定して、レンズ系
全体を移動させることによりフォーカス調整を行うこと
もでき、この場合には撮影距離が∞〜0.5ｍの範囲で画
面全体の解像度が良好な画像を得ることができる。
【０１２０】（実施の形態９）図３３は本発明の実施の
形態９における撮像レンズの構成を示したものである。
【０１２１】７枚のレンズで構成され、第１レンズ９１
と第２レンズ９２とはいずれも曲率の強い面を像側に向
けた負メニスカスレンズ、第３レンズ９３は両凸レン
ズ、第４レンズ９４は物体側の面が非球面の両凸レン
ズ、第５レンズ９５は両凹レンズ、第６レンズ９６は像
側の面が非球面の両凸レンズ、第７レンズ９７は曲率の
強い面を像側に向けた正メニスカスレンズである。
【０１２２】第１レンズ９１と第２レンズ９２とで第１
レンズ群Ｇ１が構成され、第３レンズ９３で第２レンズ
群Ｇ２が構成され、第４レンズ９４、第５レンズ９５お
よび第６レンズ９６で第３レンズ群Ｇ３が構成され、第
７レンズ９７で第４レンズ群Ｇ４が構成され、第３レン
ズ群９３と第４レンズ９４との間には絞り９８が配置さ
れている。第４レンズ群Ｇ４の像側には、フィルタ、カ
バーガラスと等価な平行平板素子Ｆが配置され、その像
側には固体撮像素子の受光面Ｐが配置される。
【０１２３】図３３に示した撮像レンズの撮影距離が∞
の場合のレンズデータを表９に示す。
【０１２４】
【表９】
【０１２５】撮影距離が変化した場合のフォーカス調整
は、第２レンズ群Ｇ２から撮像素子までのレンズは固定
し、第１レンズ群Ｇ１だけを光軸方向に移動させること
により行う。
【０１２６】図３３に示した撮像レンズの絞り開放時の
収差図を図３４、図３５、図３６に示す。図３４は撮影
距離が∞の場合、図３５は撮影距離が0.5ｍの場合、図
３６は撮影距離が0.2ｍの場合の球面収差、非点収差、
歪曲収差である。図３４〜図３６より撮影距離が変化し
た場合でも諸収差が良好に補正されていることが分か
る。
【０１２７】固体撮像素子として、画素数が水平1800×
垂直1200、画素ピッチが水平、垂直とも4.2μｍで各画
素を正方配列したものを用いることができる。
【０１２８】なお、第２レンズ９２と第３レンズ９３と
の間の空気間隔をｄ4＝2.22ｍｍで固定して、レンズ系
全体を移動させることによりフォーカス調整を行うこと
もでき、この場合には撮影距離が∞〜0.5ｍの範囲で画
面全体の解像度が良好な画像を得ることができる。
【０１２９】（実施の形態１０）図３７は本発明の実施
の形態１０における電子スチルカメラの内部を横から見
た概略構成を示したものである。図３７において、１０
２は撮像レンズ、１０３は固体撮像素子、１０４は液晶
モニタである。
【０１３０】筐体１０１の前側に撮像レンズ１０２が配
置され、撮像レンズ１０２の後側に固体撮像素子１０３
が配置され、筐体１０１の後側に液晶モニタ１０４が配
置されている。固体撮像素子１０２と液晶モニタ１０４
とは近接している。
【０１３１】固体撮像素子１０３は、有効画素数が水平
1800×垂直1200、画素ピッチが水平4.2μｍ×垂直4.2μ
ｍ、有効画面サイズが水平7.56ｍｍ×垂直5.04ｍｍであ
り、有効領域の対角長が9.086ｍｍであり、画素ごとに
微小正レンズが設けられている。
【０１３２】撮像レンズ１０２として、図１に示した撮
像レンズを用いている。撮像レンズ１０２を構成する７
枚のレンズのうち、第１レンズ１１と第２レンズ１２と
が前鏡筒１０５に取り付けられ、残りの５枚のレンズ１
３，１４，１５，１６，１７が後鏡筒１０６に取り付け
られ、固体撮像素子１０３が後鏡筒１０６の後端に取り
付けられ、第７レンズ１７と固体撮像素子１０３の間に
フィルタ１０７が配置されている。第２レンズ１２と第
３レンズ１３の間には絞りが配置されている（図示せ
ず）。前鏡筒１０５は、光軸に平行な２本のガイドポー
ル１０８（２本のうち１本のみ図示）に沿って移動可能
である。
【０１３３】フィルタ１０７は、物体側から順に第１水
晶板、第２水晶板、赤外カットフィルタ、第３水晶板を
透明接着剤により互いに接合したものである。３枚の水
晶板は光学ローパスフィルタとして機能する。３枚の水
晶板は平行平面であり、各光学軸はいずれも光軸に対し
て45°傾斜している。また、各水晶板の光学軸を固体撮
像素子１０３の受光面に射影した方向は、撮像レンズ１
０２側から見て、第１水晶板については画面水平方向か
ら左回りに45°回転した方向、第２水晶板については画
面水平方向、第３水晶板については画面水平方向から右
回りに45°回転した方向となっている。赤外カットフィ
ルタは、撮像レンズ１０２を透過して固体撮像素子１０
３の受光面に入射する赤外光を除去して、赤外光による
誤信号の発生を防いでいる。また、光学ローパスフィル
タは、固体撮像素子１０３の画素構造に起因するモアレ
などの誤信号の発生を防いでいる。
【０１３４】前鏡筒１０５はアクチュエータ１１２によ
り移動させるようにしてあり、アクチュエータ１１２に
制御信号を入力することにより撮像レンズのフォーカス
調整を行うことができる。前鏡筒１０５を微小移動させ
ながら固体撮像素子１０３から出力される電気信号の高
周波成分を検出し、高周波成分が最大となるように前鏡
筒１０５の位置を決めることにより、自動フォーカス調
整を行う。
【０１３５】図３７に示した電子スチルカメラは、撮影
距離の変化に合わせて前鏡筒１０５を移動させてフォー
カス調整を行うことにより、撮影距離が∞〜０．２ｍの
広い範囲で画面全体解像度が良好な画像を得ることがで
き、また、撮像レンズ１０２の光学全長が短いため奥行
を短くすることができる。
【０１３６】固体撮像素子１０３として画素ごとに微小
正レンズが設けられたものを用いているが、撮像レンズ
１０２はテレセントリック性が良好であるので、各微小
正レンズを通過した光を効率よく各画素の受光領域に到
達させることができる。そのため、画面全体で受光感度
が高くなる。
【０１３７】図３７に示した構成では、第７レンズ１
７、フィルタ１０７、固体撮像素子１０３は移動しない
ので、第７レンズ１７から固体撮像素子１０３までの空
間を密閉構造にすれば、第７レンズ１７の像側の面から
固体撮像素子１０３の受光面までの各面に埃が付着する
ことを容易に防止することができ、固体撮像素子１０３
からの出力信号に埃のぼけた像が現れるという問題を回
避できる。
【０１３８】こうして、撮影距離の広い範囲で画面全体
の解像度が高く、コンパクトな電子スチルカメラを実現
することができる。
【０１３９】なお、図３７に示した電子スチルカメラに
は、実施の形態１の撮像レンズの代わりに実施の形態２
〜実施の形態６、実施の形態８、実施の形態９の撮像レ
ンズを用いることもできる。また、固体撮像素子１０３
として、有効画素数が水平1600×垂直1200、画素ピッチ
が水平3.3μｍ×垂直3.3μｍ、有効画面サイズが水平5.
28ｍｍ×垂直3.96ｍｍ、有効領域の対角長が6.600ｍｍ
のものに置き換えると、実施の形態７の撮像レンズを用
いることもできる。
【０１４０】また、図３７に示した電子スチルカメラの
光学系は、動画を対象とするビデオカメラに用いること
もできる。この場合、動画だけでなく、解像度の高い静
止画を撮影することができる。
【０１４１】（実施の形態１１）図３８は本発明の実施
の形態１１におけるビデオカメラの内部を横から見た概
略構成を示したものである。図３８において、１２２は
撮像レンズ、１２３は固体撮像素子、１２４は液晶モニ
タである。
【０１４２】このビデオカメラは、図１９に示した電子
スチルカメラと同様に、筐体１２１の前側に撮像レンズ
１２２が配置され、撮像レンズ１２２の後側に固体撮像
素子１２３が配置され、筐体１２１の後側に液晶モニタ
１２４が配置され、撮像レンズ１２２の物体側には平行
平板のガラス板１２５が配置されている。ガラス板１２
５は筐体１２１に固定されている。
【０１４３】固体撮像素子１２３は、有効画素数が水平
1800×垂直1200、画素ピッチが水平4.2μｍ×垂直4.2μ
ｍ、有効画面サイズが水平7.56ｍｍ×垂直5.04ｍｍであ
り、有効領域の対角長が9.086ｍｍであり、画素ごとに
微小正レンズが設けられている。
【０１４４】撮像レンズ１２２として、図１に示した撮
像レンズを用いている。図３７に示した電子スチルカメ
ラと同様に、撮像レンズ１２２を構成する７枚のレンズ
のうち、第１レンズ１１と第２レンズ１２とが前鏡筒１
２６に取り付けられ、残りの５枚のレンズ１３，１４，
１５，１６，１７が鏡筒１２７に取り付けられ、固体撮
像素子１２３が後鏡筒１２７の後端に取り付けられ、第
７レンズ１７と固体撮像素子１２３の間にフィルタ１２
８が配置されている。固体撮像素子１２３とフィルタ１
２８とは、それぞれ図３７に示した固体撮像素子１０
３、フィルタ１０７と同一である。前鏡筒１２６は、光
軸に平行な２本のガイドポール１２９に沿って移動可能
であり（２本のうち１本のみ図示）、アクチュエータ１
３０により駆動される。
【０１４５】フォーカス調整のために前鏡筒１２６を高
速で移動させるには、前鏡筒１２６とレンズ１１，１２
で構成される移動部をできるだけ軽くする必要がある。
ところが、移動部を軽くすると強度的に弱くなり、外部
からの力が直接レンズ１１，１２に加わると、前鏡筒１
２６の移動機構やアクチュエータ１３０に損傷を与えや
すい。また、隙間から撮像レンズ１２２の内部に埃が流
入しやすいという問題もある。しかし、ガラス板１２５
が筐体１２１の前部に取り付けられているため、外部か
らの力による移動機構の損傷を防止でき、また、埃の撮
像レンズ１２２内への流入を防止できる。なお、物体上
の任意の点から出射して撮像レンズに入射する光の拡が
り角度は非常に小さいため、撮像レンズの物体側に平行
平面のガラス板を配置しても解像度の劣化はないに等し
い。
【０１４６】図３７に示した構成と同様に、第７レンズ
１７から固体撮像素子１２３までの空間を密閉構造にす
ることが容易であり、第７レンズ１７の像側の面から固
体撮像素子１２３の受光面までの各面に埃が付着するこ
とを容易に防止することができ、固体撮像素子１２３か
らの出力信号に埃でぼけた像が現れるという問題を回避
できる。
【０１４７】図３８に示したビデオカメラは、撮影距離
の変化に合わせて前鏡筒１２６を移動させてフォーカス
調整を行うことにより、撮影距離が∞〜0.2ｍの広い範
囲で画面全体で高解像度の画像を得ることができ、ま
た、撮像レンズ１２２の光学全長が短いため奥行を短く
することができる。
【０１４８】固体撮像素子１０３として画素ごとに微小
正レンズが設けられたものを用いているが、図３７に示
した場合と同様の作用が得られるため、画面全体で受光
感度が高くなる。
【０１４９】図３８に示したビデオカメラは、動画を主
体的に撮影するが、静止画を撮影することもできる。動
画の場合には固体撮像画素が有する画素数より少ない画
素数で撮影し、静止画の場合には固体撮像素子が有する
画素数で撮影するとよい。
【０１５０】こうして、撮影距離の広い範囲で画面全体
の解像度が高く、コンパクトなビデオカメラを実現する
ことができる。
【０１５１】なお、図３８に示したビデオカメラには、
実施の形態１の撮像レンズの代わりに実施の形態２〜実
施の形態６、実施の形態８、実施の形態９の撮像レンズ
を用いることもできる。また、固体撮像素子１２３とし
て、有効画素数が水平1600×垂直1200、画素ピッチが水
平3.3μｍ×垂直3.3μｍ、有効画面サイズが水平5.28ｍ
ｍ×垂直3.96ｍｍ、有効領域の対角長が6.600ｍｍのも
のに置き換えると、実施の形態７の撮像レンズを用いる
こともできる。
【０１５２】なお、図３８に示したビデオカメラを静止
画専用とすれば、電子スチルカメラとなる。
【０１５３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、撮影距離
の広い範囲で画面全体の解像度が高く、光学全長が短い
撮像レンズを提供することができる。また、この撮像レ
ンズを用いることにより、解像度が高く、撮影距離範囲
が広く、コンパクトな電子スチルカメラやビデオカメラ
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における撮像レンズの構
成を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態１における撮像レンズの撮
影距離が∞の場合の収差図
【図３】本発明の実施の形態１における撮像レンズの撮
影距離が0.5ｍの場合の収差図
【図４】本発明の実施の形態１における撮像レンズの撮
影距離が0.2ｍの場合の収差図
【図５】本発明の実施の形態２における撮像レンズの構
成を示す構成図
【図６】本発明の実施の形態２における撮像レンズの撮
影距離が∞の場合の収差図
【図７】本発明の実施の形態２における撮像レンズの撮
影距離が0.5ｍの場合の収差図
【図８】本発明の実施の形態２における撮像レンズの撮
影距離が0.2ｍの場合の収差図
【図９】本発明の実施の形態３における撮像レンズの構
成を示す構成図
【図１０】本発明の実施の形態３における撮像レンズの
撮影距離が∞の場合の収差図
【図１１】本発明の実施の形態３における撮像レンズの
撮影距離が0.5ｍの場合の収差図
【図１２】本発明の実施の形態３における撮像レンズの
撮影距離が0.2ｍの場合の収差図
【図１３】本発明の実施の形態４における撮像レンズの
構成を示す構成図
【図１４】本発明の実施の形態４における撮像レンズの
撮影距離が∞の場合の収差図
【図１５】本発明の実施の形態４における撮像レンズの
撮影距離が0.5ｍの場合の収差図
【図１６】本発明の実施の形態４における撮像レンズの
撮影距離が0.2ｍの場合の収差図
【図１７】本発明の実施の形態５における撮像レンズの
構成を示す構成図
【図１８】本発明の実施の形態５における撮像レンズの
撮影距離が∞の場合の収差図
【図１９】本発明の実施の形態５における撮像レンズの
撮影距離が0.5ｍの場合の収差図
【図２０】本発明の実施の形態５における撮像レンズの
撮影距離が0.2ｍの場合の収差図
【図２１】本発明の実施の形態６における撮像レンズの
構成を示す構成図
【図２２】本発明の実施の形態６における撮像レンズの
撮影距離が∞の場合の収差図
【図２３】本発明の実施の形態６における撮像レンズの
撮影距離が0.5ｍの場合の収差図
【図２４】本発明の実施の形態６における撮像レンズの
撮影距離が0.2ｍの場合の収差図
【図２５】本発明の実施の形態７における撮像レンズの
構成を示す構成図
【図２６】本発明の実施の形態７における撮像レンズの
撮影距離が∞の場合の収差図
【図２７】本発明の実施の形態７における撮像レンズの
撮影距離が0.5ｍの場合の収差図
【図２８】本発明の実施の形態７における撮像レンズの
撮影距離が0.2ｍの場合の収差図
【図２９】本発明の実施の形態８における撮像レンズの
構成を示す構成図
【図３０】本発明の実施の形態８における撮像レンズの
撮影距離が∞の場合の収差図
【図３１】本発明の実施の形態８における撮像レンズの
撮影距離が0.5ｍの場合の収差図
【図３２】本発明の実施の形態８における撮像レンズの
撮影距離が0.2ｍの場合の収差図
【図３３】本発明の実施の形態９における撮像レンズの
構成を示す構成図
【図３４】本発明の実施の形態９における撮像レンズの
撮影距離が∞の場合の収差図
【図３５】本発明の実施の形態９における撮像レンズの
撮影距離が0.5ｍの場合の収差図
【図３６】本発明の実施の形態９における撮像レンズの
撮影距離が0.2ｍの場合の収差図
【図３７】本発明の実施の形態１０における電子スチル
カメラの概略構成図
【図３８】本発明の実施の形態１１におけるビデオカメ
ラの概略構成図
【符号の説明】
Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群 Ｇ３ 第３レンズ群 Ｇ４ 第４レンズ群 １０２，１２２ 撮像レンズ １０３，１２３ 固体撮像素子 １０４，１２４ 液晶モニタ １０７，１２８ フィルタ １２５ ガラス板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA03 LA03 MA06 PA06 PA07 PA17 PA18 PB07 PB08 QA02 QA07 QA17 QA22 QA25 QA32 QA34 QA37 QA41 QA45 QA46 RA05 RA12 RA13 RA32 RA42 RA44 5C022 AA13 AC42 AC54 AC66 AC78 AC79 5C024 AA01 BA01 CA11 EA04 FA01

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】物体側から順に、負パワーの第１レンズ群
    と、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ
    群と、正パワーの第４レンズ群と、前記第２レンズ群と
    前記第３レンズ群との間に配置される絞りとを備え、前
    記第１レンズ群は物体側から順に曲率の強い面を像側に
    向けた負メニスカスレンズと、負レンズとを備え、前記
    第２レンズ群は両凸レンズを備え、前記第３レンズ群は
    物体側から順に正レンズと、両凹レンズと、曲率の強い
    面を像側に向けた正レンズとを備え、前記第４レンズ群
    は正レンズを備え、少なくとも前記第３レンズ群の最も
    像側の面は非球面であり、撮影距離が∞の場合のレンズ
    系全体の合成焦点距離をｆ、前記第１レンズ群の合成焦
    点距離をｆG1、前記第２レンズ群の合成焦点距離を
    ｆG2、前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆG3、前記第
    ４レンズ群の合成焦点距離をｆG4として、 ０．８＜｜ｆG1｜／ｆ＜１．２ ‥‥‥（１） １．３＜ｆG2＜２．４ ‥‥‥（２） １．２＜ｆG3／ｆ＜２．３ ‥‥‥（３） １．６＜ｆG4／ｆ＜２．６ ‥‥‥（４） の各条件を満足する撮像レンズ。
  2. 【請求項２】さらに、第３レンズ群の最も物体側のレン
    ズの屈折率をｎA、そのレンズの物体側の面の曲率半径
    をｒAとして、 ０．９＜ｒA／ｆ(ｎA−１)＜１．８ ‥‥‥（５） の条件を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
  3. 【請求項３】第３レンズ群の最も物体側の面が非球面で
    ある請求項１または請求項２記載の撮像レンズ。
  4. 【請求項４】第３レンズ群を構成する少なくとも３枚の
    レンズのうち像側の２枚のレンズを接合した請求項１か
    ら請求項３のいずれかに記載の撮像レンズ。
  5. 【請求項５】第４レンズ群は正レンズと負レンズとを接
    合したものである請求項１から請求項４のいずれかに記
    載の撮像レンズ。
  6. 【請求項６】第４レンズ群と像面との間に所定の平行平
    板素子が配置された状態で、第３レンズ群と前記第４レ
    ンズ群との間の空気間隔は、絞りから前記像面までの間
    に存在する空気間隔の中で最大である請求項１から請求
    項５のいずれかに記載の撮像レンズ。
  7. 【請求項７】物体側から順に、負パワーの第１レンズ群
    と、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ
    群と、正パワーの第４レンズ群と、前記第２レンズ群と
    前記第３レンズ群との間に配置される絞りとを備え、前
    記第１レンズ群を光軸に沿って移動させることによりフ
    ォーカス調整を行うようにした撮像レンズ。
  8. 【請求項８】第１レンズ群は物体側から順に曲率の強い
    面を像側に向けた負メニスカスレンズと、負レンズとを
    備え、第２レンズ群は両凸レンズを備え、第３レンズ群
    は物体側から順に正レンズと、両凹レンズと、曲率の強
    い面を像側に向けた正レンズとを備え、第４レンズ群は
    正レンズを備え、少なくとも前記第３レンズ群の最も像
    側の面は非球面であり、撮影距離が∞の場合のレンズ系
    全体の合成焦点距離をｆ、前記第１レンズ群の合成焦点
    距離をｆG1、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆG2、
    前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆG3、前記第４レン
    ズ群の合成焦点距離をｆG4として、 ０．８＜｜ｆG1｜／ｆ＜１．２ ‥‥‥（１） １．３＜ｆG2／ｆ＜２．４ ‥‥‥（２） １．２＜ｆG3／ｆ＜２．３ ‥‥‥（３） １．６＜ｆG4／ｆ＜２．６ ‥‥‥（４） の各条件を満足する請求項７記載の撮像レンズ。
  9. 【請求項９】第３レンズ群の最も物体側のレンズの屈折
    率をｎA、そのレンズの物体側の面の曲率半径をｒAとし
    たときに、 ０．９＜ｒA／ｆ(ｎA−１)＜１．８ ‥‥‥（５） の条件を満足する請求項８記載の撮像レンズ。
  10. 【請求項１０】第３レンズ群の最も物体側の面が非球面
    である請求項８または請求項９記載の撮像レンズ。
  11. 【請求項１１】第３レンズ群を構成する少なくとも３枚
    のレンズのうち像側の２枚のレンズを接合した請求項８
    から請求項１０のいずれかに記載の撮像レンズ。
  12. 【請求項１２】第４レンズ群は正レンズと負レンズとを
    接合したものである請求項８から請求項１１のいずれか
    に記載の撮像レンズ。
  13. 【請求項１３】第４レンズ群と像面との間に所定の平行
    平板素子が配置された状態で、第３レンズ群と前記第４
    レンズ群との間の空気間隔は、絞りから前記像面までの
    間に存在する空気間隔の中で最大である請求項８から請
    求項１２のいずれかに記載の撮像レンズ。
  14. 【請求項１４】撮像レンズと、固体撮像素子とを備え、
    前記撮像レンズは請求項１から請求項６のいずれかに記
    載の撮像レンズである電子スチルカメラ。
  15. 【請求項１５】固体撮像素子は画素ごとに微小正レンズ
    を備えたものである請求項１４記載の電子スチルカメ
    ラ。
  16. 【請求項１６】固体撮像素子と、撮像レンズとを備え、
    前記撮像レンズは請求項７から請求項１３のいずれかに
    記載の撮像レンズである電子スチルカメラ。
  17. 【請求項１７】固体撮像素子は画素ごとに微小正レンズ
    を備えたものである請求項１６記載の電子スチルカメ
    ラ。
  18. 【請求項１８】撮像レンズの最も像側のレンズから固体
    撮像素子の受光面までの間の空間が密閉構造である請求
    項１６または請求項１７記載の電子スチルカメラ。
  19. 【請求項１９】撮像レンズの物体側に平行平面の透明板
    を備える請求項１６から請求項１８のいずれかに記載の
    電子スチルカメラ。
  20. 【請求項２０】撮像レンズと、固体撮像素子とを備え、
    前記撮像レンズは請求項１から請求項６のいずれかに記
    載の撮像レンズであるビデオカメラ。
  21. 【請求項２１】固体撮像素子は画素ごとに微小正レンズ
    を備えたものである請求項２０記載のビデオカメラ。
  22. 【請求項２２】撮像レンズと、固体撮像素子とを備え、
    前記撮像レンズは請求項７から請求項１３のいずれかに
    記載の撮像レンズであるビデオカメラ。
  23. 【請求項２３】固体撮像素子は画素ごとに微小正レンズ
    を備えたものである請求項２２記載のビデオカメラ。
  24. 【請求項２４】撮像レンズの最も像側のレンズから固体
    撮像素子の受光面までの間の空間が密閉構造である請求
    項２２または請求項２３記載のビデオカメラ。
  25. 【請求項２５】撮像レンズの物体側に平行平面の透明板
    を備える請求項２２から請求項２４のいずれかに記載の
    ビデオカメラ。
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